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Système d'étalonnage de référence pour très basse pression
- Couvre la plage de 0 à 15 kPa (113 Torr) en modes relatif, absolu différentiel et absolu.
- Résolution jusqu'à 1 mPa .
- Incertitude de mesure jusqu'à ± (5 mPa + 30 ppm du relevé) en modes relatif et absolu différentiel, et ± (8 mPa + 30 ppm du relevé) en mode absolu.
- Le fonctionnement entièrement automatisé (notamment du contrôle de la pression et de l'acquisition des données concernant l'appareil testé) permet d'exécuter des tests multi-incrémentiels sans surveillance. Système intégré de correction de la transpiration thermique pour parer aux besoins éventuels.
Le système FPG8601 permet de garder une traçabilité à long terme, avec un degré d'incertitude très faible dans une plage de pressions inférieure à celle couverte par les manomètres à piston traditionnels.
La plage de mesures va de zéro (0,5 Pa en mode absolu) à 15 kPa (112 Torr, 2,2 psi) en modes relatif et absolu. L'incertitude de mesure offerte par le système FPG8061 est le résultat de la combinaison d'une incertitude de ± 30 ppm du relevé et d'une valeur de seuil minimum suffisamment basse pour prendre en charge l'étalonnage d'étalons de transfert type, dans des plages aussi basses que 130 Pa, voire 13 Pa .
L'incertitude de mesure du système FPG8601 est documentée dans une analyse d'incertitude complète. La stabilité à long terme de l'instrument est garantie par la stabilité du piston-cylindre en carbure de tungstène et de la masse en acier inoxydable, ce qui permet au système FPG8601 d'avoir un intervalle d'étalonnage similaire à celui des manomètres à piston traditionnels, sans nécessiter d'autres opérations d'entretien particulières.
En plus de délivrer d'excellentes performances métrologiques, le système FPG8601 offre un système de fonctionnement entièrement automatisé, présente un poids et des dimensions raisonnables, et n'est pas soumis à d'autres exigences environnementales que celles généralement en vigueur dans les laboratoires de métrologie de pointe.
Principes de fonctionnement
Mesure
Le système FPG8601 fonctionne selon le principe bien connu du manomètre à piston, par lequel la pression exercée sur la surface effective d'un piston-cylindre est transformée en force proportionnelle. Cependant, au lieu d'être comparée à des masses accélérées par la gravité, la force résultant de la pression est mesurée par un dynamomètre pendulaire relié au piston. Le piston-cylindre étant équipé d'une chambre de pression à ses deux extrémités, la pression de référence utilisée pour définir la pression peut être modifiée (atmosphère pour la pression relative et vide pour la pression absolue). La mise à zéro du dynamomètre avec une pression commune dans les chambres inférieure supérieure supprime la masse du piston et toute autre force due à la pression mesurée, ce qui permet de commencer la mesure de la pression à zéro. La valeur de la pression différentielle exercée est calculée à partir de la surface effective du piston-cylindre, tandis que la valeur de force nette est mesurée par le dynamomètre.
Afin d'éviter l'instabilité et la complexité mécanique liées au centrage du piston par pivotement dans le cylindre, le piston FPG est centré par le débit d'une pression gazeuse de lubrification indépendante dans l'espace piston-cylindre. Cet espace est conique et se rétrécit en direction des extrémités du piston. L'espace piston-cylindre est compris entre 1 et 6 µm, et la pression de lubrification est supérieure de 40 kPa à la pression de référence, ce qui permet de maintenir un débit très faible dans les chambres de mesure (moins de 1 sccm au total). La force du piston est transmise au dynamomètre via un système de raccord à rotule qui maintient le piston au niveau de son centre de gravité. Le passage du système de connexion est également utilisé pour amener le gaz de lubrification dans le piston-cylindre. Le dynamomètre est contenu dans une chambre hermétique à travers laquelle circule le gaz de lubrification. La conception de la chambre du dynamomètre permet de maintenir sa température constante et le gaz de lubrification est traité pour garantir une humidité relative.
Contrôle
Le contrôleur de pression du système FPG8601 règle le débit via un réducteur de débit. La face amont du réducteur est connectée à la chambre de pression supérieure du FPG, tandis que la face aval est reliée à la chambre de pression inférieure du FPG ainsi qu'à l'atmosphère ou à une source de vide indépendante pour un fonctionnement en mode absolu. Le contrôleur intègre plusieurs réducteurs de débit de différentes conductivités, qui sont sélectionnés automatiquement en fonction de la plage de pressions. Deux contrôleurs débit-masse (l'un pour le contrôle brut de la pression et l'autre, de plage inférieure, pour le contrôle précis de la pression) sont utilisés en parallèle pour régler le débit dans une boucle d'asservissement. Le contrôle repose sur la différence entre le point de consigne de pression et la mesure de pression du FPG. Un contrôleur de pression à deux étages, dont le deuxième étage est référencé à la face aval des réducteurs de débit, fournit une pression d'entrée stable aux contrôleurs débit-masse.
Fonctionnement automatisé
Le système FPG8601 inclut un contrôleur système Windows®, qui communique avec le matériel FPG8601 et les appareils testés. Le logiciel FPG Tools™ surveille et contrôle le fonctionnement du FPG et prend en charge de nombreuses fonctions avancées, notamment l'exécution entièrement automatisée et sans surveillance de séquences de tests avec acquisition des données des appareils testés. Toutes les données du FPG et des appareils testés sont consignées dans des fichiers de données délimités, qui peuvent être facilement téléchargés vers d'autres applications à des fins d'analyse. Le logiciel FPG Tools offre notamment les fonctions suivantes :
- Modification du mode de mesure (relatif/absolu)
- Définition de la gamme et mise à zéro automatiques du dynamomètre
- Réglage du temps de calcul de la moyenne des points de données
- Avertissements en cas de modification excessive des conditions de fonctionnement
- Corrections de la transpiration thermique en faible valeur absolue
- Configuration d'appareils testés
- Définition et stockage des procédures de test
- Exécution entièrement automatisée des tests
- Restitution en temps réel des résultats de test
Modes de mesure relatif, absolu et absolu différentiel
Le système FPG8601 prend en charge les trois modes de mesure suivants :
- Mode relatif : la chambre inférieure du FPG et le côté « basse pression » du test sont connectés et laissés ouverts à l'atmosphère.
- Mode absolu : la chambre inférieure du FPG est évacuée et le vide résiduel est mesuré par un vacuomètre. Ce mode est utilisé pour étalonner des appareils testés de pression absolue scellés.
- Mode absolu différentiel : la chambre inférieure du FPG et le côté « basse pression » du test sont connectés et évacués. Ce mode est utilisé pour étalonner des appareils testés différentiels par rapport au vide.
Système pour plans de travail sans contraintes environnementales particulières
Le système FPG8601 peut être installé sur une paillasse de laboratoire de haute qualité de 2 m. Généralement, le contrôleur de pression est installé sous la paillasse. Si un dispositif de mesure de la pression absolue est inclus, il convient de réfléchir à l'emplacement adéquat des pompes à vide. Une paillasse sur mesure peut être fournie avec le système sur simple demande.
Le fonctionnement du système FPG8601 est soumis aux exigences environnementales en vigueur dans les laboratoires de métrologie de pointe.
Service d'installation et de formation
Pour une nouvelle installation FPG8601, il est recommandé d'avoir recours à un service d'installation et de formation pendant 3 à 5 jours. Ce service comprend la configuration et les tests du système FPG8601 ainsi que la formation des utilisateurs au fonctionnement et à l'entretien de ce dernier (notamment pour l'exécution des tests type). La formation peut être dispensée dans les locaux de Fluke Calibration, à Phoenix en Arizona, avant la livraison et/ou sur le site d'installation après la livraison.
Généralités |
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| Alimentation | FPG8601 : 85 à 264 V c.a., 50/60 Hz, 60 VA max. VLPC : 85 à 264 V c.a., 50/60 Hz, 70 VA max. |
| Plage de températures en fonctionnement normal | 20 à 26 °C |
| Stabilité à température ambiante | Taux max. de 0,1 °C/minute |
| Poids | Plate-forme FPG8601 : 30 kg Terminal FPG8601 : 2 kg Contrôleur de pression VLPC : 41 kg |
| Dimensions | Plate-forme FPG8601 : 53 x 36 x 35 cm (H x L x P) Terminal FPG8601 : 12 x 15 x 20 cm (H x L x P) Contrôleur de pression VLPC : 31 x 51 x 53 cm (H x L x P) |
| Contrôleur système | Exécute FPG Tools™, système d'exploitation Windows®, interfaces RS-232 et IEEE-488 avec FPG et acquisition des données des appareils testés |
| Plage de pressions globale | Modes relatif, absolu et absolu différentiel : 0 à 15 kPa |
| Milieu d'essai | Azote ou air |
| Temps nécessaire pour changer de mode | Mode absolu à relatif : 30 minutes Mode relatif à absolu : 1 heure |
| Vibration | Même niveau que celui des manomètres à piston traditionnels, les pompes à vide doivent être connectées avec un tuyau souple |
| Alimentation sous pression | Gaz de lubrification du piston-cylindre (FPG8601) : azote ou air sec et propre : 700 à 800 kPa Vide de référence FPG (modes absolus) : turbopompe : 378 m3/h (pression type), 8,10-6 Pa (pression limite) Pompe à palettes : 16,5 m3/h ; 0,2 Pa (pression limite) Alimentation VLPC : 700 à 800 kPa, azote sec purifié Vide VLPC : 10 m3/h à 0,5 Pa Air pneumatique (FPG8601 et VLPC) : 400 à 700 kPa (air de l'atelier) |
| Raccords de pression | Test haute pression (FPG8601) : KF16 Test basse pression (FPG8601) : KF16 Vide réf. (FPG8601) : KF25 Vide (FPG8601) : 1/8 po NPT F Pneumatique/lubrification (FPG8601) : 1/8 po NPT F Alimentation (VLPC) : 1/8 po NPT F Pneumatique (VLPC) : 1/8 po NPT F Vide (VLPC) : KF25 |
Mesure de pression |
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| Plage globale | Modes relatif, absolu et absolu différentiel : 0 à 15 kPa |
| Effet de température | Surveillance de la température de l'instrument et avertissement lorsque l'ampleur et/ou la vitesse de changement de température affecte les performances |
| Résolution | Standard : 0,010 Pa Option haute résolution : 0,001 Pa |
| Incertitude de mesure de pression type | Standard : modes relatif et absolu différentiel : ± (0,020 Pa + 30 ppm rdg) Mode absolu : ± (0,025 Pa + 30 ppm rdg) Option haute résolution : modes relatif et absolu différentiel : ± (0,005 Pa + 30 ppm rdg) Mode absolu : ± (0,008 Pa + 30 ppm rdg) |
| Vide résiduel type en mode absolu | Avec pompe turbo-moléculaire 0,04 à 0,1 Pa Avec pompe à palettes : 0,3 à 0,4 Pa |
Contrôle de la pression |
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| Plages de contrôle (Pa) |
Mode relatif : 5 plages de contrôle se chevauchant Pression minimale : 0 Pression minimale contrôlée : 0,1 Pa Mode absolu : |
| Précision du contrôle |
Standard : Mode relatif : ± (0,020 Pa + 100 ppm de la plage) Modes absolus : ± (0,020 Pa + 30 ppm de la plage) Option Haute résolution : |
| Volume de test nominal |
Mode relatif : jusqu'à 20 c.c./face (haut et bas) Mode absolu : jusqu'à 500 c.c./face (haut et bas) |
| Temps de réglage de pression type | 1 à 2 minutes, en fonction du volume de test |
Piston-cylindre |
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| Dimensions nominales | Diamètre : 35 mm Surface : 10 cm2 |
| Matériau du piston | Carbure de tungstène |
| Matériau du cylindre | Carbure de tungstène |
| Système de montage | Auto-centrage non rotatif via pression de lubrification indépendante et centrale |
| Espace piston-cylindre | Espace conique symétrique avec double fuseau allant de 6 microns au niveau du point de lubrification central à 1 micron aux extrémités du cylindre |
| Qualité du gaz de lubrification | Azote ou air sec et propre, conditionnement intégré jusqu'à 40 à 70 % HR. |
| Pression du gaz de lubrification | Mode relatif : pression relative de 40 kPa Modes absolus : pression absolue de 40 kPa Débit du gaz de lubrification : < 1 sccm au total vers les chambres supérieure et inférieure |
Mesure secondaire |
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| Température du piston-cylindre (°C) | Plage : 0 à 40 Résolution : 0,01 Incertitude : ± 0,1 |
| Vide résiduel (Pa) | Plage : 0 à 13 Résolution : 0,001 Incertitude : ± (0,5 % rdg + 5 mPa) |
Mesure de contrôle |
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| Température du gaz de lubrification (°C) | Plage : 0 à 40 Résolution : 0,1 Incertitude : ± 0,2 |
| Pression du gaz de lubrification (kPa) | Plage : 0 à 200 en mode absolu Résolution : 0,001 Incertitude : ± 0,1 |
| Humidité du gaz de lubrification (% HR) | Plage : 5 à 95 Résolution : 1 Incertitude : ± 10 |
| Accessoire | Description |
|---|---|
| FPG8601-MODE-V-REF |
Mode de référence de vide |
| MS-8601-2 |
Masse de 2,0 kg avec suspension |
| BENCH-8601-ABS |
Différents choix de pompe à vide pour la référence FPG et le contrôleur VLPC dans les modes absolus (consultez votre représentant d'étalonnage de pression Fluke) |
| FPG8601-RES-HIGH |
Haute résolution (1 mPa) |
| Manuels de produits |
|---|
FPG8601™/VLPC™ Operation and Maintenance Manual (2.96 Mo) |
| Notes d'application |
|---|
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Typical Pressure Measurement Uncertainty Defined by an FPG8601 Force Balanced Piston Gauge (1.86 Mo) |
| Fiches de données |
|---|
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FPG8601Forced Balanced Piston Gauge Data Sheet (2.11 Mo) |
| Logiciels |
|---|
| COMPASS for Pressure Calibration Software Download/Upgrade |
| FPGTools PC Based Software |
| Fiches d'instructions |
|---|
|
Replacement EPROM kit For PG and FPG Terminals (197.71 Ko) |
