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正航儀器技術整理真空計的分類

發布時間:2015-08-12 10:55????? 瀏覽次數:
正航儀器技術整理真空計的分類
一、按真空度刻度方法分類 
(1)絕對真空計:直接讀取氣體壓力,其壓力響應(刻度)可通過自身幾何尺寸計算出來或由測力確定。絕對真空計對所有氣體都是準確的且與氣體種類無關,屬于絕對真空計的有U型鎊壓力計、壓縮式真空計和熱輻射真空計等。
(2)相對真空計:由一些氣體壓力有函數關系的量來確定壓力,不能通過簡單的計算進刻度,必須進行校準才能刻度。相對真空計一般由作為傳感器的真空計規管 (或規頭)和用于控制、指示的測量器組成。讀數與氣體種類有關。相對真空計的種類很多,如熱傳導真空計和電離真空計等。
二、按真空計測量原理分類
直接測量真空計  這種真空計直接測量單位面積上的力,有:
(1)靜態液位真空計:利用U型管兩端液面差來測量壓力。
(2)彈性元件真空計:利用與真空相連的容器表面受到壓力的作用而產生彈性變形來測量壓力值的大小。
間接測量真空計  壓力為10-1Pa時,作用在1cm2表面上力只有10-5N,顯然測量這樣小的力是困難的。但可根據低壓下與氣體壓力有關的物理量的變化來間接測量壓力的變化。屬于這類的真空計有:
(1)壓縮式真空計:其原理是在U型管的基礎上再應用波義耳定律,即將一定量待測壓力的氣體,經過等溫壓縮使之壓力增加,以便用U型管真空計測量,然后用體積和壓力的關系計算被測壓力。
(2)熱傳導真空計:利用低壓下氣體熱傳導與壓力有關這一原理制成。常用的有電阻真空計和熱偶真空計。
(3)熱輻射真空計:利用低壓下氣體熱輻射與壓力有關原理。
(4)電離真空計:利用低壓下氣體分子被荷能粒子碰撞電離,產生的離子流隨電力變化的原理。如:熱陰極電離真空計、冷陰極電離真空計和放射性電離真空計等。
(5)放電管指示器:利用氣體放電情況和放電顏色與壓力有關的性質判定真空度,一般僅能作為定性測量。
(6)粘滯真空計:利用低壓下氣體與容器壁的動量交換即外摩擦原理。如振膜式真空計和磁懸浮轉子真空計。
(7)場致顯微儀:以吸附和解吸時間與壓力關系計算壓力。
(8)分壓力真空計:利用質譜技術進行混合氣體分壓力測量。常用的有四極質譜計、回旋質譜計和射頻質譜計等。
4.真空計測量范圍
壓力測量中,除極少數直接測量外,絕大多數是間接測量。就是先在被測氣體中引起一定的物理現象,然后再測量這一過程中與壓力有關的物理量,進而設法確定壓力值。這是真空測量的特點,亦會造成某些問題。
任何具體物理現象與壓力的關系,都是在某一壓力范圍內才最顯著,超出這個范圍,關系變得弱了。因此,任何方法都有其一定的測量范圍,這個范圍就是真空計的 “量程”。盡可能擴展每一種方法的量程,是真空科學研究的重要內容之一。近代真空技術所涉及到的壓力范圍寬達19個數級(105~10-14pa),沒有任何一種真空計能測量如此寬的壓力范圍,因此總是用幾種真空計分別管轄一定的區域。但由于各種真空計在原理上的差異.在相互銜接的區域,往往要造成較大的誤差。
在被測空間引起一定物理現象,還會出現這樣的問題,即從測量的角度出發,本需要一種單純的物理現象,但有時卻不可避免地帶來一系列寄生現象,這些寄生現象不但給測量量帶來誤差,有時還會“喧賓奪主”,完全把主要現象掩蓋住了。
由上觀之,為改善真空計性能及提高真空測量準確度,必須突出主要現象,抑制寄生現象。表1給出一些真空計的壓力測量范圍。
表1給出一些真空計的壓力測量范圍 

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