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Chell Instruments
microCAT3 – 64
核心特点
·基于 EtherCAT 的扫描解决方案
•无与伦比的数据质量：最高可达全量数据的0.02%
•高速：每通道 400Hz•
绝对测量值与差值测量结果
•可选的电动驱动排放及归零阀
•在0至90 ℃范围内实现热补偿（可选范围：-20至90 ℃）
•每个通道均配备 24 位模数转换器（ADC）
•通过 EtherCAT 和 CAN（2.0B 及 CAN-FD）进行数据输出
•配备快速拆卸顶板
•可通过嵌入式Web服务器在以太网环境中实现完全可配置
产品介绍：
Chell microCAT3是基于以太网的microDAQ3产品系列中的旗舰型号所推出的EtherCAT版本。它采用相同的高精度数字传感器，并结合先进的处理器设计，从而打造出市场上最精准的压力扫描阀。
EtherCAT是一种基于以太网的专用接口，具有以下优势：
•更高的带宽。EtherCAT的效率远高于以太网，从而更便捷地从多个设备获取高速数据。
•非供应商特定协议。由于microCAT遵循EtherCAT标准，无需编写特殊代码即可实现与其接口连接。
•集成时间戳功能。EtherCAT协议内置分布式时钟，可为数据添加时间戳。
•EtherCAT系统不受网络拓扑结构影响，其设备可设计为以菊花链、环形或星型配置方式连接。
microCAT3可选配电动驱动阀，该阀可为扫描仪提供吹扫及归零功能。该阀门历经多年研发，具备精确的位置测量与电流监测功能，以确保可靠性。microCAT3也是市场上体积最小的数字压力扫描仪——即使配备电动驱动阀门时亦然。无阀门版本可在无需排放时进一步减小设备尺寸。MicroCAT3采用高精度传感器，并在每个端口配备两个24位模数转换器（ADC）——一个用于压力测量，另一个用于温度测量。这种精确的温度测量能力使MicroCAT3能够在其宽广的工作范围内几乎完全补偿热效应的影响。
技术参数：
| 基础通用参数 | |
| 可选差压量程 | 1、2.5、 5、 7、 10、17、 35、 55、 103、 207、 310、 689 和 1034 kPa |
| 通道数量 | 64通道 |
| 最大采集速率 | 单通道400Hz（在 689 和 1034 kPa 的范围内） |
| 数据输出 | |
| 直流供电版本（CC=02） | EtherCAT 及 CAN |
| 以太网规格 | 百兆 TCP/IP |
| CAN规范 | CAN 2.0B版及CAN-FD版本 |
| 性能指标 | |
| 系统精度 | 请参见下表 |
| 绝压量程 | 160 kPa、400 kPa 和 1140 kPa |
| 校准后的绝压量程：差压范围≤55 kPa（8 psid） | 14~ 160 kPa（2.0~23.2 psia） |
| 校准后的绝压量程：差压范围103 kPa（15 psi）~300 kPa（43.5 psid） | 14~400 kPa（2.0~58 psia） |
| 经校准的绝压量程：差压范围≥689 kPa（100 psid） | 13~1140 kPa（1.89~165 psia） |
| 管线压力效应 | 无特殊要求——只要所有测量压力均处于上述压力范围内即可 |
| 验证压力 | 量程≤55 kPa：35 kPa（50 psig） 量程>55 kPa：1380 kPa（200 psig） |
| 输出分辨率 | 16bit或量程/65536 |
| 系统采集分辨率 | 24位 |
| 机械结构参数 | |
| 带阀门版本的尺寸 | 85 x 39 x 34mm（不含管状结构） |
| 无阀门版本尺寸 | 85 x 39 x 34mm（不含管状结构，含降低高度部分） |
| 重量（带阀门/无阀门） | 205g / 157g |
| 外壳防护等级 | IP64 |
| 测量接口 | 直径为 1.0 毫米（0.04 英寸）的凸起管状结构 |
| 吹扫端口（仅限带阀门版本） | 直径为 2.3 毫米（0.09 英寸）的凸起管状结构 |
| 最大吹扫压力 | 7 bar 表压 |
| 吹扫流量 | 吹扫压力 1 bar 时流量 22 SLPM，2 bar 时 46 SLPM，3 bar 时 66 SLPM |
| 电气参数 | |
| 输入供电 | 8~30VDC |
| 功耗 | 1W（无阀门），4W（带阀门） |
| 电气接头（直流供电版本） | 15芯微小型D型母连接器，型号 MWDM2L-15SSB（推荐对接型号：Glenair MWDM2L-15PS，焊杯式出线方式） |
| 注意：为最大限度减小封装尺寸，该15针连接器同时作为EtherCAT输入和输出接口（具体引脚布局请参见图纸）。嵌入式Web服务器也可通过此连接器访问。若上电时引脚10与11短路，microCAT3将以以太网模式启动以实现这一功能。 | |
| 环境适配参数 | |
| 工作温度区间 | -40~+90℃ |
| 温度补偿区间 | 标准 0~+90℃（可选 - 20~+90℃） |
| 存储温度区间 | -40~+90℃ |
| 环境气压适配 | 绝对压力量程：5 mbar ～ 2.5 bar |
| 振动耐受 | 航空标准 DO160E S 类 W 曲线，单轴持续测试 1 小时；模拟风扇叶片故障工况（20g，2 千赫兹） |
| 冲击耐受 | 航空标准 DO160F 第 7 章节风扇叶片脱落工况（40g，11 米 / 秒） |
| 最大环境湿度 | 在50°C条件下为95%（非冷凝型） |
| 时间/数据同步 | |
| 包含在 EtherCAT 协议中 | |
microCAT3 精度——一种计量学方法
microCAT3的性能与灵活性要求采用不同的方法来评估其准确性。
下表详细列出了分辨率、标准差及95%置信度（2σ）下的误差值，该数据与其他制造商的产品数据具有可比性。此外，我们已详细阐述了测量不确定度，并考虑了以下误差来源：
•生产过程中使用的Chell校准标准品存在不确定性
•0至90°C范围内的温度误差
•12个月内的漂移误差
差压量程（+/-）1 | 输出分辨率（pa） | 标准偏差（Pa）3 | 误差（95%置信度） | 不确定性 | ||
| ±Pa | %FS2 | %FS2 | ||||
| 1 kPa | 4”水柱 | 0.03 | 0.91 | 1.82 | 0.2% | 0.4% |
| 2.5kPa | 10” 水柱 | 0.08 | 0.91 | 1.82 | 0.07% | 0.15% |
| 5kPa | 20” 水柱 | 0.15 | 0.91 | 1.82 | 0.04% | 0.08% |
| 7kPa | 1 psi | 0.21 | 1.1 | 2.26 | 0.03% | 0.06% |
| 10kPa | 1.5psi | 0.31 | 1.25 | 2.5 | 0.03% | 0.04% |
17kPa | 2.5psi | 0.52 | 1.5 | 3.0 | 0.02% | 0.03% |
| 35kPa | 5psi | 1 | 2.01 | 7.0 | 0.02% | 0.03% |
| 55kPa | 8psi | 1.7 | 1.71 | 11 | 0.02% | 0.03% |
| -83 kPa~103 kPa | -12~15 psi | 3.15 | 3 | 20 | 0.02% | 0.03% |
| -83 kPa~207 kPa | -12~30 psi | 6.3 | 5 | 40 | 0.02% | 0.03% |
| -83 kPa~300 kPa | -12~43.5 psi | 9.5 | 9 | 60 | 0.02% | 0.03% |
| -83 kPa~689 kPa4 | -12~100 psi | 21 | 100 | 300 | 0.04% | 0.05% |
| -83 kPa to 1034 kPa4 | -12~150 psi | 30 | 150 | 400 | 0.04% | 0.05% |
·1) 差压量程默认参考压力为 1 bar。参考压力可变动，但所有测量值须处于传感器绝对压力量程之内。 ·2) %FS 为相对于所列差压满量程的百分比。 ·3) 数据采集于精度模式，平均次数为 16。 ·4) 初步数据/待定 | ||||||
| 绝压量程 | 输出分辨率（pa） | 标准偏差（Pa） | 误差（95%置信度） | 不确定性 | ||
| ±Pa | %FS | %FS | ||||
| 差压范围绝对值最高可达35 kPa（5 psi） | ||||||
| 15~115 kPa | 2.2~16.8 psia | 1.5 | 1.13 | 20 | 0.02% | 0.025% |
| 差压范围绝对值为55 kPa（8 psi） | ||||||
| 13~160 kPa | 1.885~23.2 psia | 2.24 | 1.6 | 30 | 0.02% | 0.025% |
| 差压范围的绝对值为103 kPa（15 psi） | ||||||
| 15~206 kPa | 2.2~29.9 psia | 2.9 | 3.5 | 40 | 0.02% | 0.025% |
| 差压范围的绝对值为207~300 kPa（30~43.5 psi） | ||||||
| 0~400 kPa | 0~58.01 psia | 6.1 | 6 | 60 | 0.02% | 0.025% |
| 差压范围的绝对值为689~1034 kPa（100~150 psi） | ||||||
| 0~1140 kPa | 0~165 psia | 17 | 400 | 1000 | 0.08% | 0.1% |
数据在精度模式下采集，取 16 次平均值。 %FS 值为所列最大绝压值的百分比。 对于最高 160 kPa 的量程，最低可测绝压为 11 kPa。 206 kPa 和 400 kPa 量程的最低可测绝压为 0.5 kPa。 标准最低绝压校准值为 14 kPa（如需更低压力，请联系我们）。 1140 kPa 量程的最低可测绝压为 11 kPa。 暂定 / 初步数据。 | ||||||
绝对式传感器——更多信息与更优性能：
microCAT3提供两种绝对压力传感器量程：160 kPa和400 kPa，均适用于测量端口和参考端口。
该设备在整个绝对压力量程范围内均经过校准（详见上文），其绝对输出值可根据具体应用场景进行配置，以优化16位输出信号的分辨率。对于差分输出，需从测量端口读数中减去两个参考端口的读数（可单独使用或取其平均值），从而获得差分输出信号。
microCAT3传感器均预先配置了特定的差分量程，以最大化16位输出信号的分辨率。只要测量压力范围在传感器的绝对量程范围内，即可准确测量线路压力值。在microCAT3中使用绝对式传感器可带来多项优势：•用户可在差分测量与绝对测量之间切换。•
无与伦比的差分测量与绝对测量性能。•
具备输出差值测量值及参考值绝对值的能力，从而无需使用外部气压传感器。•
可输出所有通道的绝对值，从而完全无需使用参考值。•
由于缺乏内部参考腔（因而无相应容积），扫描仪对参考压力变化（例如海拔变化）的响应速度显著加快，从而提升数据质量。
数字传感器——数据质量领域的革命性突破：
microCAT3中使用的数字传感器可提供无与伦比的数据质量。当对每个传感器输出的压力和温度数据应用我们的专有热补偿算法进行处理后，其结果不仅为压力扫描仪树立了新标准，相较于microDAQ2产品系列也实现了显著提升。对面的直方图显示，与采用传统模拟传感器的数字热补偿（DTC）扫描仪采集的microCAT2数据相比，microCAT3的数据峰值为15psid。microCAT3系统产生的数据质量优于传统补偿扫描仪——即使使用旧款扫描仪并进行在线校准时亦然！该性能方案无需进行在线校准，且在大多数情况下可避免重新归零。
净化阀：
为消除对扫描阀施加气动压力的需求，该新阀门由精密高扭矩电机及齿轮箱电驱动。阀门可精确控制至特定位置（测量精度达5微米），并通过调节电机功耗以确保性能稳定且可重复。该阀门已经过严格测试，可承受高达10,000次循环使用，并配备循环次数计数功能，以便制定必要的维护计划。该阀内的净化流体流量已在特定压力范围内得到表征（见上表），其流量值高于其他供应商提供的扫描阀。
带阀门版本的尺寸（BB=01）mm：
不带阀门版本的尺寸（BB=02）mm：
零件编号：
快速断开连接选项：
microCAT3的带阀型与无阀型均配备快速拆卸选项。其管路板可拆卸且易于更换，这意味着扫描仪可在不同的管路组之间灵活移动。快速连接选项包含一组四块接头板（中间接头板、管路接头板及两块保护接头板）。额外的管路接头板和保护接头板可单独订购。
尺寸 - 带 QDC 选项的带阀版本（BB=03）mm：
尺寸 - 带 QDC 选项的不带阀版本（BB=04）mm：
