温度对电容薄膜真空计测量影响的实验研究

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10^-2～10^-1Pa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1～10^2Pa量级上电容薄膜真空计测量准确度也非常好。     

定容法正压漏孔校准装置

研制出定容法正压漏孔校准装置。采用满量程分别为133 Pa(差压式)、1.33×105Pa(绝压式)的两台高精度电容薄膜真空计测量压力变化,通过全金属密封结构减小定容室漏放气对测量结果的影响;采用高精度半导体双级恒温系统获得了296±0.02 K的恒温效果,减小温度对漏孔漏率的影响;通过三个不同的标准体积作为定容室,拓宽装置的校准范围。研究结果证实,研制的校准装置仅采用定容法实现了3×10-1~4×10-8Pa·m3/s的校准范围,合成标准不确定度为1.2%~3.2%。     

复合型便携式真空计校准装置

在原有基础上研制出复合型便携式真空计校准装置。将静态比较法、静态膨胀法及动态流量法复合在一台装置上,仅采用一台满量程为1.33×105Pa的电容薄膜真空计作为参考标准,实现较宽的真空度校准范围。实验结果表明,装置的校准范围为105Pa～10-5Pa,合成标准不确定度为1.3%～2.5%。装置的外形尺寸为450 mm×400 mm×750 mm,总重量小于35 kg,在原有校准装置的基础上减小了重量和成本,更适用于许多应用领域中真空计的现场校准。     

MEMS电容薄膜真空计及其性能研究

基于微机电系统(MEMS)技术研制了一种新型电容薄膜真空计,结合测量电路,对真空计的整体性能进行了研究。结果表明,MEMS电容薄膜真空计具有良好的稳定性,测量范围为0.2～1 050 Pa,分辨率为0.1 Pa,准确度达到0.1%FS。封装后的MEMS电容薄膜真空计质量为5.0 g,体积为4.1 cm³,整机功耗为2 W左右,具有质量轻、体积小、功耗低、成本低的特点,在空间应用以及工业生产应用中比传统的机械式电容薄膜真空计更具优势。     

一种“绝对型”电容薄膜真空计的研制

介绍用磁控溅射制作的从大气往真空约覆盖5个量程的“绝对型”电容薄膜真空规，以及与该真空规配套的真空计的电路。该真空计测量范围为1．3～105Pd，真空规与电容信号检测电路置于同一金属壳内，以避免外界干扰。规的恒温胜温度波动小于±0．1℃，有效地降低了温度的影响。电路的非线性小于0．4％，高真空下北输出漂移小于0．1％，在13～105Pa各量程内，最大校准误差小于读数的4％。     

薄膜电容真空计电源的研究

介绍了利用交流电桥和相敏检波（PSD）原理设计的薄膜电容真空计电源的电路实施方案、主机电路结构和实测性能，对其中关键的小电容测量方法进行了深入的研究，在8h内测量，电容差值的漂移可小至10－3pF。主机结构采用微机控制和真空计模块化设计，可构成复合真空计或用于组装其他真空计。初步测试结果表明，这种真空计用单规管可以实现从大气至1Pa，覆盖五个数量级的真空度测量。     

静态膨胀法校准压力的温度修正

用传统方法计算静态膨胀法校准压力时,通常假设气体膨胀过程是等温的,但这与实际并不相符.考虑到气体温度变化,给出了对校准压力进行温度修正的方法.用一只满量程为133.3 Pa的绝压式电容薄膜规(ACDG)进行了校准实验,当校准室的最大温度变化为0.05℃时,温度修正前后校准曲线的最大偏移量为0.16%.     

电容薄膜真空计测量误差修正方法研究

电容薄膜真空计是利用变极距平行平板电容器间接测量压力的仪器,未经过修正的真空计存在较大的测量误差。对电容薄膜真空计进行了校准试验,研究了测量误差与校准曲线的关系。提出了一种修正电容薄膜真空计测量误差的方法,并与仪器标定通用的修正因子法进行了对比分析。结果表明,该方法对误差曲线的修正作用优于单一修正因子法,能在全量程范围内起修正作用。研究结果为提高电容薄膜真空计的测量精度奠定了技术基础。     

火星探测小型电容薄膜真空计的性能研究

目前在用电容薄膜真空计存在体积大、重量重等问题,无法满足深空探测中真空测量需求,因此设计了一种具有外形尺寸小、重量轻、工作温度范围宽等特点的小型电容薄膜真空计。在已经建立的金属膨胀式真空标准装置上对小型电容薄膜真空计的线性、稳定性、重复性等各项性能进行了反复的实验研究。实验结果表明,小型电容薄膜真空计具有良好的线性,重复性和稳定性的计算结果均能满足火星探测要求。     

电容薄膜规零点和校准系数的稳定性

电容薄膜规能够测量的最低压力是根据规的零点不稳定度来确定的.通过对14个不同温控规的稳定性进行系统研究之后.发现大多数规的不稳定与室温变化有关.有时不同规的变化相差达三个数量级.所以强调用户在使用时估计规的稳定性是必要的.在另一种情况下.零点一周之内漂移很小.但温度变化很快时零点漂移的值偶然变大并常常出现不连续变化.观察最稳定的规是在几天之内变化小于满量程的百万分之一.面在一小时之内变化.01%.在比较高的压力下、规的读数精度是由规校准系数的长期稳定性来确定.在一年内单独校准了多次并记录了17个校准规,漂移范围在2%以内基本上没有变化.平均值是0.45%。除此之外、没有出现随时间的静态漂移.但校准之间热偶也有不规则漂移.     

激光干涉U形压力计

这是在意大利所进行的一项预研性工作。利用了激光和超声波干涉技术,研究了影响微气体压力测量精度的各种因素。介绍了油介质 U 形压力计主体系统的结构和测试方法、测液面光学干涉系统的设计、干涉条纹的自动测试、U 形计对电容薄膜规的校准以及改进 U 形压力计的方法。结果表明:用 U 形压力计校准满量程为133Pa 的电容薄膜规是完全可能的。在现有系统上校准的最佳区问为10~(-1)～10~(-3)Pa。这里所介绍的 U 形压力计还只是样机。欲要作为实用的基础真空标准还有待继续完善。     

MEMS型电容薄膜真空计研究进展

目前常用的电容薄膜真空计体积大、重量重,不能满足深空探测、临近空间探索、战略武器、战地医疗等特殊领域的真空测量需求。基于MEMS技术的电容薄膜真空计,能够使传感器、信号处理和控制电路等结构微型化,突破了传统电容薄膜真空计外形及质量限制,具有体积小、重量轻、功耗低、便于集成化等优点,成为真空测量仪器研究的热点,能更好地满足特殊条件下的真空测量需求。文章对MEMS型电容薄膜真空计的发展现状、技术特点等进行了探讨研究,并对其发展前景提出展望。     

压差式漏率测试仪的实验研究

将薄膜电容真空计的测量室接于被测密闭容器，静态真空室接于一个比较容器，即组成一台压差式漏率测试仪。首先使两容器压力平衡，真空计读数为零。当被测容器存在漏孔时，真空计薄膜两侧形成压差，真空计指示读数，继而计算出该容器的漏率。应用商品真空计在抽真空测试时，检测的最小可测漏率达10－4～10-5Pa·L／s；而在充压测试时，因受气体温度变化的影响，灵敏度会降低几个量级。该仪器有可能具备寻找漏孔位置和确定漏孔漏率的功能。     

MEMS型电容薄膜真空计的关键技术研究进展

近二十年以来,仪器的小型化发展以及微机电系统(MEMS)技术工艺的发展带动了电容薄膜真空计的发展。其中,MEMS型电容薄膜真空计能将电路和敏感元件集成在同一芯片上,具有体积小、能耗低的优点,能广泛的运用在工业测量、深空探测等领域,是真空计量仪器研究热点之一。然而,体积小伴随着的测量范围窄、输出线性度不高、长久密封困难和残余气体影响问题都制约着真空计的商品化发展。针对上述的技术瓶颈,研究者提出了不同的技术方案来克服。文中总结相关的研究报道后对问题的缘由以及相应解决措施进行了分类整理与分析,对文献报道的MEMS型电容薄膜真空计进行了对比分析。最后,对MEMS型电容薄膜真空计的发展前景提出了展望。     

一种压阻式压力传感器温度特性研究

压阻式压力传感器的输出会明显受到温度变化的影响。本文研究了在温升和温降过程中,不同温度条件下传感器的零点漂移、输出误差,以及满量程范围的输出信号的变化,进一步提出了利用多项式-最小二乘法拟合试验数据进行温度补偿函数的探索,对这类传感器在宽温区条件下的温度补偿设计提供了一定的数据支撑和参考。     

MEMS型电容薄膜真空计的关键技术研究进展北大核心CSCD

近二十年以来,仪器的小型化发展以及微机电系统(MEMS)技术工艺的发展带动了电容薄膜真空计的发展。其中,MEMS型电容薄膜真空计能将电路和敏感元件集成在同一芯片上,具有体积小、能耗低的优点,能广泛的运用在工业测量、深空探测等领域,是真空计量仪器研究热点之一。然而,体积小伴随着的测量范围窄、输出线性度不高、长久密封困难和残余气体影响问题都制约着真空计的商品化发展。针对上述的技术瓶颈,研究者提出了不同的技术方案来克服。文中总结相关的研究报道后对问题的缘由以及相应解决措施进行了分类整理与分析,对文献报道的MEMS型电容薄膜真空计进行了对比分析。最后,对MEMS型电容薄膜真空计的发展前景提出了展望。     

MEMS电容薄膜真空计微电容测量研究进展

MEMS电容薄膜真空计的小型化和整体性能与微电容测量电路密切相关。由于不同领域的应用需求,MEMS电容薄膜真空规管具有不同的敏感电容结构,而相应的微电容测量法也不同。单侧电极微电容测量法电路结构简单,易于实现;双侧电极微电容测量法电路结构较复杂,但该电路可以减小寄生电容及温度的影响而获得高分辨率;静电力平衡式结构下微电容测量法用闭环电路,在高精度测量的同时还能拓宽真空计的动态范围。介绍了测量原理、电路结构及性能,可以看出,具有精度高、功耗低、易集成的特点,能够应用于多种不同类型的MEMS电容式传感器的微小电容测量电路,对今后MEMS应用从航空航天等高精尖领域向人工智能物联网领域的拓展具有重要意义。     

加强汽车衡管理 给企业带来效益

电子汽车衡虽是静态称量，却是在动态中使用。在检定周期为期一年的动态使用中，许多外来因素都能造成电子汽车衡的计量误差。从我厂多年的电子汽车衡管理来看，主要有以下原因：1郾零点的漂移。电子汽车衡在使用过程中受到大小不同且多次往复冲击载荷的影响，传感器的受力情况非常复杂，最终导致传感器的触点发生改变，使检定时的原始状态产生了变化，造成零点漂移。2郾基础变形。我厂处在北方，冬夏温差可达78℃，冬季最冷为-39℃，夏季最热为+39℃，太阳直射温度可达+50℃。在温差的作用下，设备的膨胀系数不同，造成基础变形，使基础水…     

电容薄膜真空计的温度特性研究北大核心CSCD

电容薄膜真空计(Capacitance Diaphragm Gauge,CDG)是一种常用的粗低真空测量传感器,具有较高的测量精度和稳定性。温度是影响真空计量准确性的重要因素之一,环境温度的变化会导致CDG的测量结果发生较大的偏移。为探究温度对CDG测量结果的影响情况,开展了温度环境实验,考察了保温型与非保温型CDG在-30℃~50℃环境中测量结果的变化情况。实验结果表明,保温型CDG在额定温度0℃~45℃环境中测量结果较为稳定,温度高于或低于该区间范围时,测量结果会发生一定程度的偏移;温度对非保温型CDG造成的影响较大,利用温度-压力误差曲面可以修正CDG误差,提高真空计测量精度。     

一种谐振式MEMS压力传感器单芯片级真空封装和低应力组装方法

为提高谐振式MEMS压力传感器的品质因数,且同时降低温度漂移,设计了一种传感器的单芯片级真空封装和低应力组装方法,选用非光敏苯并环丁烯（BCB）材料在真空加热、加压条件下实现PYREX7740玻璃空腔与传感器芯片的黏合键合,在可伐合金管座上加工出与传感器尺寸相匹配的方形空腔,实现传感器芯片的低应力组装．实验结果表明：传感器具有较高的品质因数（9455）,检测范围为500—1100hPa,灵敏度为9．6Hz／,hPa,满量程最大非线性度为0．08％,-40℃-50℃内温度系数为0．9Hz／℃,温度总漂移为传感器满量程变化的1．3％,传感器在开机加电稳定后长时漂移为0．086％F．S．