電容式薄膜真空計的進展

2016-03-08 真空技術(shù)網(wǎng) 真空技術(shù)網(wǎng)整理

  近年來,電容式薄膜真空計取得了重大進展,新型的雙電容式薄膜真空計的問世,提高了該類真空計的精度,擴展了測量范圍,使其測量下限可達10-3Pa,F(xiàn)以兩種雙電容式薄膜真空計的結(jié)構(gòu)為例介紹電容式薄膜真空計的進展。

  第一種是差動式雙電容薄膜真空計

  下圖所示的新型雙電容式薄膜真空規(guī)是一種差動式結(jié)構(gòu)。在彈性膜片3的兩側(cè)對稱裝有固定電極1和2,分別形成靜態(tài)電容C01和C02。彈性膜片3將規(guī)管分隔成測量室和壓力參考室兩部分,分別接被測真空系統(tǒng)和參考真空系統(tǒng)。電容C01和C02作為電橋電路的兩條橋臂。當(dāng)規(guī)管內(nèi)壓差為零時,電橋處于平衡狀態(tài)。當(dāng)壓差p1-pb >0時,電橋?qū)⒁螂娙軨01和C02值反向改變而失去平衡,并輸出相應(yīng)的電信號。

  差動式雙電容薄膜真空計的優(yōu)點是:被測壓力變化使電容C01和C02都發(fā)生變化,且方向相反,提高了電橋失衡程度,因此提高了測量靈敏度;另外,由于彈性膜片兩側(cè)的固定電橋?qū)ΨQ設(shè)置,因而抵消了環(huán)境溫度等因素引起的電容C01和C02的變化效應(yīng),從而減小了測量誤差,提高了測量精度。

差動式雙電容薄膜規(guī)結(jié)構(gòu)示意圖

圖 差動式雙電容薄膜規(guī)結(jié)構(gòu)示意圖

  差動式雙電容薄膜真空計為全壓計,具有測量結(jié)果與氣體成分無關(guān)、測量精度高(一般為0.1% ~2%)、反應(yīng)速度快(2~100ms)、溫度影響小和測量范圍寬的特點。其測量下限可達10-3~10-2Pa。

  第二種是單側(cè)雙電容薄膜真空計

  下圖所示為單側(cè)雙電容薄膜真空規(guī)的結(jié)構(gòu)示意圖。它和差動式雙電容結(jié)構(gòu)的區(qū)別是將測量室中的固定電極2移入?yún)⒖际抑,處于固定電極1旁邊的偏軸位置。真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.healwit.com.cn/)認(rèn)為在測量時,由中心電極1反映彈性膜片3的最大位移,由偏軸電極2反映彈性膜片3的較小位移,兩個電極一起輸出彈性膜片曲率變化信號 ———“曲率指示”,其輸出的差值作為被測壓差的指示。

差動式雙電容薄膜規(guī)結(jié)構(gòu)示意圖

圖 單側(cè)雙電容薄膜規(guī)結(jié)構(gòu)示意圖

  單側(cè)雙電容薄膜真空計具有靈敏度高、氣體的介電常數(shù)不變、壓力讀數(shù)完全不受氣體成分影響、反應(yīng)速度快等特點。如將其規(guī)管參考室內(nèi)加置消氣劑并抽至10-5Pa,就可測量10-3Pa及以上的絕對壓力。