FPG8601 自動校正システム

動作原理

測定

FPG8601 は、ピストンシリンダーの有効面積に掛けられた圧力が、それに比例する大きさの力に変換されるという、広く知られているピストン・ゲージの原理で動作します。ただし、圧力から発生する力は、重力加速度を受ける分銅とのバランスではなく、ピストンが取り付けられたロード・セルとバランスする力によって測定されます。ピストンシリンダーは上部と下部の加圧室に取り付けられているため、圧力を定義する際の基準圧力を変更することができます（ゲージの場合は大気圧、絶対圧の場合は真空）。上部と下部の加圧室付きのロード・セルのゼロ調整を共通の圧力で行うと、ピストンの重さと測定圧力以外の力が取り除かれるため、圧力測定をゼロから行うことができます。印加された差圧の値は、ピストンシリンダーの有効面積と、ロード・セルで測定された正味の力の値から計算されます。

ピストンをシリンダー内で回転させながら中心合わせを行う場合の不安定性と機械的複雑さを避けるために、ピストン・シリンダー間の間隙に独立した潤滑用のガス圧力を流すことにより、FPG ピストンの中心決めを行います。この間隙は円錐形で、ピストンの末端方向に向かって対称的に狭くなっています。ピストンとシリンダーの間の間隙は 1 ～ 6 μm、潤滑用圧力は基準圧力よりも 40 kPa 大きい値で、これにより測定用加圧室に流れ込むガスは非常に少なくなっています（合計で 1 sccm 未満）。ピストン全体に印加される力は、ピストンを重心位置で保持するジンバル・カップリングを通してロード・セルに伝えられます。ピストン・シリンダーの潤滑用のガス供給のために、接続システム用経路も使用されます。ロード・セルは、潤滑用のガスが流れる気密加圧室の内部に収められています。ロード・セル加圧室型の設計によって温度が一定に保たれ、潤滑用のガスによって相対湿度が保たれます。

制御

FPG8601 圧力コントローラーは、流量制限部で流量の調整を行うことによって動作します。制限部の上流側は上部 FPG 加圧室に、下流側は下部 FPG 加圧室と大気側または絶対圧モード動作用の独立した真空ソースに接続されます。異なるコンダクタンスを持つ流量制限部がコントローラーに内蔵されており、圧力レンジに適切な流量制限部が自動で選択されます。マス・フロー・コントローラー（MFC）が 2 台（1 台は圧力の粗調整用、低圧力レンジ用のもう 1 台は微調整用）並列に接続され、フィードバック・ループ内の流量を調整します。制御は、圧力設定ポイントと FPG 圧力測定値の差分に基づいて行われます。2 段目が流量制限部の下流側を参照する 2 段式の圧力調整器は、マス・フロー・コントローラーに安定した入力圧力を供給します。

自動化による操作

FPG8601 は、Windows® ベースのシステム・コントローラーを内蔵しています。システム・コントローラーは、FPG8601 のハードウェアおよび試験中のデバイスと通信します。FPG Tools™ ソフトウェアは、FPG の動作を監視・制御し、試験中のデバイスのデータ取得を行う完全自動化の無人試験シーケンスなど、高いレベルの機能を広範囲にサポートします。FPG および試験中のデバイスのデータは全て区切り文字で分けられたデータ・ファイルに記録され、分析用のアプリケーションに容易にダウンロードできます。FPG Tools ソフトウェアには以下の機能が含まれます。

• 測定モード（ゲージ/絶対値）の変更
• ロード・セルの自動ゼロ調整と自動スパン
• 時間調整を平均化するデータ・ポイント
• 動作状態が過度に変化した場合のアラーム
• 低絶対圧での熱蒸発補正
• 試験用デバイスの設定
• 試験プロシージャーの定義と保存
• 完全自動化の試験実行
• 試験結果のリアルタイム・プロット

ゲージ測定モード、絶対圧測定モード、および絶対差圧測定モード

FPG8601 には、以下の 3 種類の測定モードがあります。

• ゲージ・モード：FPG の下部加圧室と試験の「低圧」側は相互に接続されており、大気に開放されています。
• 絶対圧モード：FPG の下部加圧室は真空で、残圧は真空計で測定されます。このモードは、気密された絶対圧の試験用デバイスの校正で使用します。
• 絶対差圧モード：FPG の下部加圧室と試験の「低圧」側は相互に接続されており、真空状態です。このモードは、試験用デバイスの真空に対する差圧の校正で使用します。

特別な環境要件を必要としないベンチ・トップ・システム

FPG8601 は、高品質の 2 m 長ラボ用ベンチに取り付けることができます。圧力コントローラーはほとんどの場合ベンチ下に設置されます。絶対圧機能を装備している場合は、真空ポンプの位置を考慮する必要があります。必要に応じてカスタム取り付け用ベンチを提供できます。

FPG8601 の動作に必要な環境要件は、高度なメトロロジー・ラボで一般的なものです。

据付けとトレーニング・サービス

新規 FPG8601 の据付けの場合、3 ～ 5 日間の据付けとトレーニング・サービスを推奨します。このサービスには、FPG8601 システムの設定および試験と共に、一般的な試験の実行を含む操作方法とメンテナンス方法に関するユーザーのトレーニングが含まれます。トレーニングは、納入の前に Fluke Calibration （アリゾナ州フェニックス）の施設で、または納入後に設置場所で行うことができ、両方を行うことも可能です。

こちらの製品については日本国内での窓口は株式会社大手技研となっております。