第六讲：真空测量

第六讲：真空测量刘玉岱（东北大学）二、全压力测量１．Ｕ型管真空计结构最简单的测量压力的仪器，它通常是用玻璃管制成，其工作液体有多种，通常为水银。管的一端与待测压力的真空容器相连，另一端是封死的或开口与大气相通，以Ｕ型管两端的图１开式Ｕ型管真空计液面差...     

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。     

国内电容薄膜式压力变送器发展现状

一、概述电容式薄膜真空计是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 ,其主要由电容式薄膜规 (又称电容式绝压变送器 )和测量仪器两部分组成 ,其原理如图 1所示。以下将主要介绍国内电容式薄膜规 (以下简称薄膜规 )的发展现状。图 1　电容薄膜规原理图二、电容薄膜规的发展薄膜规是八十年代初开始发展的一种全压强真空测量仪器 ,它具有高稳定性、高精度、耐腐蚀等优点 ,近年来随着科学技术的发展特别是产品性能的提高 ,薄膜规已经被广泛地应用。目前薄膜规已经成为航天部门、核工业、军事领域极其重要的仪器仪表。美国…     

JG159—2008《双活塞式压力真空计》检定规程实施要点

一、引言 在众多类型的活塞式压力计中．双活塞式压力真空计是一种能测量以大气压为零点的正压和负压的仪器。在国内．双活塞式压力真空计已有几十年生产历史，但所生产双活塞式压力真空计的准确度等级为0．05级（原二等）。目前，随着国内机械加工能力的提高，有厂商已经能生产0．02级的双活塞式压力真空计,且扩大了量程。     

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。     

BEPCⅡ束流引入的真空测量误差

当BEPCⅡ储存环的束流突然丢失时,真空计和离子泵的压力测量值都先有一个瞬时的减小,之后才逐渐降低到本底压力。这表明束流运行时压力测量值中存在着束流引入的正误差,误差量正是测量值减去实际值之差。丢束之后束流引入的误差立即消失,真空计测量值反映的是实际压力。对于某个真空计,利用突然丢束后压力测量值随时间变化的数据进行非线性拟合,得到一条负指数衰减的抽空曲线,根据它外推可以得到丢束时刻的实际压力。对于若干次突然丢束,用这种方法观察丢束流强不同时该真空计误差量的变化,发现误差量与流强基本呈正比例关系。通过直线拟合求得比例系数,也就得到了在任意流强下根据该真空计压力测量值来计算实际压力的公式。     

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。     

压差式漏率测试仪的实验研究

将薄膜电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．Ｌｓ；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     

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。     

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。     

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。     

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。     

静态膨胀法真空标准容积比测量及不确定度评定

静态膨胀法真空标准是真空计量的基础标准,其校准的精度在很大程度上取决于容积比测量的精度。选用一台高压力气体活塞压力计测量膨胀前气体的压力;利用电容薄膜真空计作为比较器,用一台低压力数字式气体活塞压力计测量膨胀后气体的压力;对静态膨胀法真空标准的容积比进行了测定,并对测量结果进行了不确定度的评定。     

测压范围10~5到10~(-3)帕简易的氮化钽薄膜规

因为氮化钽薄膜具有适合于提高灵敏度的、宽的热传导区、电阻值合适以及电阻温度系数大等优点,通过实验研究,证实了用氮化钽薄膜测量定范围的压力,已经取得较好的结果。这些试验引出一个新的薄膜系统结构,该系统是通过反应性等离子体溅射,在小型的、7059康宁玻璃基片上淀积氮化钽薄膜而成的。用它可以测量105到10-3帕范围的压力变化。本文给出了氮化钽薄膜规性能的详细说明和校准曲线。 一、引言 皮拉尼真空计测量压力的原理,是基于加热体和周围气体间的热交换速率与压力的依赖关系。这种真空规能相当迅速地记录真空系统的压力变化,其优点在…     

热阴极电离规测量和使用中注意的问题

热阴极电离规测量和使用中注意的问题李正海（兰州物理研究所．兰州７３００００）真空测量中．热阴极电离真空计是使用最广泛的一种，不同类型的电离规配合使用能够测量的压力范围，可以从低真空起到目前所能测量的最低压力。尤其在超高真空和极高真空区域中，热阴极电离...     

《真空测量与控制》一书出版发行

合肥工业大学朱武、干蜀毅编著、王先路教授主审的《真空测量与控制》一书于2008年4月由合肥工业大学出版社出版发行。《真空测量与控制》系统介绍了真空测量、真空校准、真空检漏、真空控制的原理和方法。主要内容包括:真空测量技术、液位式真空计、热传导真空计、热阴极电离真空计、冷阴极电离真空计、分压力测量和残余气体分析、真空计校准、真空检漏的基     

《真空测量与控制》一书出版发行

合肥工业大学朱武、干蜀毅编著、王先路教授主审的《真空测量与控制》一书于2008年4月由合肥工业大学出版社出版发行。《真空测量与控制》系统介绍了真空测量、真空校准、真空检漏、真空控制的原理和方法。主要内容包括:真空测量技术、液位式真空计、热传导真空计、热阴极电离真空计、冷阴极电离真空计、分压力测量和残余气体分析、真空计校准、真空检漏的基     

《真空测量与控制》一书出版发行

合肥工业大学朱武、干蜀毅编著、王先路教授主审的《真空测量与控制》一书于2008年4月由合肥工业大学出版社出版发行。《真空测量与控制》系统介绍了真空测量、真空校准、真空检漏、真空控制的原理和方法。主要内容包括:真空测量技术、液位式真空计、热传导真空计、热阴极电离真空计、冷阴极电离真空计、分压力测量和残余气体分析、真空计校准、     

《真空测量与控制》一书出版发行

正合肥工业大学朱武、干毅编著、王先路教授主审的《真空测量与控制》书于2008年4月由合肥工业大学出版社出版发行。《真空测量与控制》系统介绍了真空测量、真空校准、真空检漏、真空控制的原理和方法。主要内容包括:真空测量技术、液位式真空计、热传导真空计、热阴极电离真空计、冷阴极电离真空计、分压力