fluke 微压活塞式压力计 FPG8601

http://www.intl-sensor.com 时间:2010/3/16 16:45:57 点击74次

基准级微压活塞压力计，提供微压溯源性
FPG8601是基准级微压活塞压力计，解决了活塞式压力计在微小压力范围内以极小的不确定度提供长期溯源性的需求。
FPG 8601采用了活塞式压力计原理：加到活塞缸有效面积上的压力被转换为成比例的力。然而，压力产生的力并不是与重力加速度引起的重量相平衡的，而是由活塞所在的力平衡压力传感器测得的。活塞缸套顶部和底部安装了压力室，可改变被用来定义压力的参考压力（对于表压来说是大气压，对于绝压来说是真空）。在常压下利用高压室和低压室调零压力传感器，剔除活塞的重量以及其它非所测压力的压力因素，使测量压力从零开始。根据活塞缸的有效面积和压力传感器测得的净压力值即可计算出差压值。

力平衡式活塞压力计原理框图

为了避免通过在汽缸中旋转活塞来确定其中心的不稳定性和机械方面的复杂性，FPG8601活塞是通过缸体-活塞缝隙中独立流通的润滑气压来确定中心的。缝隙呈圆锥形，收缩面对称朝向活塞末端。缸体－活塞缝隙为1～6 mm，润滑压力比参考压力大40 kPa，保证流入到测量室的气流非常小（低于总量的1 sccm）。活塞两端的压力通过一个万向节连接系统传递到压力传感器，该系统将活塞保持在其重心。连接系统的通路也用来提供缸体－活塞润滑气。压力传感器被封闭在一个密封室内，润滑气通过该密封室流通。压力传感器密封室的设计有利于保持恒温，并且润滑气的相对湿度被保持在40～70 %之间，从而使压力传感器的性能达到最佳。

优异的测量不确定度
该系统在表压和绝压模式下覆盖的量程均为0（绝压为0.5 Pa）～15 kPa（2.2 psi）。测量不确定度为读数的±30 ppm与一个非常小的门限误差的组合，足够小以能够校准量程低达130 Pa (1 Torr，0.5 in. H2O)甚至13 Pa (100 mTorr，0.05 in. H2O)的各种微压传递标准。 DHI有一份完整的不确定度分析报告（请参见DHI技术文章 2090TN05）说明FPG8601的测量不确定度。该仪器的稳定度取决于碳化钨活塞组和不锈钢砝码，所以FPG8601的校准间隔与传统的活塞式压力计相同，并没有其它特殊的维护要求。除了卓越的计量性能外，FPG8601还实现了全自动控制；合理的尺寸和重量，在典型的高端计量实验室环境下均可正常工作，没有额外要求。

全自动的力平衡控制
FPG8601压力控制器通过调整限流阀的气流进行工作。限流阀的上游侧被连接到上方的FPG压力室，下游侧被连接到下方的FPG8601的压力室，并连接到大气压，或在绝压工作模式下连接到独立的真空源。

压力控制器原理

控制器中有几个具有不同导电系数的节流阀，并自动选择与相应的压力量程相匹配的一个。有2个质量流量控制器（MFC），其中1个用于压力粗调，另1个用于压力精调，MFC并联用于调整反馈环路中的流量。根据压力设置点和 FPG8601压力测量值之差进行控制。有一个两级的压力调节器，其第二级以节流阀的下游侧为参考，它为质量流量控制器提供了一个稳定的输入压力。FPG8601 包括一个基于Windows的系统控制器。系统控制器与FPG8601硬件及被测设备进行通信。FPG Tools软件监测和控制FPG8601的工作，并支持多种高级功能，包括全自动工作、无值守测试程序并采集被测设备数据。所有的FPG8601和被测设备的数据均被记录为逗号分隔的数据文件，可方便地下载至其它应用程序进行分析。
以下为FPG Tools软件的部分功能：

改变测量模式（表压/绝压）
压力传感器自动调零，并自动设置跨距
调整数据点平均时间
工作状态发生过大变化时自动报警
在低绝压模式下进行热蒸发修正
被测设备设置
测试程序定义和储存
全自动测试
实时绘制测试结果
支持表压、绝压和绝差压测量
FPG8601支持三种不同的测量模式：
表压模式：把FPG8601的下方压力室和测试的“低”侧连接在一起，并和环境大气压相同。
绝压模式：FPG8601的下方压力室被抽成真空，并用真空计测量残留真空。这种模式用于校准密封绝压的DUT。
绝差压模式：把FPG8601的下方压力室和测试的“低”测连接在一起并抽成真空。这种模式用于校准相对于真空的差压被检对象。
此外，FPG8601没有特殊环境要求，可安装在2m长的高质量实验台上。压力控制器常常安装在试验台下方。当需要使用绝压功能时，需要考虑真空泵的位置。如果需要，可以随系统提供定制的安装台。其工作环境要求为典型的高端计量实验室环境