温度对电容薄膜真空计测量影响的实验研究.pdf

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1、真空与低温第19卷第3期172Vacuum&Cryogenics2013年9月温度对电容薄膜真空计测量影响的实验研究马奔，冯焱，孙雯君，董猛，刘珈彤，管保国(兰州空间技术物理研究所，甘肃兰州730000)摘要：采用了一支满量程为1333Pa的绝压式电容薄膜真空计，在金属膨胀式真空标准装置上对其进行温度变化的影响实验研究，包括在开和未开控制单元的规管恒温和温度补偿功能两种情况下环境温度变化的实验，并在实验过程中记录了电容薄膜真空计的零点漂移情况。其中，在打开控制单元的规管恒温和温度补偿功能的条件下，电容薄膜真空

2、计测量准确度非常好。而在未打开控制单元的规管恒温和温度补偿功能的条件下，在l0～～10Pa两个量级上电容薄膜真空计的示值与标准值有较大偏差，最大偏差为36％；而在1～10Pa量级上电容薄膜真空计测量准确度也非常好。关键词：电容薄膜真空计；测量准确度；零点稳定性；温度中图分类号：TB77文献标志码：A文章编号：1006—7086(2013)03—0172—04DoI：10．3969／j．issn．1006—7086．2013．03．011THETEMPERATUREINFLUENCEoFCAPACITANCED

3、IAPHRAGMGAUGEMEASURINGACCURACYMABen，FENGYan，SUNWen-jun，DONGMeng，LIUJia-tong，GUANBao-guo(LanzhouInstituteofPhysics，Lanzhou730000，China)Abstract：Theexperimentwasperformedonthestaticexpansionvacuumstandardbyusinga1333Pafull—scaleACDGonthistwocircumstances：firs

4、t，turnonthegaugeheatandtemperaturecompensationfunctionofcontrolmodule．Second，turnof．Andalsozerodriftwasrecordedduringtheexperiment．Finally，onthefirstcircumstance，wefoundedthatthemeasur—ingaccuracyisquitewel1．Andonthesecondcircumstance，themeasuringaccuracyis

5、alsoquitewellat10～一10～Pa，andithasdeviationatl～l0Paandmaximumis36％．Keywords：Capacitancediaphragmgauge(CDG)；Measuringaccuracy；Zerostability；Temperature1引言电容薄膜真空计(CDG)是一种测量准确度较高，线性度较好的真空全压力测量仪器，并且测量结果与所测量气体的成分种类无关，并被广泛用作参考标准⋯。它通过测量薄膜与固定电极构成的电容器两端压差导致电容量变化来测量真空

6、度。CDG具有测量精度和分辨率高等特点，单个规管的测量范围可覆盖5个量级的真空度区间。短时稳定性优于0．1％，长期稳定性(一年)优于0．4％。因此，开展温度对电容薄膜真空计影响研究，保证测量过程中温度的影响最小。达到精密的电容薄膜真空计在使用中保证它精度的目的。2实验装置2．1实验装置基本原理金属膨胀式真空标准装置采用静态膨胀法获得标准压力，静态膨胀法是将容积和压力Pi已知的小容器中较高压力的气体等温膨胀到容积已知、预先抽空的封闭大容器(气室)中，根据玻义尔定律，可计收稿日期：2013-06-05．作者简介：

7、马奔(1984一)，男，甘肃白银人，助理工程师，主要从事真空计量学方面的研究。马奔等：温度对电容薄膜真空计测量影响的实验研究173算出气室的标准压力Pt51。P=Pi／(+)(1)然后将标准压力Pi与接在气室的电容薄膜真空计的示值进行比较。2．2实验装置简介实验在金属膨胀式真空标准装置上进行，装置通过直接比较法和静态膨胀法，可以产生1O～～10Pa的压强，装置不确定度为0．01％一1．0％，可满足电容薄膜真空计的环境温度变化实验。实验装置如图1所示，主要由前级压力测量系统、气体压力衰减系统和抽气系统组成。2．

8、2．1前级压力测量系统起始压力由石英规控制和测量，石英规由供气源提供实验气体，机械泵RP1在控制模式时进行抽气，参考口接在分子泵的抽气端，测量口与气体压力衰减系统相接。2．2．2气体压力衰减系统气体压力衰减系统主要由不同容积的压力衰减气室和相应的隔断阀组成，实现标定实验中获得所需量级的压力，和称为大容积室，名义容积均为100L；V1和称为一级膨胀小容积，又称一级膨胀取样室，名义容积分别为1L和0．1