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| 電容式薄膜真空計是如何工作的？ |
| 發(fā)布時(shí)間：2024-10-05 瀏覽：60 次 |
根據彈性薄膜在壓差作用下產(chǎn)生應變而引起電容變化的原理制成的真空計稱(chēng)為電容式薄膜真空計，它由電容式薄膜規管(又稱(chēng)為電容式壓力傳感器)和測量?jì)x器兩部分組成。 根據測量電容的不同方法，儀器結構有偏位法和零位法兩種。零位法是一種補償法，具有較高的測量精度。目前在計量部門(mén)作為低真空副標準真空計的就是采用零位法結構。 
圖20 零位法薄膜真空計的結構原理圖 圖20示出了零位法電容式薄膜真空計的結構原理圖。它由電容式薄膜規管、測量電橋電路、直流補償電源、低頻振蕩器、低頻放大器、相敏檢波器和指示儀表等組成。 電容式薄膜規管的中間裝著(zhù)一張金屬彈性膜片，在膜片的一側裝有一個(gè)固定電極，當膜片兩側的壓差為零時(shí)，固定電極與膜片形成一個(gè)靜態(tài)電容C0，它與電容C1串聯(lián)后作為測量電橋的一條橋臂，電容C2、C3和C4與C5的串聯(lián)電容組成其它三條橋臂。 金屬彈性膜片將薄膜真空規管隔離成兩個(gè)室，分別為接被測真空系統的測量室和接高真空系統(pb<10-3Pa)的參考壓力室。在這兩個(gè)室的連通管道上設置一個(gè)高真空閥門(mén)7。測量時(shí)，先將閥門(mén)7打開(kāi)，用高真空抽氣系統將規管內膜片兩側的空間抽至參考壓力pb。同時(shí)調節測量電橋電路，使之平衡，即指示儀表指零。 然后，關(guān)閉閥門(mén)7，測量室接通被測真空系統。當被測壓力Pl>Pb時(shí)，由于規管中的壓力差p1-pb，膜片發(fā)生應變引起電容C0改變，破壞了測量電橋電路的平衡，指示儀表上亦有相應的指示。調節直流補償電源電壓對電容C0充電，使其靜電力與壓差相等，此時(shí)，電橋電路重新達到平衡，指示儀表又重新指零。根據補償電壓的大小，就能得出被測壓力p1，故有 p1-pb=KU2 (12) 式中p1——被測壓力 pb——參考壓力 U——補償電壓 K——規管常數，其值K=Co/d0,Co和d0分別為固定電極與膜片在平衡狀態(tài)下的靜態(tài)電容和間距。 當p1》p0時(shí)，測量結果就是絕對壓力，即 p1=KU2 (13) 電容式薄膜真空計測量范圍為10-1～101Pa，其規管常數K可通過(guò)校準得到。 近年來(lái)，電容式薄膜真空計取得了重大進(jìn)展，新型的雙電容式薄膜真空計的問(wèn)世，提高了該類(lèi)真空計的精度，擴展了測量范圍，使其測量下限可達lO-3Pa。 單側雙電容薄膜真空計具有靈敏度高、氣體的介電常數不變、壓力讀數完全不受氣體成分影響、反應速度快等特點(diǎn)。如將其規管參考室內加置消氣劑并抽至≤lO-5Pa，就可測量≥lO-3pa的絕對壓力。 本文由愛(ài)加真空收集整理自真空技術(shù)網(wǎng)，僅供學(xué)習和分享。 |
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