PG7000 活塞式壓力計(jì)作為參考級(jí)壓力標(biāo)準(zhǔn)，提供了從真空至 500 MPa 的統(tǒng)一解決方案

• *的壓力標(biāo)準(zhǔn)，不確定度
• 從真空至 500 MPa 的統(tǒng)一解決方案
• 實(shí)時(shí)輸出經(jīng)過(guò)充分驗(yàn)證的參考?jí)毫?/li>
• 直觀的本地操作員界面
• 手動(dòng)、半自動(dòng)化及全自動(dòng)化的配置

PG7000 系列活塞式壓力計(jì)基于此基本原理：在活塞上加載砝碼，用于向已知的有效面積施加已知的力。

的模塊化活塞設(shè)計(jì)

除了精密的活塞制造工藝，福祿克在設(shè)計(jì)活塞的時(shí)候，采用了很多的和特殊技術(shù)，從而保證了其精確性，耐用性，方便性等。其中核心技術(shù)就是可更換的模塊化活塞設(shè)計(jì)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(duì)應(yīng)的，配套成對(duì)。傳統(tǒng)的活塞壓力計(jì)更換活塞和套筒時(shí)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(tái)。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(gè)共同的平臺(tái)上使用。

這種模塊化設(shè)計(jì)的活塞有以下幾個(gè)好處：

• 無(wú)需使用工具就可以在數(shù)秒鐘內(nèi)更換活塞模塊，也就是更換了壓力量程。
• 模塊為密封裝置，不會(huì)由于更換等原因造成活塞內(nèi)部受到污染而引起測(cè)量誤差。
• 由于模塊將活塞和套筒集成在一體，避免了反復(fù)拆裝，從而更大限度減少了磨損，保證了精度，提高了測(cè)試的一致性和復(fù)現(xiàn)性。
  

  精密的同心砝碼加載技術(shù)

  盡管有上面所說(shuō)的優(yōu)秀的活塞設(shè)計(jì)以及精密的活塞加工工藝，但是整個(gè)活塞壓力計(jì)的優(yōu)異性能還受到加載砝碼的影響。其主要影響包括活塞套筒的垂直性以及和砝碼加載的同心性。也就是活塞套筒的軸線和重力加速度方向盡可能平行，加載的砝碼盡可能與活塞套筒的軸線同心。保證活塞套筒的垂直性和砝碼加載的性能也是福祿克活塞壓力計(jì)的設(shè)計(jì)和制造重點(diǎn)之一。為了保證砝碼加載的性能，加載部分的獨(dú)立零部件減少至兩個(gè)，活塞蓋和砝碼加載盤。經(jīng)過(guò)精密加工后的砝碼加載盤在安裝好以后，與活塞軸心的誤差小于±20微米。這種設(shè)計(jì)和精密制造確保了砝碼加載和活塞套筒軸保持很好的同心。

  

  模塊化的活塞，精密的制造工藝加上精密的砝碼加載技術(shù)使得福祿克的活塞式壓力計(jì)保持世界水平。

  高度集成的智能系統(tǒng)

  傳統(tǒng)的活塞式壓力計(jì)大多是純機(jī)械的裝置，幾乎沒(méi)有任何電子的技術(shù)。在操作過(guò)程中，需要手工加壓，使活塞漂浮起來(lái)，并且手動(dòng)讓其旋轉(zhuǎn)起來(lái)并保持一定的速度和穩(wěn)定性。然后觀察被檢測(cè)壓力儀表的數(shù)值，記錄測(cè)試結(jié)果并進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。這種傳統(tǒng)的操作全部是手動(dòng)操作，很多步驟都是要依靠操作人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)完成的。現(xiàn)在福祿克DHI壓力計(jì)量部的新式活塞壓力計(jì)改變了這種情況。在新的活塞式壓力計(jì)中采用了大量的高新電子技術(shù)，從而使全手動(dòng)，繁瑣的活塞壓力計(jì)量變成簡(jiǎn)單，自動(dòng)和方便的方式。

  下面簡(jiǎn)單介紹一下這個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)成和主要特點(diǎn)：活塞壓力計(jì)主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：活塞壓力電子平臺(tái)、終端控制和顯示器、活塞以及活塞套筒、砝碼組四大部分。此外還有壓力發(fā)生器/調(diào)節(jié)器等附件。

  這一整套系統(tǒng)完成了高智能，高性能的活塞壓力計(jì)量和測(cè)試，它提供了如下特殊性能：

  1. 高度集成的全智能電子檢測(cè)、控制

  活塞壓力計(jì)的底座是一個(gè)復(fù)雜的高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，嵌入了多功能的軟件，內(nèi)置了多種傳感器，充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)采集和處理的優(yōu)勢(shì)。而智能底座連接至一個(gè)終端，作為和操作者的交互界面。它可以顯示各種提示，數(shù)據(jù)，結(jié)果等，也可以讓操作者利用鍵盤輸入各種指令。簡(jiǎn)單，快速，方便。

  

  這種全電子的檢測(cè)控制系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)活塞壓力的方式和概念，將活塞壓力計(jì)帶入到智能電子儀器的時(shí)代。這種電子儀器的方式可以提供很多測(cè)量的參數(shù)，包括：相對(duì)濕度，大氣壓，環(huán)境溫度，活塞套筒溫度，參考真空（PG7601）。它還可以記錄和調(diào)用活塞套筒和砝碼的計(jì)量數(shù)據(jù)，計(jì)算補(bǔ)償?shù)膲毫? 質(zhì)量和質(zhì)量-壓力值，從而提供了基于性能的“就緒/未就緒”的狀態(tài)指示。

  底座還提供RS232和IEEE488接口，可以連接PC完成控制和顯示。

  2. 智能的活塞漂浮設(shè)計(jì)

  傳統(tǒng)的活塞壓力計(jì)，操作的時(shí)候十分單調(diào)，需要細(xì)致操作反復(fù)調(diào)整壓力使活塞漂浮起來(lái)。只有當(dāng)施加的壓力和活塞加載的質(zhì)量一致或相等的時(shí)候活塞才會(huì)漂浮起來(lái)。小了活塞不能漂浮。大了，活塞可能會(huì)在沒(méi)有任何警告的情況下突然升起，造成活塞上沖，從而會(huì)損害活塞。因此，施加壓力的過(guò)程是非常精密的。為了不發(fā)生過(guò)沖得情況下找到這個(gè)壓力點(diǎn)，就需要緩慢謹(jǐn)慎地控制壓力。

  福祿克的活塞壓力計(jì)在設(shè)計(jì)的時(shí)候就考慮到這一點(diǎn)。在活塞的結(jié)構(gòu)中特別增加了活塞預(yù)載系統(tǒng)，從而可以檢測(cè)到活塞的漂浮（無(wú)論是手動(dòng)操作還是自動(dòng)操作）。當(dāng)活塞將要離開(kāi)行程的末端（也就是即將浮起）的時(shí)候提前發(fā)出預(yù)警的信息。如圖所示，預(yù)載系統(tǒng)是由彈簧控制的行程停止機(jī)構(gòu)完成的。彈簧的彈力大約相當(dāng)于活塞上兩公斤質(zhì)量的重力。預(yù)載系統(tǒng)的原理就是通過(guò)彈簧提前施加了一個(gè)壓力，使得在施加的壓力等于加載砝碼的壓力之前就開(kāi)始使活塞脫離行程末端。正是由于這個(gè)預(yù)載系統(tǒng)，福祿克的活塞壓力計(jì)就可以檢測(cè)到活塞的早期移動(dòng)，并發(fā)出聲音，亮光等預(yù)警信號(hào)，提示活塞即將離開(kāi)行程的末端開(kāi)始浮起。只有活塞在行程的末端時(shí)預(yù)載系統(tǒng)才會(huì)工作，一旦活塞浮起來(lái)以后，預(yù)載系統(tǒng)不會(huì)影響活塞的正常移動(dòng)。

  

  活塞預(yù)載系統(tǒng)提供了活塞漂浮的提前警告，使得操作人員在收到預(yù)警的提示后進(jìn)行小心謹(jǐn)慎的操作，從而使工作變得簡(jiǎn)單輕松，更加方便。同時(shí)預(yù)載系統(tǒng)還有緩沖的作用，使活塞抵達(dá)行程末端時(shí)減小碰撞，降低了儀器的磨損和損壞。

  3. 智能的活塞旋轉(zhuǎn)

  活塞式壓力計(jì)在工作時(shí)，要求活塞必須旋轉(zhuǎn)并且保持一定的速度。對(duì)于高性能活塞套筒，活塞的旋轉(zhuǎn)必須非常恰當(dāng)。旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生向心力，向心力能使活塞在套筒內(nèi)保持軸心的對(duì)準(zhǔn)，確保一致的環(huán)隙，確保活塞自由度和靈活性。為了實(shí)現(xiàn)具可重復(fù)性的測(cè)量，轉(zhuǎn)速的一致性非常重要。此外，當(dāng)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，不能施加活塞旋轉(zhuǎn)的力，否則它將會(huì)引起寄生力和難以估量的誤差。因此測(cè)量的準(zhǔn)確度與活塞旋轉(zhuǎn)的速度，旋轉(zhuǎn)下降速度等都有直接的關(guān)系。幾乎所有活塞壓力計(jì)都是使用手動(dòng)旋轉(zhuǎn)的方式來(lái)使活塞旋轉(zhuǎn)，并且憑操作人員的觀測(cè)和感覺(jué)來(lái)判斷轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速下降等情況。

  福祿克的活塞壓力計(jì)是款提供了轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速下降監(jiān)測(cè)功能的活塞壓力計(jì)。這些自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能保證了總是在轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速下降限值范圍之內(nèi)獲取壓力讀數(shù)。這樣就使得計(jì)量更加科學(xué)和準(zhǔn)確，減少了人為的感覺(jué)和判斷的影響，通過(guò)客觀的測(cè)量取代了操作者主觀的判斷，同時(shí)減輕了操作者監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)速的工作量。在我們活塞壓力計(jì)的平臺(tái)中，旋轉(zhuǎn)可手動(dòng)來(lái)提供，也可以通過(guò)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)提供。轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠確保在適當(dāng)?shù)南拗捣秶鷥?nèi)進(jìn)行測(cè)量。

  

  活塞旋轉(zhuǎn)可以通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。該系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速智能地啟動(dòng)或關(guān)閉，使轉(zhuǎn)速維持在有效數(shù)值范圍之內(nèi)。和傳統(tǒng)活塞的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不同，這套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)從來(lái)不會(huì)隨機(jī)或在無(wú)報(bào)警的情況下發(fā)生驅(qū)動(dòng)接觸。無(wú)論活塞處于什么位置，旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)都能夠啟動(dòng)，并且不會(huì)影響其位置或設(shè)置壓力。當(dāng)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)將要啟動(dòng)或正在運(yùn)行時(shí)，則會(huì)發(fā)出警告。操作者也可以改變以上的規(guī)則，使得只有在收到操作者的命令后才會(huì)被啟動(dòng)。

  4. 智能的監(jiān)測(cè)和提示

  前面提到過(guò)我們的壓力計(jì)是一個(gè)高度集成，全智能的自動(dòng)化校準(zhǔn)系統(tǒng)。這里面包括了智能的檢測(cè)控制，智能的活塞和智能的活塞旋轉(zhuǎn)。因?yàn)榛钊\(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確信息是高準(zhǔn)確度活塞壓力計(jì)獲得性能所必需的。活塞位置和下降速率對(duì)于確保活塞處于行程中的合適位置點(diǎn)以及正常的下降速率是非常重要的。盡管人們經(jīng)常會(huì)忽略對(duì)活塞狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，很多都是憑感覺(jué)或經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷，但是對(duì)高精度的活塞壓力計(jì)，對(duì)測(cè)量的一致性和重復(fù)是非常重要的。

  福祿克活塞壓力計(jì)底座包含了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，嵌入式軟件，各種傳感器，配合智能的活塞和旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，通過(guò)一個(gè)終端顯示器提供了一系列的檢測(cè)信息。這些信息包括活塞狀態(tài)和各種系統(tǒng)參數(shù)：

• 活塞位置
• 活塞下降速率
• 活塞轉(zhuǎn)速
• 活塞旋轉(zhuǎn)減速
  

  

  活塞位置是通過(guò)砝碼加載承重套內(nèi)的一個(gè)線圈測(cè)得的；轉(zhuǎn)速是通過(guò)安裝桿內(nèi)的一個(gè)光電傳感器檢測(cè)承重套內(nèi)一個(gè)凹口圈的移動(dòng)獲得的。兩套測(cè)量系統(tǒng)是無(wú)干擾的。它們對(duì)活塞在軸向的移動(dòng)均沒(méi)有影響。

  

  就緒/未就緒指示：

  福祿克的活塞壓力計(jì)用“就緒/未就緒”指示來(lái)方便用戶的操作，為操作人員提供清晰的“可行/不可行”的指示，表明測(cè)量數(shù)值是否在允差范圍內(nèi)。“就緒/未就緒”指示基于對(duì)各種工作狀態(tài)的測(cè)試，包括活塞位置、活塞下降速率、活塞轉(zhuǎn)速、活塞旋轉(zhuǎn)減速、溫度變化速率和真空參考（如適用）。當(dāng)所有的狀態(tài)都位于規(guī)定的限值范圍之內(nèi)時(shí)，則顯示“就緒”指示。如果任何條件超出了限值范圍，則顯示“未就緒”指示，并且顯示相應(yīng)的狀態(tài)。如果需要，用戶可以自定義各種“就緒/未就緒”標(biāo)準(zhǔn)。

  “就緒/未就緒”功能確保測(cè)量是在一致的條件下進(jìn)行的，無(wú)需操作者獨(dú)立地監(jiān)測(cè)多個(gè)變量及/或做出主觀判斷和決定。從而使壓力的計(jì)量更加可觀，更加科學(xué)，更具有一致性。

  5. 全自動(dòng)砝碼加載系統(tǒng)

  福祿克的活塞式壓力計(jì)，還開(kāi)創(chuàng)了活塞式壓力計(jì)的先河，提供了一套全自動(dòng)的砝碼加載系統(tǒng)，使活塞的壓力計(jì)量的全自動(dòng)真正成為可能。這套自動(dòng)砝碼加載系統(tǒng)，大大提高了工作效率和測(cè)量的復(fù)現(xiàn)性，節(jié)省了人工的勞動(dòng)，避免了人為操作時(shí)產(chǎn)生的誤差和誤操作。有關(guān)自動(dòng)砝碼加載系統(tǒng)請(qǐng)參見(jiàn)自動(dòng)砝碼加載系統(tǒng)部分的詳細(xì)介紹。

  的砝碼制造技術(shù)

  砝碼組在活塞式壓力計(jì)中也同樣起著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的概念主要砝碼的質(zhì)量準(zhǔn)確性問(wèn)題。其實(shí)并不是如此簡(jiǎn)單。對(duì)那些精度等級(jí)非常高的活塞壓力計(jì)來(lái)說(shuō)，砝碼除了質(zhì)量的準(zhǔn)確度之外，其材料的質(zhì)量，加工的質(zhì)量等要求都是非常高的。例如砝碼材料的密度是否一致和均勻，如果材料本身的密度不均勻，就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)出來(lái)的砝碼質(zhì)量不均勻，在旋轉(zhuǎn)起來(lái)后就會(huì)產(chǎn)生誤差。同樣，砝碼的加工是非常精密的加工，要確保其同心和均勻。福祿克所提供的砝碼組都是嚴(yán)格篩選了各種材料，精密加工而成。只有這樣精密的砝碼組配合全智能的活塞式壓力計(jì)才能獲得如此之高準(zhǔn)確度。

  

  砝碼是通過(guò)一個(gè)承重套被加載到活塞上的。承重套隨壓力計(jì)的平臺(tái)提供。承重套有長(zhǎng)套和短套兩種類型。短套高度較矮，適合PG7601的真空壓力罩下使用，質(zhì)量為0.3 kg；長(zhǎng)套適用于所有其它類型的PG7000活塞壓力計(jì)使用，質(zhì)量為0.8 kg。兩款承重套均由鈦金屬制成，使其質(zhì)量更小而且堅(jiān)固。而其它砝碼則是加載在承重套上。

  

  砝碼被加載到承重套上，靠重力加速，在活塞上施加一個(gè)已知的壓力，使定義的壓力得到平衡。一套完整的PG7000砝碼組包括10或5 kg的主砝碼，小砝碼從0.5 ~0.1 kg以5-2-2-1的序列組成，微調(diào)砝碼為50~0.01g。砝碼組的組成使得在砝碼組范圍內(nèi)的任何期望質(zhì)量均能以0.01 g為步長(zhǎng)增長(zhǎng)。利用不同大小的砝碼組和活塞套筒組合，總能組成一款適合您需求的PG7000系統(tǒng)。所有的主砝碼均由實(shí)心非磁性不銹鋼制成，均被調(diào)整到其標(biāo)稱質(zhì)量，并且沒(méi)有會(huì)影響到質(zhì)量穩(wěn)定度的空洞或微調(diào)硬件。由于加碼和卸碼是使用PG7000系統(tǒng)時(shí)常見(jiàn)的操作之一，因此單個(gè)砝碼和砝碼組的設(shè)計(jì)非常方便操作。在每個(gè)砝碼上均設(shè)計(jì)了方便取放的表面，并且提供了特定的砝碼盤來(lái)順序加碼和卸碼。

  COMPASS® for Pressure 校準(zhǔn)輔助軟件

  COMPASS 軟件可為被測(cè)設(shè)備 (UUT) 創(chuàng)建記錄，定義測(cè)試程序，并將該程序與 UUT 相關(guān)聯(lián)，運(yùn)行測(cè)試，采集參考及測(cè)試數(shù)據(jù)，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)及用戶定制的校準(zhǔn)報(bào)告。所有的參考數(shù)據(jù)、UUT 數(shù)據(jù)和測(cè)試數(shù)據(jù)被收集并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)及標(biāo)準(zhǔn)文件內(nèi)。COMPASS 可以通過(guò)操作員手動(dòng)控制，也可以進(jìn)行全自動(dòng)的控制。