Система калібрування еталонного рівня для дуже низького тиску

• Покриває діапазон від 0 до 15 кПа (113 торр) у режимах надлишкового, абсолютного диференціального та абсолютного тиску.
• Роздільна здатність до 1 мПа (0,0075 мтор).
• Похибка вимірювання не більш ніж: ± (5 мПа + 30 мільйонних частой від показання) у режимах надлишкового та абсолютного диференціального тиску, ± (8 мПа + 30 мільйонах долів від показання) у режимі абсолютного тиску.
• Повна автоматизація робочого процесу, включно з контролем тиску та отриманням даних пристрою, що перевіряється, дає змогу проводити багатокрокові перевірки без участі оператора. Якщо необхідно, можна застосовувати інтегровану корекцію температурної транспірації.

Завдяки дуже низькій похибкі в діапазоні тиску, який покривається стандартними вантажними манометрами, FPG8601 усуває потребу в засобах підтримки постійного зв'язку з національними еталонами.

Покривний діапазон вимірювання становить від нуля (0,5 Па в абсолютному) до 15 кПа (112 торр) у режимах надлишкового та абсолютного тиску. Похибка вимірювання, яка містить ± 30 мільйонних часток від показання і нижній поріг є досить низькою для проведення калібрування типових еталонів-переносників із діапазонами аж до 130 Па (1 торрр) і навіть 13 Па (100 мтор).

Похибка вимірювання FPG8601 була документально підтверджена в процесі повного аналізу похибки. Стабільність апарата у часі, яка залежить від стабільності поршневого циліндра з карбіду вольфраму та стабільності всієї маси неіржавкої сталі, забезпечує FPG8601 діапазон калібрування, такий самий, як і в стандартних вантажопоршневих манометрів без особливих додаткових вимог до технічного обслуговування.

На додаток до чудової метрологічної продуктивності FPG8601 пропонує повністю автоматизовану роботу, прийнятні габаритні розміри та вагу, а також не вимагає особливих умов довкілля, над наявних у сучасній метрологіці лабораторії.

Принцип роботи Вимірювання

FPG8601 працює на добре відомому принципі вантажного манометра, відповідно до якого тиск подається на робочу поверхню поршневого циліндра та пропорційно перетворюється на силу. Однак, замість врівноваження масою з пришвидшенням сили тяжіння, викликана застосунком тиску сила вимірюється компенсаційним датчиком, до якого приєднаний поршень. Завдяки тому, що поршневий циліндр і верхній і нижній частині з'єднаний із камерами тиску, опорний тиск, щодо якого відбувається вимірювання, може змінюватися (атмосферний для вимірювання надлишкового тиску, тиск вакууму — для абсолютного). Занурення датчика сили під час атмосферного тиску у верхній і нижній камерах, врівноважуючи масу поршня та всі інші сили, що виникають не внаслідок застосунку вимірюваного тиску, дає вимірювати надлишковий тиск щодо нульового значення. Значення прикладеного диференціального тиску розраховується з площі робочої поверхні поршневого циліндра та значення рівнодійної сили, виміряного датчиком.

Для того, щоб уникнути нестійкості та механічної складності центрування поршня під час його обертання в циліндрі, неущільнений поршень датчика центрується в проміжку циліндра незалежного тиску потоку мастильного газу. Зазор має конічну форму та симетрично звужується в напрямку до країв поршня. Ширина прозору між поршнем і циліндром становить від 1 до 6 мкм, тиск мастильного газу на 40 кПа перевищує опорний, що забезпечує дуже низьку швидкість потоку в вимірювальних камерах (в сумі не більш ніж 1 ст. куб. см на хв). Активна на поршень сила передається датчику через систему шарнірних з'єднань, яка утримує поршень у його центрі важкості. Канал сполучної системи також використовується для подавання мастильного газу в поршневий циліндр. Датчик сили поміщений у герметичну камеру, через яку тече мастильний газ. Конструкція камери датчика сили підтримує його температуру постійною, а мастильний газ кондиціонується для підтримки відносної вологості.

Контроль

Контролер тиску FPG8601 функціонує завдяки керуванню потоком через обмежувач. Впускна сторона обмежувача потоку з'єднана з верхньою камерою тиску манометра з неущільненим поршнем, а випускна — з нижньою й атмосферою або незалежним джерелом вакууму (для роботи в режимі абсолютного тиску). Контролер містить кілька обмежувачів потоку з різною пропускною здатністю й автоматично вибирає відповідний діапазон тиску. Для регулювання потоку в контурі зворотного зв'язку використовуються два паралельно під'єднаних контролери масової витрати (КМР), один із яких забезпечує грубе регулювання тиску, а другий, з меншим діапазоном — точне. Регулювання ґрунтується на різниці між встановленим значенням тиску та результатом вимірювання тиску манометром із неущільненим поршням. Двоступеневий регулятор тиску, другий ступінь якогорівняно з випускною стороною обмежувача потоку, подає стабільний вхідний тиск на контролери масової витрати.

Автоматизована робота

У моделі FPG8601 передбачений системний контролер на платформі Windows®. Системний контролер встановлює зв'язок між апаратними засобами FPG8601 і пристроєм, що перевіряється. Програмне забезпечення FPG ToolsTM відстежує й керує роботою манометра з неущільненим поршнем, а також підтримує широкий набір функцій високого рівня, включно з роботою в повністю автоматичному режимі, виконанням послідовностей тестів з отриманням даних пристрою, що перевіряється, без участі оператора. Всі ці манометри та пристрою, що перевіряється, зберігаються у форматі текстових файлів із роздільниками й можуть легко імпортуватися в інші програми для аналізу. Деякі функції програми FPG Tools:

• Зміна режиму вимірювання (виробник/абсолютний)
• Автоматичне занулення та встановлення інтервалу роботи датчика сили
• Регулювання часу усереднення точок даних
• Сигнали тривоги у разі сильних змін робочих умов
• Корекція температурної транспірації для низького абсолютного тиску
• Настроювання пристрою, що перевіряється
• Створення та зберігання процедур перевірки
• Повністю автоматичне виконання процедур перевірки
• Побудова графіка результатів вимірювань у реальному часі

Режими вимірювання надлишкового, абсолютного та абсолютного диференціального тиску

FPG8601 підтримує три різні режими вимірювання:

• Надлишковий режим. Нижня камера манометра з неущільненим поршнем і «низька» сторона вимірювання з'єднуються один з одним і відкриваються для атмосфери.
• Абсолютний режим. Нижня камера манометра з неущільненим поршнем відкачується й залишковий вакуум вимірюється вакуумним манометром. Цей режим використовується під час калібрування герметичних пристроїв абсолютного тиску.
• Абсолютний диференціальний режим. Нижня камера манометра з неущільненим поршнем і «низька» сторона вимірювання з'єднуються один з одним і відкачуються на вакуум. Цей режим використовується під час калібрування пристроїв диференціального тиску щодо вакууму.

Настільна система без особливих вимог до умов експлуатації

FPG8601 можна встановити на високоякісний лабораторний стіл (2 м). Контролер тиску зазвичай встановлюють під столом. Під час використання можливості вимірювання абсолютного тиску необхідно врахувати розміщення вакуумних насосів. За потреби можлива поставка монтажного столу за індивідуальним замовленням разом із системою.

Умови зовнішнього середовища для роботи FPG8601 відповідають стандартним умовам сучасної метрологічної лабораторії.

Вслуги за монтажу обладнання та підготовки персоналу

У разі нового встановлення системи FPG8601 рекомендується скористатися послугами з монтажу та підготовки персоналу впродовж трьох-п'яти днів. Ці послуги містять монтаж і перевірку системи FPG8601, а також підготовку персоналу до роботи та технічного обслуговування системи, включно з виконанням типових тестів.

Загальні характеристики

Вимоги до електроживлення	FPG8601: від 85 до 264 В змінного струму, 50/60 Гц, не більш ніж 60 ВА
VLPC: від 85 до 264 В змінного струму, 50/60 Гц, не більш ніж 70 ВА
Температурний діапазон нормальної експлуатації	от 20 до 26 °C
Стабільність температури довкілля	Швидкість зміни не більш ніж 0,1 °C за хвилину
Маса	Платформа FPG8601: 30 кг
Термінал FPG8601: 2 кг
Контролер тиску VLPC: 41 кг
Габарити	Платформа FPG8601: 53 x 36 x 35 см
Термінал FPG8601: 12 x 15 x 20 см
Контролер тиску VLPC: 31 x 51 x 53 см
Системний контролер	Використовує ПЗ FPG ToolsTM, операційну систему Windows®, інтерфейси RS-232 і IEEE-488 для отримання даних манометра з неущільненим поршням і пристрою, що перевіряється
Повний діапазон тиску	від 0 до 15 кПа надлишкового, абсолютного, абсолютного диференціального тиску
Вимірювальне середовище	N2 або повітря
Час переходу між режимами	З абсолютного в надлишковий: 30 хвилин
З надлишкового в абсолютний: 1 година
Вібрація	Як для стандартних вантажопоршневих манометрів; вакуумні насоси мають з'єднуватися гнучкими шлангами
Подавання тиску	Мастильний газ для поршневого циліндра (FPG8601): від 700 до 800 кПа, чистий сухий N2 або повітря
Опорний вакуум для манометра з неущільненим поршнем (для абсолютних режимів): відцентровий насос: зазвичай 378 м3/год, від 8,1 до 6 Па граникового залишкового тиску
ротаційний пластинчастий насос: 16,5 м3/год, 0,2 Па граничного залишкового тиску
Подавання VLPC: від 700 до 800 кПа, чистий сухий N2
Вакуум VLPC: 10 м3/год @ 0,5 Па
Керувальний повітря (FPG8601 і VLPC): від 400 до 700 кПа, виробниче стиснене повітря
Під'єднання тиску	Високе вимірювальне (FPG8601): KF16
Низький вимірювальний (FPG8601): KF16
Опорний вакуум (FPG8601): KF25
Вакуум (FPG8601): 1/8 дюйма NPT F (внутрішня нормальна конічна трубна різь (США))
Керувальний/мазковий (FPG8601): 1/8 дюйма NPT F (внутрішня нормальна конічна трубна різь (США))
Подавання (VLPC): 1/8 дюйма NPT F (внутрішня нормальна конічна трубна різь (США))
Керування (VLPC): 1/8 дюйма NPT F (внутрішня нормальна конічна трубна різь (США))
Вакуум (VLPC): KF25
Вимірювання тиску
Повний діапазон	від 0 до 15 кПа надлишкового, абсолютного, абсолютного диференціального тиску
Вплив температури	Температура пристрою відстежується; передбачений сигнал тривоги, який спрацьовує, коли швидкість і/або величина зміни температури впливає на якість роботи пристрою
Роздільна здатність	Стандартний режим: 0,010 Па
Режим високої роздільної здатності: 0,001 Па
Типова похибка вимірювання тиску	Стандартний режим: надлишковий, абсолютний диференціальний: ± (0,020 Па + 30 мільйонних часток від показання)
абсолютний: ± (0,025 Па + 30 мільйонних часток від показання)
Режим високої роздільної здатності: надлишковий, абсолютний диференціальний: ± (0,005 Па + 30 мільйонних часток від показання)
абсолютний: ± (0,008 Па + 30 мільйонних часток від показання)
Типовий залишковий вакуум в абсолютному режимі	З відцентровим молекулярним насосом: від 0,04 до 0,1 Па
З ротаційним пластинчастим насосом: від 0,3 до 0,4 Па
Контроль тиску
Діапазони регулювання (Па)	Надлишковий режим:
5 перекривних діапазонів регулювання
Мінімальний тиск: 0
Мінімальний регульований тиск: 0,1 Па
Абсолютний режим:
5 перекривних діапазонів регулювання
Мінімальний тиск: від 0,4 до 1 Па
Мінімальний регульований тиск: 2 Па
Точність регулювання	Стандартний режим:
надлишковий: ± (0,020 Па + 100 мільйонних часток від діапазону)
абсолютні: ± (0,020 Па + 30 мільйонних часток від діапазону)
Режим високої роздільної здатності:
надлишковий: ± (0,005 Па + 60 мільйонах долів   от диапазона)
абсолютні: ± (0,020 Па + 30 мільйонних долів   от диапазона)
Примітка. Вказівна точність регулювання для найкращого випадку. В абсолютному режимі постійна менша для менших діапазонів.
Номінальний вимірювальний об'єм	Надлишковий режим: до 20 см3/стороння (висока та низька)
Абсолютний режим: до 500 см3/стороння (висока та низька)
Типовий час установлення тиску	від 1 до 2 хвилин, залежно від вимірювального об'єму
Поршневий циліндр
Номінальний розмір	Діаметр: 35 мм
Площа: 10 см2
Матеріал поршня	Карбід вольфраму
Матеріал циліндра	Карбід вольфраму
Система кріплення	Обертовий, самоцентрувальний під дією незалежно від центральнопоглинаного тиску мастильного газу
Зазор поршневого циліндра	Симетричний конічний проміжок, що звужується у два боки від 6 мікронів у центральній точці мастила до 1 мікрона на кінцях циліндра
Якість мастильного газу	Чисте сухе N2 або повітря; внутрішнє кондиціювання до відносної вологості від 40 до 70%
Тиск мастильного газу	Надлишковий режим: 40 кПа надлишкового
Абсолютні режими: 40 кПа абсолютного
Потік мастильного газу: у сумі <1 ст. куб. см на хвилину для високої й низької камер
Допоміжні виміри
Температура поршневого циліндра (°C)	Діапазон: від 0 до 40
Роздільна здатність: 0,01
Похибка: ± 0,1
Остаточний вакуум (Па)	Діапазон: від 0 до 13
Роздільна здатність: 0,001
Похибка: ± (0,5% від показання + 5 мПа)
Контрольні вимірювання
Температура мастильного газу (°C)	Діапазон: від 0 до 40
Роздільна здатність: 0,1
Похибка: ± 0,2
Тиск мастильного газу (кПа)	Діапазон: від 0 до 200 абсолютного
Роздільна здатність: 0,001
Похибка: ± 0,1
Вологість мастильного газу (% відн. вологості)	Діапазон: від 5 до 95
Роздільна здатність: 1
Похибка: ± 10