和田微壓活塞式壓力計(jì)-FPG8601-美國FLUKE
基準(zhǔn)級(jí)微壓活塞壓力計(jì)，提供微壓溯源性
FPG8601是基準(zhǔn)級(jí)微壓活塞壓力計(jì)，解決了活塞式壓力計(jì)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(cè)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(cè)量不確定度為讀數(shù)的±30 ppm與一個(gè)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(bào)告（請(qǐng)參見DHI技術(shù)文章 2090TN05）說明FPG8601的測(cè)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(jì)相同，并沒有其它特殊的維護(hù)要求。除了卓越的計(jì)量性能外，F(xiàn)PG8601還實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)控制；合理的尺寸和重量，在典型的高端計(jì)量實(shí)驗(yàn)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(cè)量
FPG8601支持三種不同的測(cè)量模式：
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表壓模式：把FPG8601的下方壓力室和測(cè)試的“低”側(cè)連接在一起，并和環(huán)境大氣壓相同。
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絕壓模式：FPG8601的下方壓力室被抽成真空，并用真空計(jì)測(cè)量殘留真空。這種模式用于校準(zhǔn)密封絕壓的DUT。
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絕差壓模式：把FPG8601的下方壓力室和測(cè)試的“低”測(cè)連接在一起并抽成真空。這種模式用于校準(zhǔn)相對(duì)于真空的差壓被檢對(duì)象。
此外，F(xiàn)PG8601沒有特殊環(huán)境要求，可安裝在2m長的高質(zhì)量實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。壓力控制器常常安裝在試驗(yàn)臺(tái)下方。當(dāng)需要使用絕壓功能時(shí)，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(tái)。其工作環(huán)境要求為典型的高端計(jì)量實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。
工作原理
FPG 8601采用了活塞式壓力計(jì)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，而是由活塞所在的力平衡壓力傳感器測(cè)得的�；钊滋醉敳亢偷撞堪惭b了壓力室，可改變被用來定義壓力的參考?jí)毫Γ▽?duì)于表壓來說是大氣壓，對(duì)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(cè)壓力的壓力因素，使測(cè)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(cè)得的凈壓力值即可計(jì)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(jī)械方面的復(fù)雜性，F(xiàn)PG8601活塞是通過缸體-活塞縫隙中獨(dú)立流通的潤滑氣壓來確定中心的�？p隙呈圓錐形，收縮面對(duì)稱朝向活塞末端。缸體－活塞縫隙為1～6 mm，潤滑壓力比參考?jí)毫Υ?0 kPa，保證流入到測(cè)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(gè)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(gè)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(jì)有利于保持恒溫，并且潤滑氣的相對(duì)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(cè)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(cè)量不確定度為讀數(shù)的±30 ppm與一個(gè)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(bào)告（請(qǐng)參見DHI技術(shù)文章 2090TN05）說明FPG8601的測(cè)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(jì)相同，并沒有其它特殊的維護(hù)要求。除了卓越的計(jì)量性能外，F(xiàn)PG8601還實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)控制；合理的尺寸和重量，在典型的高端計(jì)量實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下均可正常工作，沒有額外要求。
全自動(dòng)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，并連接到大氣壓，或在絕壓工作模式下連接到獨(dú)立的真空源。
控制器中有幾個(gè)具有不同導(dǎo)電系數(shù)的節(jié)流閥，并自動(dòng)選擇與相應(yīng)的壓力量程相匹配的一個(gè)。有2個(gè)質(zhì)量流量控制器（MFC），其中1個(gè)用于壓力粗調(diào)，另1個(gè)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(diǎn)和 FPG8601壓力測(cè)量值之差進(jìn)行控制。有一個(gè)兩級(jí)的壓力調(diào)節(jié)器，其第二級(jí)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(gè)穩(wěn)定的輸入壓力。FPG8601 包括一個(gè)基于Windows的系統(tǒng)控制器。系統(tǒng)控制器與FPG8601硬件及被測(cè)設(shè)備進(jìn)行通信。FPG Tools軟件監(jiān)測(cè)和控制FPG8601的工作，并支持多種高級(jí)功能，包括全自動(dòng)工作、無值守測(cè)試程序并采集被測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)。所有的FPG8601和被測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)均被記錄為逗號(hào)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：
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改變測(cè)量模式（表壓/絕壓）
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壓力傳感器自動(dòng)調(diào)零，并自動(dòng)設(shè)置跨距
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調(diào)整數(shù)據(jù)點(diǎn)平均時(shí)間
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工作狀態(tài)發(fā)生過大變化時(shí)自動(dòng)報(bào)警
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在低絕壓模式下進(jìn)行熱蒸發(fā)修正
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被測(cè)設(shè)備設(shè)置
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測(cè)試程序定義和儲(chǔ)存
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全自動(dòng)測(cè)試
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實(shí)時(shí)繪制測(cè)試結(jié)果
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技術(shù)資料
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電源要求
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FPG8601：85～264VAC，50/60 Hz，最大60 VA
VLPC：85～264 VAC，50/60 Hz，最大70 VA
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正常工作溫度范圍
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20～26℃
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環(huán)境溫度穩(wěn)定性
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0.1℃/每分鐘，最大變化率
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重量
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FPG8601平臺(tái)：30 kg (66 lb)
FPG8601終端：2 kg (4.4 lb)
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VLPC壓力控制器
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41 kg (90.4 lb)
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尺寸
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FPG8601平臺(tái)：53 cm高×36 cm寬×35 cm深
FPG8601終端：12 cm高×15 cm寬×20 cm深
VLPC壓力控制器：31 cm高×51 cm寬×53 cm深
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系統(tǒng)控制器
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運(yùn)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
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0～15 kPa表壓、絕壓、絕差壓
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測(cè)試介質(zhì)
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氮?dú)饣蚩諝?
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模式轉(zhuǎn)換時(shí)間
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絕壓至表壓模式：30分鐘
表壓至絕壓模式：1小時(shí)
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振動(dòng)
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與傳統(tǒng)的活塞式壓力計(jì)相同，真空泵必須用軟管連接
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壓力供給
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活塞－套筒潤滑氣(FPG8601)：700～800 kPa，清潔、干燥的氮?dú)饣蚩諝?
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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?dú)?
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VLPC真空：10 m3/h @ 0.5 Pa
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驅(qū)動(dòng)氣（FPG8601和VLPC）：400～700 kPa壓縮空氣
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壓力連接
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測(cè)試高（FPG8601）：KF16
測(cè)試低（FPG8601）：KF16
真空參考（FPG8601）：KF25
真空（FPG8601）：1/8 in. NPT F
驅(qū)動(dòng)/潤滑（FPG8601）：1/8 in. NPT F
壓力源（VLPC）：S1/8 in. NPT F
驅(qū)動(dòng)（VLPC）：1/8 in. NPT F
真空（VLPC）：KF25
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壓力測(cè)量
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全量程
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0～15 kPa表壓、絕壓、絕差壓
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溫度影響
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監(jiān)測(cè)儀器溫度，并在溫度變化的速率和大小對(duì)性能影響明顯時(shí)，發(fā)出報(bào)警。
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分辨力
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標(biāo)準(zhǔn)：0.010 Pa
高分辨力選件：0.001 Pa
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典型壓力測(cè)量
不確定度
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標(biāo)準(zhǔn)：
表壓、絕差壓模式：± (0.020 Pa + 30
ppm讀數(shù))
絕壓模式：± (0.025 Pa + 30
ppm讀數(shù))
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高分辨力選件：
表壓、絕差壓模式：± (0.005 Pa + 30
ppm讀數(shù))
絕壓模式：± (0.008 Pa + 30
ppm讀數(shù))
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絕對(duì)模式下的典型殘留真空
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用渦輪分子泵：0.04～0.1 Pa
用回轉(zhuǎn)式葉片泵：0.3 Pa～0.4 Pa
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壓力控制
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控制范圍（Pa）
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表壓模式：5個(gè)交疊的控制范圍
最小壓力：0
最小受控壓力：0.1 Pa
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絕壓模式：5個(gè)交疊的控制范圍
最小壓力：0.4～1 Pa
最小受控壓力：2 Pa
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控制精度
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標(biāo)準(zhǔn)：
表壓模式：± (0.020 Pa +
100 ppm量程)
絕壓模式：± (0.020 Pa + 30
ppm量程)
高分辨力選件：
表壓模式：± (0.005 Pa + 60
ppm量程)
絕壓模式：± (0.020 Pa + 30
ppm量程)
注：控制精度為最差情況。絕壓模式在較低范圍時(shí)的常數(shù)更小。
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標(biāo)稱測(cè)試容積
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表壓模式：最高20 cc/側(cè)（高和低）
絕壓模式：最高500 cc/側(cè)（高和低）
壓力穩(wěn)定時(shí)間：1～2分鐘，取決于測(cè)試容積
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活塞模塊
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標(biāo)稱尺寸
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直徑：35 mm
面積：10 cm2
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活塞材料
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碳化鎢
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套筒材料
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碳化鎢
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安裝系統(tǒng)
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非旋轉(zhuǎn)，獨(dú)立自定心，中央供氣，潤滑壓力
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活塞－套筒間隙
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對(duì)稱圓錐形間隙，雙錐形，在中央潤滑點(diǎn)為6微米，在活塞末端為1微米
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潤滑氣體質(zhì)量
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清潔、干燥的氨氣或空氣，內(nèi)部調(diào)整為40～70 %相對(duì)濕度
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潤滑氣體壓力
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表壓模式：40 kPa表壓
絕壓模式：40 kPa絕壓
潤滑氣流量：< 1 sccm至高和低壓力室
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輔助測(cè)量
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活塞－缸體溫度(℃)
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范圍：0～40
分辨率：0.01
不確定度：± 0.1
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殘留真空(Pa)
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范圍：0～13
分辨率：0.001
不確定度：± (0.5 %讀數(shù)+ 5 MPa)
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監(jiān)控測(cè)量
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潤滑氣體溫度(℃)
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范圍：0～40
分辨率：0.1
不確定度：± 0.2
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潤滑氣壓力(kPa)
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范圍：0～200絕壓
分辨率：0.001
不確定度：± 0.1
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潤滑氣濕度(%RH)
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范圍：5～95
分辨率：1
不確定度：± 10
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型號(hào)
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描述
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FPG8601-SYS
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具有標(biāo)準(zhǔn)分辨率的微壓塞式壓力計(jì)系統(tǒng)
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通用配件:
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配件
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描述
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FPG8601-MODE-V-REF
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真空參考模式
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MS-8601-2
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2.0kg砝碼套件，帶掛鉤
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BENCH-8601-ABS
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FPG8601工作臺(tái)
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FPG8601-RES-HIGH
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高分辨率(1 mPa)
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