资源描述：
《真空技术及应用系列讲座 第六讲_真空测量04》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第3期真 空451997年6月Vacuum2VacuumTechnologyandMaterial真空技术及应用系列讲座东北大学真空工程博士点,博士导师杨乃恒先生主持第一讲:真空科学的发展及其应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯李云奇 95(2)第二讲:真空物理基础⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯张世伟 95(3)第三讲:机械真空泵(一)(二)(三)(四)(五)(六)⋯张以忱95(4)、(5)、(6)、96(1)、(2)、(3)第四讲:蒸汽流真空泵⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯姚民生 96(4
2、)第五讲:气体捕集式真空泵⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯徐成海 96(5)第六讲:真空测量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯刘玉岱 96(6)、97(1)、(2)第六讲:真空测量刘玉岱(东北大学)二、全压力测量71电容式薄膜真空计(上接1997第2期)根据弹性薄膜在压差作用下产生应变而引起电容变化的原理制成的真空计称为电容式薄膜真空计,它由电容式薄膜规管(又称为电容式压力传感器)和测量仪器两部分组成。根据测量电容的不同方法,仪器结构有偏位法和零位法两种。零位法是一种补偿法,具有较高的测量精度。目前在计量部门作
3、为低真空副标准真空计的就是采用零位法结构。图20示出了零位法电容式薄膜真空计的结构原理图。它由电容式薄膜规管、测量电桥电路、直流补偿电源、低频振荡器、低频放大器、相敏检波器和指示仪表等组成。电容式薄膜规管的中间装着一张金属弹性膜片,在膜片的一侧装有一个固定电极,当膜片两侧的压差为零时,固定电极与膜片形成一个静态电容C0,它与电容C1串联后作为测量电桥的一条桥臂,电容C2、C3和C4与C5的串联电容组成其它三条桥臂。金属弹性膜片将薄膜真空规管隔离成两个室,分别为接被测真空系统的测量室和接高真23空系统(pb<10Pa)的参
4、考压力室。在这两个室的连通管道上设置一个高真空阀门7。测量时,先将阀门7打开,用高真空抽气系统将规管内膜片两侧的空间抽至参考压力pb。同时调节测量电桥电路,使之平衡,即指示仪表指零。然后,关闭阀门7,测量室接通被测真空系统。当被测压力p1>pb时,由于规管中的压力差p1-pb,膜片发生应变引起电容C0改变,破坏了测量电桥电路的平衡,指示仪表上亦有相应的指示。调节直流补偿电源电压对电容C0充电,使其静电力与压差相等,此时,电桥电路重新达到平衡,指示仪表又重新指零。根据补偿电压的大小,就能得出被测压力p1,故有2p1-pb=
5、KU(12)式中 p1——被测压力46真 空 第3期pb——参考压力U——补偿电压K——规管常数,其值K=C0öd0,C0和d0分别为固定电极与膜片在平衡状态下的静态电容和间距。当p1mpb时,测量结果就是绝对压力,即2p1=KU(13)211电容式薄膜真空计测量范围为10～10Pa,其规管常数K可通过校准得到。近年来,电容式薄膜真空计取得了重大进展,新型的双电容式薄膜真空计的问世,提高了23该类真空计的精度,扩展了测量范围,使其测量下限可达10Pa。单侧双电容薄膜真空计具有灵敏度
6、高、气体的介电常数不变、压力读数完全不受气体成分2523影响、反应速度快等特点。如将其规管参考室内加置消气剂并抽至≤10Pa,就可测量≥10Pa的绝对压力。81放射性电离真空计利用放射性同位素辐射出来的A粒子或B粒子对气体分子的电离作用制成的真空计称为放射性电离真空计,其结构如图21所示。11薄膜真空规管 21直流补偿电源 31低频放大器B1放射源 A1阳极 C1收集极 E1阳极电源 F1离子41相敏检波器 51输出表 61低频振荡器 71阀门流测量放大器 G1输出表图20 零位法薄膜真空计的结构原理图图21 放射性电离
7、真空计结构放射性电离真空计由放射性电离规管和测量仪器两部分组成。放射性电离规管主要由放射性同位素源B、圆筒形阳极A和离子收集极C组成。测量仪器主要由离子流测量放大器F、输出表G和阳极电源E组成。当放射性同位素辐射出来的高能A或B粒子在规管内与气体分子碰撞时,使气体分子电离,在一定压力范围内,电离所产生的离子流与气体压力有如下关系:Ii=Sp(14)式中 Ii——离子流p——被测压力S——规管灵敏度,其值与气体种类及规管结构有关,可以通过校准得到。所以,当规管结构确定之后,由离子流的大小就能得知被测压力p。这种真空计所使用
8、的放射性同位素的强度较弱,对人体为安全剂量。4其压力测量范围为0.1～10Pa。它的读数与气体种类有关。91磁悬浮转子真空计根据磁悬浮转子转速的衰减与其周围气体分子的外摩擦有关的原理制成的真空测量仪表称为磁悬浮转子真空计。第3期 刘玉岱:真空测量 47由
