FPG8601 Automated Calibration System

Princípios operacionais

Medição

O FPG8601 opera com um princípio de medidor de pistão bem conhecido no qual a pressão aplicada à área efetiva do pistão-cilindro é transformada em uma força proporcional. No entanto, em vez de ser balanceado contra as massas aceleradas pela gravidade, a força resultante da pressão é medida por uma célula de carga balanceada pela força à qual o pistão é preso. Como o pistão-cilindro é instalado com câmaras pressurizadas em sua parte inferior e superior, a pressão de referência contra a qual a pressão é definida pode ser alterada (atmosfera para namométrica, vácuo para absoluta). Zerar a célula de carga com as câmaras alta e baixa a uma pressão comum, tara a massa do pistão e quaisquer outras forças não devidas à pressão medida, permitindo que a medição da pressão comece do zero. O valor da pressão diferencial aplicada é calculada à partir da área efetiva do pistão-cilindro e do valor líquido da força medido pela célula de carga.

Para evitar a instabilidade e a complexidade mecânica da centralização do pistão ao girá-lo no cilindro, o pistão FPG é centralizado pelo fluxo de uma pressão de gás lubrificante independente na folga pistão-cilindro. A folga é cônica, estreitando simetricamente em direção às extremidades do pistão. A folga pistão-cilindro é de 1 a 6 μm e a pressão de lubrificação é 40 kPa maior do que a pressão de referência, mantendo o fluxo nas câmaras de medição muito baixo (menos de 1 sccm total). A força ao longo do pistão é transmitida para a célula de carga através do sistema de acoplamento gimbal que mantém o pistão em seu centro de gravidade. A passagem do sistema de conexão também é usada para abastecer o gás de lubrificação do pistão-cilindro. A célula de carga é encapsulada em uma câmara hermética através da qual o gás de lubrificação flui. O design da câmara da célula de carga contribui para manter sua temperatura constante e o gás de lubrificação é condicionado para assegurar a umidade relativa.

Controle

O controlador de pressão do FPG8601 opera ajustando-se o fluxo ao longo de uma restrição de fluxo. O lado montante da restrição é conectado à câmara de pressão do FPG e o lado juzante é conectado à câmara de pressão FPG inferior e à atmosfera ou a uma fonte de vácuo independente para operação no modo absoluto. Diversas restrições de fluxo de diferentes condutâncias são incluídas e aquela adequada para a faixa de pressão é selecionada automaticamente. Dois controladores de fluxo de massa (MFC), um para o controle grosseiro da pressão e outro, de faixa menor, para o controle fino da pressão são usados em paralelo para ajustar o fluxo em um loop de feedback. O controle baseia-se na diferença entre o ponto de ajuste da pressão e a medição da pressão do FPG. Um regulador de pressão de dois estágios, sendo o segundo estágio referenciado ao lado juzante das restrições de fluxo fornece uma pressão de entrada estável aos controladores do fluxo de massa.

Operação automatizada

O FPG8601 inclui um controlador de sistema baseado em Windows®. O controlador do sistema se comunica com o hardware do FPG8601 e com os dispositivos em teste. O software FPG Tools™ monitora e controla a operação do FPG e suporta uma ampla gama de funções de alto nível, incluindo operar sequências de teste totalmente automatizadas, sem supervisão com a aquisição dos dados do dispositivo sob teste. Todo os dados do FPG e do dispositivo sob teste são registrados em arquivos de dados delimitados que são facilmente baixados para outros aplicativos para análise. Algumas das funções do software FPG Tools incluem:

• Alterações no modo de medição (namométrico/absoluto)
• Auto zero e auto span da célula de carga
• Ajuste do tempo médio do ponto de dados
• Alteração excessiva nos alarmes da condição de operação
• Correções da transpiração térmica em modo absoluto baixo
• Configuração do dispositivo sob teste
• Definição e armazenagem do procedimento de teste
• Execução de testes totalmente automatizada
• Plotagem do resultado do teste em tempo real

Modos de medição namométrico, absoluto e absoluto diferencial

O FPG8601 suporta três modos de medição diferentes:

• Modo manométrico: A câmara inferior do FPG e o lado "baixo" do teste são conectados juntos e deixados abertos à atmosfera.
• Modo absoluto: A câmara inferior do FPG é esvaziada e o vácuo residual é medido por um medidor de vácuo. Esse modo é usado para calibrar DUT absolutos vedados.
• Modo absoluto diferencial: A câmara inferior do FPG e o lado "baixo" do teste são conectados juntos e esvaziados. Esse modo é usado para calibrar DTU diferenciais em relação ao vácuo.

Sistema de bancada sem exigências ambientais especiais

O FPG8601 pode ser instalado em uma bancada de laboratório de alta qualidade de 2 m (6 pés). O controlador de pressão é frequentemente montado sob a bancada. O local da bomba de vácuo precisa ser considerado quando o recurso de pressão absoluta estiver incluído. Uma bancada com montagem personalizada pode ser fornecida com o sistema, se desejado.

As exigências ambientais para a operação do FPG8601 são aquelas geralmente encontradas em laboratórios de metrologia de alto nível.

Instalação e Serviços de Treinamento

Três a cinco dias de instalação e serviços de treinamento são recomendados com uma nova instalação do FPG8601. Esses serviços incluem a configuração e o teste do sistema FPG8601, bem como o treinamento dos usuários na operação e manutenção, incluindo a execução dos testes típicos. O treinamento pode ser fornecido nas instalações da Fluke Calibration, em Phoenix, Arizona antes da entrega e/ou no local de instalação após a entrega.