Конструкция и принцип работы

Баратроны   MKS Instruments сертифицированы в России с правом первичной поверки.

Датчик Баратрон - это не просто емкостной манометр, это прибор по своей надежности и стабильности своих характеристик не имеющий себе равных на мировом рынке. Именно это позволило ему занять 90% мирового рынка среди подобных датчиков.

Датчики позволяют измерять абсолютное и дифференциальное давление в диапазоне от 10^-6 мбар до 35 бар с точностью от 0,25% до 0,05% от показания. Последние модели позволяют измерять давление до 200 бар с точностью 1% от показания.

Сенсор датчика Баратрон состоит из металлической ячейки, разделенной на две части туго натянутой плоской металлической диафрагмой, с одной стороны которой расположены электроды. Электроды с диафрагмой образуют две переменные емкости, которые включены в плечи измерительного моста. Когда давление по обеим сторонам диафрагмы одинаково, мост сбалансирован. Изменение давления в одной из камер деформирует диафрагму, изменяет емкости, разбалансируя мост. Полученный сигнал дисбаланса усиливается и демодулируется, образуя на выходе сигнал постоянного тока.

В настоящее время все сенсоры изготавливаются с электродами, расположенными с одной стороны от диафрагмы. Таким образом, газ, давление которого необходимо измерить, будет находиться в контакте только с камерой, выполненной из нержавеющей стали или инконеля.
Это позволяет проводить измерения, не зависящие от рода газа, и позволяет использовать датчик Баратрон для измерения давления загрязненных, коррозийных, агрессивных, радиоактивных газов, смесей газов неизвестного состава, а также очень чистых газов.

В абсолютной модели с опорной стороны давление откачивается до 10^-7 мм.рт.ст., которое поддерживается в течение длительного времени химическим геттером (газопоглотителем). В дифференциальной модели камера с электродами открыта, в нее подается опорное давление, что обеспечивает прямое измерение дифференциального давления с наименьшей погрешностью. В модели избыточного давления камера с электродами сообщается с атмосферой. Электроды выполнены из керамики, покрытой палладием.

Одним из главных преимуществ датчиков Баратрон является их высокая точность (от 1% до 0,05% от показания) при широком диапазоне измерения давлений (от 3 до 5 декад). Например, Баратрон 690 с верхним пределом (ВП) 1000 торр и точностью 0,12% от показания обеспечивает измерения с указанной точностью в диапазоне от 10^-2 торр до 1000 торр, т.е. пять декад. Точность датчиков Баратрон является суммой ошибок, вызванных нелинейностью, гистерезисом, неповторяемостью и определяется в процентах от ПОКАЗАНИЯ.
Погрешность датчиков Баратрон включает также температурные погрешности и разрешение.
НЕЛИНЕЙНОСТЬ - это разность между выходным сигналом датчика и идеальной прямой, проведенной от нуля до величины напряжения, соответствующей полной шкале прибора.
ГИСТЕРЕЗИС - это разность между выходным сигналом датчика, полученным при изменении давления от нуля до полной шкалы и выходным сигналом, полученным при изменении давления от полной шкалы до 0.
НЕВОСПРОИЗВОДИМОСТЬ - это разность между последовательными измерениями одного и того же давления, проведенными в одинаковых условиях и идентичными методами.
Все описанные факторы определяются конструктивными особенностями и калибровкой каждого датчика.

Влияние температуры

Температурные изменения являются внешним фактором, т.к. определяются окружающей средой. Поэтому температурные ошибки приводятся отдельно в виде температурных коэффициентов.

Для уменьшения влияния изменения температуры на показания датчика Баратрон компания MKS Instruments разработала и внедрила  ряд конструктивных мер:

• температурную компенсацию (компенсация выходного сигнала в соответствии с изменениями температуры)
• термостатирование (поддержание постоянной температуры внутри сенсора)

В наиболее точных моделях 600-й серии применяются оба метода, что дает возможность получить температурный коэффициент дрейфа нуля лучше, чем 0,0004% ВП / 1°С, температурный коэффициент по углу наклона выходного сигнала лучше, чем 0,002% от показания / 1°С. Также должен быть предпринят ряд мер самим заказчиком: расположить датчик вдали от сквозняков, прямого солнечного света, устройств, являющихся источником сильного изменения температуры.

Меры предосторожности

Датчики Баратрон являются надежными и долговечными приборами при условии правильного обращения с ними.

Датчик, упавший со стола, будет безнадежно испорчен из-за повреждения мембраны. Цена ячейки, которую придется заменить, составляет 80% стоимости прибора.

Как правильно заказать датчик давления Баратрон

Законченная система измерения давления с помощью датчика Баратрон имеет три компонента:

• сам датчик
• блок питания и индикации
• соединительный кабель между ними

Датчики Баратрон имеют линейный выходной сигнал 0-5 В (или 0-10 В). В большинстве случаев напряжение питания датчиков составляет ±15 В (постоянный ток). Поэтому для создания более экономичного решения Вы можете заказать только датчик, а питание и индикацию обеспечить собственными средствами (например, для индикации давления можно использовать цифровой вольтметр).

В большинстве случаев для заказа выбранной модели датчика необходимо указать верхний предел измерения (ВП), желаемую точность, единицы калибровки (торр или мбар), тип фланца. Некоторые модели требуют дополнительных сведений для заказа.

Фланцы

Датчик Баратрон может поставляться с гладкой трубкой или с одним из стандартных типов фланцев (ISO KF DN16; Cajon 8VCR; CF). Каждая модель имеет свой набор возможных фланцев.
Проконсультируйтесь по этому вопросу с нашими представителями.

Заказчикам категорически не рекомендуется наваривать фланцы самим, т.к. при этом датчик выходит из строя.

Подумайте, есть ли у вас подходящие части к фланцам. Вы можете заказать их вместе с нашим оборудованием.

Кабели

При покупке датчиков необходимо предусмотреть закупку кабелей для соединения с блоком питания/индикации. Компания MKS Instrument предлагает кабели стандартной длины 3 м. Если Вам необходим кабель другой длины, укажите это в заказе.

Вы избежите неприятных недоразумений, если до оформления контракта на закупку оборудования проконсультируетесь по вопросу правильности Вашего выбора с нашим представителем.

Номенклатура датчиков давления Баратрон

Используемые обозначения и примечания:

Н/Т - прибор Нетермостатирован (индекс Н) или Термостатирован на указанную температуру.

Точность включает нелинейность, гистерезис и невоспроизводимость, в зависимости от ВПИ возможны различные точности калибровки, указанные в таблице.

Баратроны для измерения абсолютного давления

Баратроны для измерения дифференциального давления

Баратроны высокой точности

Емкостные манометры высокой точности функционируют только с электронными блоками компании MKS Instruments, разработанными специально для этих моделей.

Модели с термостатированием обеспечивают измерение давления в четырех-пяти декадах. Например, датчик с ВП 1000 торр измеряет давление от 10^-1 торр до 1000 торр (4 декады). Термостатирование позволяет уменьшить температурную погрешность  датчиков при изменении температуры окружающей среды. Модели, работающие при повышенных температурах, применяются для предотвращения образования осадка на внутренних стенках ячейки Баратрона при высокотемпературных процессах в реакционной камере.

Новинки

600-я серия емкостных манометров Баратрон отличается использованием новой технологии в изготовлении сенсоров, что обеспечивает им лучшую компенсацию по температуре и лучшую стойкость к превышению давления. Электронные модули сделаны на гибридных схемах и по технологии CMOS. Гарантийный срок увеличен до 2 лет.
Мини-БАРАТРОНЫ серии 740 и 750 - самые дешевые датчики, их стоимость резко падает при увеличе-нии количества заказанных приборов.
Микро-БАРАТРОНЫ серии 890 и 892 - самые компактные Баратроны для измерений повышенных давлений (до 210 атм) в системах подачи газов (как высокочистых, так и агрессивных). Точность 1% от показания.
Вакуумные реле серии 40 и 50 - компактные, надёжные приборы - идеальное решение для задач коммутации/блокировки управляющих цепей на определённом уровне давления (абсолютного и избыточного) от 35 бар до 0.1 торр.
Некоторые новейшие модели еще, возможно, не указаны в данном документе. Обращайтесь к нам, и мы найдем для Вас лучшее решение.

Электронные блоки питания и индикации

Данные блоки предназначены для электрического питания датчиков "Баратрон" и для индикации текущего давления. Большинство блоков запитываются напряжением 220 В (некоторым необходимо питание ±15 В). Одноканальные блоки работают с одним датчиком, многоканальные - с несколькими одновременно (до восьми датчиков).

Электронные блоки для моделей общего применения

PR4000 - одноканальный (существует двухканальная модель) микропроцессорный блок питания и индикации. Может работать как с Баратронами, так и с измерителями и регуляторами расхода. Имеет стандартный компьютерный интерфейс RS232. Индикация 4.5 знакоместа, две блокировки, выбор единиц измерения, запоминание мин/мах значений, сенсорная клавиатура, сохранение настроек в памяти.
110A - для моделей 102 и 225, автономный аккумуляторный, Uвых = 25 В / 50 мА, экран 3.5 знака.
146C - многоканальный микропроцессорный блок.
660 - блок питания и индикации для Баратрона (или измерителя расхода), 6 единиц измерения, 4 блокировки, экран 4.5 знака, интерфейс RS232.
LDM - компактный блок индикации для мини и микро Баратронов, экран 2.5 знака.

Электронные блоки для высокоточных моделей

270D-0 - электронный блок без индикации.
270D-4 - электронный блок с индикацией от 0 до 19 999 (4.5 разряда)
270D-5 - электронный блок с индикацией на 200 000 точек (5.5 разрядов)
670А - электронный блок индикации на 200 000 точек (5.5 разрядов), преобразователь 16 разрядов, выход RS-232 или IEEE-488.
274 - мультиплексорный переключатель для работы с тремя баратронами высокоточной серии.