微壓活塞式壓力計 FPG8601

PG7601為基準(zhǔn)級真空參考氣體活塞式壓力計，用于介質(zhì)為氣體的4kPa～ 7MPa表壓和7kPa～7MPa絕壓，以及-90kPa～350kPa差壓的校準(zhǔn)工作。通過將砝碼的鐘形罩抽為真空，PG7601能夠以真空為參考進行測量。如果不需要接近和低于大氣壓，以及/或者需要高于7MPa（ 1000 psi）的絕壓或表壓，則宜考慮使用不具備真空參考能力的PG7102。

PG7601氣體活塞式壓力計具有所有的PG7000 標(biāo)準(zhǔn)特性，并可以建立和測量真空參考，相對于被抽真空的鐘形罩定義絕壓。支持“差壓模式”，覆蓋接近于零和不同靜壓下的正和負差壓。

PG7601氣體活塞式壓力計始終刷新顯示環(huán)境壓力、溫度、濕度和活塞組溫度、活塞位置、活塞下降速率、活塞轉(zhuǎn)速下降速率等參數(shù)。提供轉(zhuǎn)速“就緒/ 未就緒”指示功能， 實時刷新“質(zhì)量-壓力”計算。電機驅(qū)動的活塞旋轉(zhuǎn)可以選擇電機自動驅(qū)動，也可以選使用手動驅(qū)動。

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。

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，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，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。

力平衡式活塞壓力計原理框圖

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?。ǖ陀诳偭康? sccm）?；钊麅啥说膲毫νㄟ^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到較佳。 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立的真空源。

壓力控制器原理

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壓力測量值之差進行控制。有一個兩級的壓力調(diào)節(jié)器，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

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，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。

性能卓越的QRPT傳感器

福祿克DHI公司的數(shù)字式壓力控制器/校準(zhǔn)器系列產(chǎn)品提供讀數(shù)精度，性能堪比活塞壓力計。其出眾的指標(biāo)是源于獨特的Q-RPT（石英諧振式參考壓力傳感器）。每個傳感器都經(jīng)過嚴格的評估并參照基準(zhǔn)級的壓力標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定其特性，只有滿足必需的線性度，重復(fù)性和穩(wěn)定性指標(biāo)的傳感器才能被使用。福祿克DHI壓力計量部通過二十多年來對成千上萬只傳感器測試的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)的積累，得到了一個擁有專利的補償模型從而對每個傳感器賦予了優(yōu)化的計量特性。出于用戶不同需求和應(yīng)用的考慮，我們提供不同性能和價格的Q-RPT 壓力傳感器，適應(yīng)不同用戶的不同應(yīng)用。

PG7102為基準(zhǔn)級活塞壓力計，用于介質(zhì)為氣體 5kPa ~ 11MPa表壓和105kPa ~ 11MPa絕壓的校準(zhǔn)工作。通過自動測量值加上PG7102 的內(nèi)置氣壓計或如RPM4-AD這樣的外部參考大氣壓力計測得的大氣壓力，即可支持絕壓模式。 PG7102 不支持低于大氣壓力的絕壓或表壓模式。若需覆蓋接近或低于大氣壓并/或在1500 kPa 200 psi以下獲得較佳準(zhǔn)確度的絕壓，請使用PG7601。

PG7102氣體活塞式壓力計具有所有的PG7000 標(biāo)準(zhǔn)特性，并具有更低成本、簡化的氣體操作平臺。始終刷新顯示環(huán)境壓力、溫度、濕度和活塞組溫度、活塞位置、活塞下降速率、活塞轉(zhuǎn)速下降速率等參數(shù)。提供轉(zhuǎn)速“就緒/ 未就緒”指示功能， 實時刷新“質(zhì)量-壓力”計算?；钊D(zhuǎn)可以由電機驅(qū)動實現(xiàn)，也可手動實現(xiàn)。

引言

高性能的活塞式壓力計的長期穩(wěn)定度已經(jīng)使其成為高準(zhǔn)確度壓力計量領(lǐng)域不可或缺的一種工具。隨著準(zhǔn)確度水平的提高，質(zhì)量保證要求的增強以及工作時自動化程度的提高，活塞式壓力計必須不斷革新以擔(dān)負起其在壓力量值傳遞體系中的關(guān)鍵角色。

福祿克公司壓力計量部（DHI）著名于世的產(chǎn)品和技術(shù)就是其先進的活塞式壓力計。這些高精度，高性能的活塞式壓力計代表著世界高水平的活塞壓力計，其用戶都是國家級計量實驗室，壓力產(chǎn)品的著名制造商以及那些國際著名企業(yè)和國防單位的計量部門。福祿克的活塞式壓力計之所以能夠達到如此高的水平，是基于其精湛的制作工藝，不斷開發(fā)的各種專利技術(shù)以及數(shù)十年的經(jīng)驗積累。

福祿克的DHI壓力計量部在開發(fā)新一代活塞式壓力計時提出了四點設(shè)計目標(biāo)，包括：

確保支持當(dāng)今以及未來高準(zhǔn)確度的要求；

提供一臺現(xiàn)代化的全智能壓力校準(zhǔn)器，徹底改變壓力計量的傳統(tǒng)概念；

減小并盡可能消除操作者對測量的影響，提高測量的復(fù)現(xiàn)性；

改善活塞式壓力計的人機操作界面，使操作更簡單，更方便，并提高工作效率。

基準(zhǔn)級活塞壓力計覆蓋完整壓力量程

福祿克的活塞式壓力計為基準(zhǔn)級壓力計量器具，其較高準(zhǔn)確度優(yōu)于讀數(shù)的0.002%（20ppm），是目前世界上活塞式壓力計的較高水平。中國、美國、英國、德國、日本等三十多個國家的較高計量技術(shù)機構(gòu)及國防部門的計量單位均采用福祿克的活塞壓力計產(chǎn)品作為壓力基準(zhǔn)裝置。

福祿克的活塞式壓力計產(chǎn)品覆蓋了從絕壓下非常低的氣壓到液體介質(zhì)高壓的完整壓力量程，提供從真空到500MPa完整的壓力基準(zhǔn)裝置解決方案，滿足直至國家級計量部門的壓力計量需要。

盡管覆蓋不同的量程和介質(zhì)可能需要幾款活塞壓力計平臺和特定的附件，但是整個系列中都保持了一致的用戶界面和工作原理。在大多數(shù)情況下，僅需要兩款活塞壓力平臺，4種活塞套筒模塊和兩組砝碼即可獲得完備的氣壓和油壓的校準(zhǔn)能力。這樣就實現(xiàn)了系統(tǒng)之間的一致性，方便操作和培訓(xùn)。操作者無需學(xué)習(xí)和操作幾款完全不同的系統(tǒng)來覆蓋完整的壓力范圍。通過減少所支持的計量設(shè)備的數(shù)量來降低維護成本。

獨特的模塊化活塞設(shè)計

除了精密的活塞制造工藝，福祿克在設(shè)計活塞的時候，采用了很多的專利和特殊技術(shù)，從而保證了其精確性，耐用性，方便性等。其中較重要的技術(shù)就是可更換的模塊化活塞設(shè)計和制造。為了保證活塞和套筒加工的精密性和一致性，它們都是一一對應(yīng)的，配套成對。傳統(tǒng)的活塞壓力計更換活塞和套筒時不是很方便，因此通常不同的量程只能使用不同的壓力平臺。而福祿克的活塞是模塊化的，也就是活塞和套筒組合好的。不同的模塊可以在一個共同的平臺上使用。