美国MKS真空计Baratron 电容压力计 - Baratron 基础知识
“Baratron® 基础”
介绍
Baratron® 电容压力计通常是独立传感器，通常需要 ±15 伏电源，并提供与压力成正比的 0-10 伏压力信号。
Baratron 电容压力计测量真实压力（定义为力/单位面积）。这意味着测量对被测量的气体类型不敏感。其他压力计，如皮拉尼、热电偶和离子计，不测量真实压力，因此它们的读数将对气体类型敏感。
美国MKS真空计传感器胶囊
传感器胶囊包含隔膜和金属陶瓷电极结构。膜片的参考侧（背面）被抽真空到非常高的真空，远低于要测量的压力。参考侧的高真空通过内部化学吸气泵在压力计的整个生命周期内保持。传感器由 Inconel 全焊接结构制成，坚固耐用且与过程环境兼容。
压力是通过测量金属膜片和相邻的固定双电极之间的电容变化来确定的。径向张紧的膜片具有极低的滞后、出色的可重复性、极高的分辨率（满量程的 1x10 -5）、快速响应以及测量极低压力的能力。
如果对压力计施加高过压，隔膜将在电极基板上触底，从而防止对传感器造成永久性损坏。大多数 MKS Baratron 电容压力计的超压额定值为 45 psia 或满量程范围的 2 倍，以较大者为准。大于允许额定值的压力会导致内部机械故障或零位发生显着变化。
美国MKS真空计电子产品
电子设备位于传感器附近。信号调理电路非常稳定并产生高电平输出。电子设备由驱动桥式电路的精密正弦波振荡器组成。传感器电极电容的不平衡产生由缓冲器放大的差分输出。输出的偏移、增益和线性度由零位、跨度和线性电位器调节。
为调零、跨度和线性度提供调整电位器。跨度和线性度电位器已被覆盖，只有在执行可以将传感器与参考标准进行比较的校准时，才应由训练有素的操作员进行调整。
美国MKS真空计归零
Baratron 电容压力计是精密机电设备。与所有此类严格公差的设备一样，温度和其他环境因素也会对性能产生影响。在电容压力计的情况下，零压力下的电气输出会因运输和搬运而发生变化。出于这个原因，所有电容压力计都需要在安装时调零，并且应定期监测调零。
在调零之前，确保您的 Baratron 电容压力计已经预热了所需的时间。
足够的热身时间？
非温度调节，所有范围： 15分钟
温度调节，1 托及以上： 4个小时
温度调节，低于 1 托： 8小时
注意：时间是最坏的情况，可能会因型号而异
调零只需要在入口 (Px) 侧施加足够低的压力，然后相应地调整电子设备以实现零伏输出。当入口压力低于仪器的分辨率时，就会出现这种情况。对于每个压力计范围，用于归零的最大压力将不同。当然，任何低于最大值的压力都是可以接受的。由于重力会影响隔膜的位置，因此必须在使用 Baratron 电容压力计的相同方向上进行调零。跨度和线性度对位置不敏感。
零位、跨度和线性调整
当电容式压力计的电子设备经过适当调整时，压力输入和电压输出之间将直接对应（见下图）。
如果调零错误，则会在仪器的整个范围内产生偏移。
如果跨度超出调整范围，则整体范围将大于或小于应有的范围。
如果线性度失调，端点（零和满量程）可能是正确的，但中间读数可能是错误的。
跨度和线性度经过工厂调整，长期稳定。除非有合适的校准设备和训练有素的操作员，否则不应触及这些调整。应在安装时进行调零，并应定期检查。频率主要取决于环境条件，例如环境温度的变化或仪器的物理方向。
美国MKS真空计缩放
典型的电容压力计的信号调理电子设备将提供从 0 到 10 伏不等的输出，输出电压和压力之间具有线性关系。如下图所示，电容式压力计是用它们的满量程压力来描述的，也就是10伏对应的压力。
1000 托满量程 1 托满量程
10 伏 1000吨 10 伏 1吨
1伏 100吨 1伏 0.1吨
0.1V 10吨 0.1V 0.01吨
由此可见，在显着低于满量程压力的压力下，输出电压将降至非常低的值。因此，分辨率限制通常为 100,000 分之一。因此，1000 Torr 满量程压力计的分辨率为 0.01 Torr，对应于 0.1 mV 的输出。
在 Baratron 电容压力计的满量程额定值及其分辨率之间，我们定义了两个压力范围，压力计将在这两个压力范围内提供有用的（准确和可重复的）输出：
使用压力计进行测量的读数范围通常为 3.5 到 4 个十进制数（取决于型号）（见图表）
当压力计用于压力控制系统时，控制范围通常为 2.5 个十进制数（取决于型号），控制系统的最小电流为 50 mV。这个较窄的范围有助于确保免受系统噪声的影响。
美国MKS真空计精度术语
MKS 电容压力计技术将精度表示为读数的百分比，而不是满量程（与其他制造商的一些性能较低的设备一样）。例如，622A 型仪器的指定精度为读数的 0.25%。对于 100 Torr 满量程压力计，这意味着误差在 100 Torr 时可能高达 0.25 Torr，在 10 Torr 时可能低至 0.025 Torr，等等。换句话说，误差的绝对值在整个测量范围内下降。因此，读数精度百分比可确保您的测量在满量程的 10% 时与在满量程的 100% 时一样精确。
对于具有 0.25% 满量程精度的竞争 100 Torr 仪器，在任何读数压力下误差将高达 0.25 Torr。在这种情况下，测量范围低端的误差增加了读数的百分比不确定性。误差百分比读数与满量程的关系如下图所示。绿线表示读数百分比的不准确度，而满量程仪器百分比的额外不准确度以粉红色表示。精度定义为读数的百分比在压力范围的较低范围内为您提供比满量程设备的百分比更准确的输出信号。
温度调节和高温 Baratrons
环境温度的变化会导致零变化，这在仪器量程的下端最为明显。这种影响可以通过使用温度调节的 Baratron 电容压力计来最小化。通过在传感器中加入一个调节良好的烘箱（通常为 45°C），可以显着提高稳定性。
更高温度的 Baratron 电容压力计（100、125、150 和 200°C）可用于还希望最大限度地减少压力计中可冷凝副产物积累的情况。这种副产品是由一些蚀刻和 CVD 工艺产生的。聚集在隔膜上的可冷凝物的影响是一个连续移动的零位。最终，将积累足够的材料，将不再可能将仪器归零。
美国MKS真空计安装
做：
与系统建立适当的真空连接。如果使用 VCR 接头，请使用新垫圈，用手拧紧，然后使用扳手按照制造商的建议拧紧。不要过度拧紧。
留出足够的预热时间。
不：
扭曲单元（扭曲可能导致内部损坏，从而导致性能问题）。
撞击或掉落设备。
对跨度或线性电位器进行任何调整，因为这会改变校准。
在校准方向以外的任何方向安装低全量程单元（0.1 Torr 及以下）。
归零程序准备
留出足够的预热时间，注意对非温度调节、加热和低量程传感器的不同要求。如果使用分线连接器，请在预热前安装连接器。
在实际进行调零时（下图），确保压力计处于真空状态且压力等于或低于最大调零压力。
适当的归零压力？
0.1 托 <1 x 10 -6托
1.0 托 <1 x 10 -5托
10.0 托 <1 x 10 -4托
100.0 托 <1 x 10 -3托
1000.0 托 <1 x 10 -2托
MKS Baratron 电容压力计可以使用电源/显示单元、数字电压表和断路连接器或从过程工具的控制器归零。
记录零数据以捕获每个单元的长期性能是一个好主意。
使用连接到电源/显示单元的 Baratron 电容压力计进行调零
Baratron 电容压力计可以使用显示单元上的调零电位器（首选）或使用压力计上的调零电位器进行调零。如果使用压力计上的零电位器，请将显示屏上的零电位器设置在中间位置。用小螺丝刀调整调零电位器，直到显示读数为 0.000 伏。
600 系列 Baratron 电容压力计有一个粗调零开关，位于仪器侧面。如果零电位器的调节范围不足，将电位器转到中间位置，并将粗调开关调节到产生最接近零伏的输出信号的位置。然后调整装置顶部的调零电位器，直到电压正好为零伏。
使用分接连接器调零
使用压力计上的调零罐按照与上述相同的程序进行操作。信号电压将使用连接到分线连接器引脚 2 和 12 的数字电压表测量，而不是从显示单元测量。
从过程工具的控制器归零
该过程与从电源/显示单元调零基本相同。但是，大多数工具的控制器无法识别负电压。为确保零没有负偏移，请将零调整为约 2 mV 正值。
定期检查以确保零设置保持略微正值。有关其他安装详细信息，请参阅产品手册。
一般故障排除指南
Baratron 电容压力计的不当操作通常可以追溯到以下因素：
输出压力信号漂移或调零表明预热时间不足。
压力测量的不可重复性表明调零不当。
没有输出压力信号或输出不稳定表明电源电压不存在或有噪声。
检查您的安装
您的 Baratron 电容压力计是否显示物理损坏迹象？
Baratron 电容压力计是否在物理和电气上正确连接？
你有足够的热身时间吗？
如果预热时间不够长，Baratron 电容压力计的内部组件将无法达到热平衡，读数会漂移。
Baratron 电容压力计是否已正确归零？
如果不是，压力指示将显示偏移。
您是否知道对跨度或线性度调整有任何篡改？
如果是这样，仪器的校准将关闭。致电您当地的 MKS 服务中心。
如果以上都不是问题，一系列简单的电气检查通常会找出问题所在。
电气故障排除
如图所示安装分线连接器。
使用至少 4.5 位数字电压表 (DVM)。
1.将 DVM 设置为测量直流电压，检查电源连接（通常为 ±15 伏）。
2.将 DVM 设置为测量交流电压时，确保正负电源连接上的交流噪声小于 50 mV RMS。
3.将 DVM 设置为测量直流电压，检查公共和接地引脚之间的接地回路或杂散电压。任何对之间都不应存在电压。
4.将 DVM 设置为测量直流电压时，输出引脚的测量值应在 0 到 10 VDC 之间，与压力成正比，并取决于压力计的满量程压力额定值。例如，一个 1 托的满量程压力计每 100 毫托的压力变化就会产生 1 伏的变化。
5.检查以确保在设备引脚处测量的压力与控制器屏幕上显示的压力相对应。如果不是，则压力到电压 (A/D) 转换存在问题。检查 A/D 校准并确保使用正确的量程传感器。
6.在或低于最大调零压力时，输出信号引脚的读数应为 0.000 伏。如果不是，请按照调零程序中的说明调整调零电位器。
无锡飞斯卡精密科技有限公司专业从事各大科研院校等质量流量控制系统的销售与服务。是质量、流量、压力、真空、温度测量与控制系统的专业供应商。质量流量控制事业部专业从事销售服务世界著名的MFC，知名品牌有：美国mks流量计,美国BROOKS流量计,美国MKS真空计,德国普发真空计,日本HORIBA流量计，Brooks、MKS、HORIBA, UNIT、Tylan、AE、STEC、Alicat等，品种规格齐全，同时经销真空和镀膜设备的品牌包括：INFICON（膜厚控制仪、真空计/真空规、四极质谱仪、压强控制系统、氦质谱检漏仪、冷媒检漏仪、真空阀门），COMDEL、AE、HUETTINGER(直流电源、射频电源、中频电源），VARIAN、PFEIFFER真空泵等；气体压力及流量测量和控制, 射频 /直流 /微波电源发生器及测量工具, 氟离子 /臭氧反应气体发生器, 真空产品, 气体分析仪, 静电控制及信息和控制技术等产品。我们知名的气体流量校准系统，对任何品牌的MFC都可精确的清洗校准。外观光洁如新，性能可靠，原厂验收标准。