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微壓活塞式壓力計
基準(zhǔn)級微壓活塞壓力計，提供微壓溯源性
FPG8601是基準(zhǔn)級微壓活塞壓力計，解決了活塞式壓力計在微小壓力范圍內(nèi)以極小的不確定度提供長期溯源性的需求。
優(yōu)異的測量不確定度
該系統(tǒng)在表壓和絕壓模式下覆蓋的量程均為0（絕壓為0.5 Pa）～15 kPa（2.2 psi）。測量不確定度為讀數(shù)的±30 ppm與一個非常小的門限誤差的組合，足夠小以能夠校準(zhǔn)量程低達(dá)130 Pa (1 Torr，0.5 in. H2O)甚至13 Pa (100 mTorr，法國kimo差壓儀，0.05 in. H2O)的各種微壓傳遞標(biāo)準(zhǔn)。 DHI有一份完整的不確定度分析報告（請參見DHI技術(shù)文章 2090TN05）說明FPG8601的測量不確定度。該儀器的穩(wěn)定度取決于碳化鎢活塞組和不銹鋼砝碼，差壓變送器效驗儀，所以FPG8601的校準(zhǔn)間隔與傳統(tǒng)的活塞式壓力計相同，并沒有其它特殊的維護(hù)要求。除了卓越的計量性能外，F(xiàn)PG8601還實現(xiàn)了全自動控制；合理的尺寸和重量，在典型的高端計量實驗室環(huán)境下均可正常工作，沒有額外要求。
支持表壓、絕壓和絕差壓測量
FPG8601支持三種不同的測量模式：
· 表壓模式：把FPG8601的下方壓力室和測試的“低”側(cè)連接在一起，并和環(huán)境大氣壓相同。
· 絕壓模式：FPG8601的下方壓力室被抽成真空，并用真空計測量殘留真空。這種模式用于校準(zhǔn)密封絕壓的DUT。
· 絕差壓模式：把FPG8601的下方壓力室和測試的“低”測連接在一起并抽成真空。這種模式用于校準(zhǔn)相對于真空的差壓被檢對象。
此外，F(xiàn)PG8601沒有特殊環(huán)境要求，智能差壓變送器國儀，可安裝在2m長的高質(zhì)量實驗臺上。壓力控制器常常安裝在試驗臺下方。當(dāng)需要使用絕壓功能時，需要考慮真空泵的位置。如果需要，可以隨系統(tǒng)提供定制的安裝臺。其工作環(huán)境要求為典型的高端計量實驗室環(huán)境。
工作原理
FPG 8601采用了活塞式壓力計原理：加到活塞缸有效面積上的壓力被轉(zhuǎn)換為成比例的力。然而，壓力產(chǎn)生的力并不是與重力加速度引起的重量相平衡的，壓差式肺功能儀，而是由活塞所在的力平衡壓力傳感器測得的。活塞缸套頂部和底部安裝了壓力室，可改變被用來定義壓力的參考壓力（對于表壓來說是大氣壓，對于絕壓來說是真空）。在常壓下利用高壓室和低壓室調(diào)零壓力傳感器，剔除活塞的重量以及其它非所測壓力的壓力因素，壓差法透氣儀，使測量壓力從零開始。根據(jù)活塞缸的有效面積和壓力傳感器測得的凈壓力值即可計算出差壓值。
為了避免通過在汽缸中旋轉(zhuǎn)活塞來確定其中心的不穩(wěn)定性和機械方面的復(fù)雜性，F(xiàn)PG8601活塞是通過缸體-活塞縫隙中獨立流通的潤滑氣壓來確定中心的。縫隙呈圓錐形，收縮面對稱朝向活塞末端。缸體－活塞縫隙為1～6 mm，潤滑壓力比參考壓力大40 kPa，保證流入到測量室的氣流非常小（低于總量的1 sccm）。活塞兩端的壓力通過一個萬向節(jié)連接系統(tǒng)傳遞到壓力傳感器，該系統(tǒng)將活塞保持在其重心。連接系統(tǒng)的通路也用來提供缸體－活塞潤滑氣。壓力傳感器被封閉在一個密封室內(nèi)，潤滑氣通過該密封室流通。壓力傳感器密封室的設(shè)計有利于保持恒溫，并且潤滑氣的相對濕度被保持在40～70 %之間，從而使壓力傳感器的性能達(dá)到最佳。
優(yōu)異的測量不確定度
該系統(tǒng)在表壓和絕壓模式下覆蓋的量程均為0（絕壓為0.5 Pa）～15 kPa（2.2 psi）。測量不確定度為讀數(shù)的±30 ppm與一個非常小的門限誤差的組合，足夠小以能夠校準(zhǔn)量程低達(dá)130 Pa (1 Torr，0.5 in. H2O)甚至13 Pa (100 mTorr，0.05 in. H2O)的各種微壓傳遞標(biāo)準(zhǔn)。 DHI有一份完整的不確定度分析報告（請參見DHI技術(shù)文章 2090TN05）說明FPG8601的測量不確定度。該儀器的穩(wěn)定度取決于碳化鎢活塞組和不銹鋼砝碼，所以FPG8601的校準(zhǔn)間隔與傳統(tǒng)的活塞式壓力計相同，并沒有其它特殊的維護(hù)要求。除了卓越的計量性能外，F(xiàn)PG8601還實現(xiàn)了全自動控制；合理的尺寸和重量，在典型的高端計量實驗室環(huán)境下均可正常工作，沒有額外要求。
全自動的力平衡控制
FPG8601壓力控制器通過調(diào)整限流閥的氣流進(jìn)行工作。限流閥的上游側(cè)被連接到上方的FPG壓力室，下游側(cè)被連接到下方的FPG8601的壓力室，壓差法透氧儀，并連接到大氣壓，或在絕壓工作模式下連接到獨立的真空源。
控制器中有幾個具有不同導(dǎo)電系數(shù)的節(jié)流閥，并自動選擇與相應(yīng)的壓力量程相匹配的一個。有2個質(zhì)量流量控制器（MFC），其中1個用于壓力粗調(diào)，另1個用于壓力精調(diào)，MFC并聯(lián)用于調(diào)整反饋環(huán)路中的流量。根據(jù)壓力設(shè)置點和 FPG8601壓力測量值之差進(jìn)行控制。有一個兩級的壓力調(diào)節(jié)器，差壓儀，其第二級以節(jié)流閥的下游側(cè)為參考，它為質(zhì)量流量控制器提供了一個穩(wěn)定的輸入壓力。FPG8601 包括一個基于Windows的系統(tǒng)控制器。系統(tǒng)控制器與FPG8601硬件及被測設(shè)備進(jìn)行通信。FPG Tools軟件監(jiān)測和控制FPG8601的工作，并支持多種高級功能，包括全自動工作、無值守測試程序并采集被測設(shè)備數(shù)據(jù)。所有的FPG8601和被測設(shè)備的數(shù)據(jù)均被記錄為逗號分隔的數(shù)據(jù)文件，可方便地下載至其它應(yīng)用程序進(jìn)行分析。
以下為FPG Tools軟件的部分功能：
· 改變測量模式（表壓/絕壓）
· 壓力傳感器自動調(diào)零，并自動設(shè)置跨距
· 調(diào)整數(shù)據(jù)點平均時間
· 工作狀態(tài)發(fā)生過大變化時自動報警
· 在低絕壓模式下進(jìn)行熱蒸發(fā)修正
· 被測設(shè)備設(shè)置
· 測試程序定義和儲存
· 全自動測試
· 實時繪制測試結(jié)果
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技術(shù)資料 |
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電源要求 |
FPG8601：85～264VAC，50/60 Hz，最大60 VA |
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正常工作溫度范圍 |
20～26℃ |
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環(huán)境溫度穩(wěn)定性 |
0.1℃/每分鐘，微壓差儀，最大變化率 |
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重量 |
FPG8601平臺：30 kg (66 lb) |
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VLPC壓力控制器 |
41 kg (90.4 lb) |
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尺寸 |
FPG8601平臺：53 cm高×36 cm寬×35 cm深 |
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系統(tǒng)控制器 |
運行FPG Tools，Windows操作系統(tǒng)，RS232和IEEE-488接口，用于采集FPG和DUT的數(shù)據(jù) |
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全壓力量程 |
0～15 kPa表壓、絕壓、絕差壓 |
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測試介質(zhì) |
氮氣或空氣 |
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模式轉(zhuǎn)換時間 |
絕壓至表壓模式：30分鐘 |
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振動 |
與傳統(tǒng)的活塞式壓力計相同，真空泵必須用軟管連接 |
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壓力供給 |
活塞－套筒潤滑氣(FPG8601)：700～800 kPa，清潔、干燥的氮氣或空氣 |
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FPG參考真空（絕壓模式）：渦輪泵：典型值為378 m3/h，極限壓力為8.10-6 Pa |
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回轉(zhuǎn)式葉片泵：16.5 m3/h，極限壓力為0.2 Pa |
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VLPC壓力源：700～800 kPa，清潔、干燥的氮氣 |
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VLPC真空：10 m3/h @ 0.5 Pa |
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驅(qū)動氣（FPG8601和VLPC）：400～700 kPa壓縮空氣 |
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壓力連接 |
測試高（FPG8601）：KF16 |
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壓力測量 |
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全量程 |
0～15 kPa表壓、絕壓、絕差壓 |
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溫度影響 |
監(jiān)測儀器溫度，并在溫度變化的速率和大小對性能影響明顯時，ddi壓力計，發(fā)出報警。 |
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分辨力 |
標(biāo)準(zhǔn)：0.010 Pa |
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典型壓力測量 |
標(biāo)準(zhǔn)： |
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高分辨力選件： |
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絕對模式下的典型殘留真空 |
用渦輪分子泵：0.04～0.1 Pa |
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壓力控制 |
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控制范圍（Pa） |
表壓模式：5個交疊的控制范圍 |
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絕壓模式：5個交疊的控制范圍 |
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控制精度 |
標(biāo)準(zhǔn)：
高分辨力選件： 注：控制精度為最差情況。絕壓模式在較低范圍時的常數(shù)更小。 |
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標(biāo)稱測試容積 |
表壓模式：最高20 cc/側(cè)（高和低） |
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活塞模塊 |
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標(biāo)稱尺寸 |
直徑：35 mm |
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活塞材料 |
碳化鎢 |
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套筒材料 |
碳化鎢 |
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安裝系統(tǒng) |
非旋轉(zhuǎn)，獨立自定心，中央供氣，潤滑壓力 |
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活塞－套筒間隙 |
對稱圓錐形間隙，雙錐形，在中央潤滑點為6微米，在活塞末端為1微米 |
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潤滑氣體質(zhì)量 |
清潔、干燥的氨氣或空氣，國儀流量差壓變送器，內(nèi)部調(diào)整為40～70 %相對濕度 |
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潤滑氣體壓力 |
表壓模式：40 kPa表壓 |
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輔助測量 |
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活塞－缸體溫度(℃) |
范圍：0～40 |
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殘留真空(Pa) |
范圍：0～13 |
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監(jiān)控測量 |
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潤滑氣體溫度(℃) |
范圍：0～40 |
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潤滑氣壓力(kPa) |
范圍：0～200絕壓 |
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潤滑氣濕度(%RH) |
范圍：5～95 |
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型號 |
描述 |
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FPG8601-SYS |
具有標(biāo)準(zhǔn)分辨率的微壓塞式壓力計系統(tǒng) |
通用配件:
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配件 |
描述 |
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FPG8601-MODE-V-REF |
真空參考模式 |
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MS-8601-2 |
2.0kg砝碼套件，帶掛鉤 |
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BENCH-8601-ABS |
FPG8601工作臺 |
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FPG8601-RES-HIGH |
高分辨率(1 mPa) |
