[技术交流1] 常用真空计的测量范围及其性能
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常用真空计的测量范围及其性能 添加时间 2014-7-22 15:54:44 点击次数 3169 次 返 回 |
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王 逊 (北京大学电子学系，北京100871)
 2 电离真空计 电离真空计的离子流与压强关系为线性关系，规管测量上限由规管非线性不超过20％所对应的压强确定，测量下限由规管本底压强示值的10倍确定[2]。 电离计总的测量范围为10-8～102Pa，一般说来，每一种结构的规管只能覆盖一部分。 BA计收集极做成针状，它的X光本底电流小，因而下限可达10-8Pa，是一种超高真空计。它的上限为10-1Pa，灯丝是钨丝。 DL-2型真空规管在上世纪50年代在我国生产，它是高真空规管，测量范围是lO-5～10-1Pa，钨灯丝。钨灯丝在高压强易氧化而烧断，规管在10-1Pa工作寿命约1个星期。因而上限不能超过10-1Pa。70年代研制了DL-5型中真空规管[3]。它的测量范围是10-4～10Pa。该规管在国内首先用敷氧化钇铱丝作灯丝，可以在高压强工作。高压强规管的几何尺寸要小，以减小电子在行程中与气体分子碰撞。后来有人做出_DL-8型规管，它的几何尺寸比DL-5更小，上限可达100 Pa。热阴极电离计在压强大于10 Pa时使用不太合适。在高压强时发射电流应减小。 上世纪80年代，用敷氧化钇铱丝代替BA计中的钨丝做出DL-7型BA计规管[4]。它的测量范围是5×lO-8～10-1 Pa，与钨丝的BA计相比，它更适合在较高压强下工作。 同在80年代，有人将敷氧化钇铱丝代替DL-2型规管中的钨丝，做成DL-9型规管[5]，使上限压强扩展一个数量级，测量范围为10-5～1Pa。在研究吸气剂性能时，应在小发射电流下工作，以减小电离计的吸气效应。在有害气氛下工作用小发射电流可以延长灯丝寿命。 电离计的误差为[1]：10-8～10-1 Pa，△=±70％；10-5～10-1 Pa，△=土50％；10-3～10 Pa，△=±50％。 单片机问世后不久，就开始用单片机控制电离真空计[6]。单片机操作代替了原电路中的调零点、调满偏、调发射、换量程等手工操作，并有诸多功能板，例如RS232串口，模拟量输出等可与计算机联机，真空计还可以用单片机设置输出信号。 3 热电偶真空计 上世纪50年代，已有DL-3(ZJ51)型热偶规管生产，它的加热丝是铂金丝，热偶丝是康铜镍铬丝。上世纪80年代研制出了ZJ53B、ZJ54B等热偶真空规管[7]，它们的加热丝与热偶丝都是康铜镍铬丝，直径比DL-3型规管的丝还细，因此工作压强比DL-3型规管高DL-3型测量范围是10-1～60 Pa，ZJ53B、ZJ54B测量范围是10-1～400 Pa。热偶真空计误差为[8]压强小于5×102Pa时：士20％；压强不小于5×102Pa时：±50％。以上两种热电偶规管，定流工作模式最大热电偶电动势为10 mV，相当于179oC。 定温式热电偶计可扩展上限，例如ZDO-150型定温式热电偶真空计测量范围是1～105 Pa[9]。 4 电阻真空计 电阻真空计工作模式分定压式和定温式。定压式测量范围为1～102Pa，定温式测量范围可扩展到1～105Pa。 ZJ52T在压强大于1 kPa时，误差就会很大。TR211规管在压强大于10 kPa时，误差会很大。电阻真空计工作温度高，上限压强高，但在高温工作时会影响规管的寿命，一般为110oC较合适，比热电偶真空计工作温度稍低。 5 压敏电阻真空计 上世纪70年代凯勒公司压敏电阻传感器进入市场。80年代我国研制出用压敏电阻做成的HLP-03型低真空计[10]。测量范围是10 Pa～110 kPa。传感器在10～100 Pa之间温度漂移较严重，会给真空计带来很大的误差。压敏电阻真空计精度高，线性好，性能稳定，是结构简单、价格便宜的一种真空计。在要求测量大于100 Pa的场合下，选择压敏电阻真空计较合适，它的误差约为±25％。 参考文献： [1]JJG2022-89中华人民共和国国家计量睑定系统真空计量器具[S].1989． [2]JB／T7462-94中华人民共和国机械行业标准，热阴极电离直空规管技术条件[S].1994． [3]孔庆升.热阴极中真空电离计的研究[J]．真空技术，1975．4(3):59． [4]王逊，何焕玮，张宛予，孔瑞芬．DL-7(ZJ-12)型电离规管的研制[J]．真空，1983(2)：24-29． [5]何焕玮，冯德章，程传箴．DL-9型热阴极电离真空规管[J]．真空，1985(3)：15-19． [6]王逊，富文范．热阴极电离真空计的单片机控制电路[J]．真空，1988(6)：46-48． [7]冶金部钢铁研究总院，北京大学无线电工厂．稳定型热偶真空规管技术鉴定证书[R]．1983． [8]JB／T6873～93中华人民共和国机械行业标准．热偶真空技术条件[S]． [9]钢铁研究总院．ZDO-150型定温式热偶真空计技术鉴定证书[R]．1986． [10]北京兴华真空仪表厂真空仪表样本[Z]． |
