川崎前锋近期战绩:DL-6A型電阻真空計的誤差

真空規管 王遜 北京大學電子學系

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  本文介紹DL- 6A電阻真空計的誤差。DL- 6A 型電阻真空計測量范圍是10-1~105 Pa,在10~5×103 Pa,誤差為10%,在小于10 Pa 和大于5×103 Pa 誤差為35%。

  電阻真空計以它的量程寬著稱,它的量程是10- 1~105 Pa ,因而減小它的誤差引起很多人的注意。陸國柱等人曾對電阻真空計的誤差進行了理論分析[1]。隨著電子技術的發展, 真空計的誤差也隨著減小,例如:ULVAC 公司SPX 型號在1~104 Pa, 精度為±15% , 在0 .1~105 Pa 精度為±30% [2]。LEYBOLD VAKUUM 公司THERMOVAC Transmitter TTR90- S 在1×10-3~100 mbar,精度是10%[3]。我們研制的DL- 6A 型電阻真空計測量范圍是10-1~105 Pa,10~5×103 Pa,誤差為10%,在小于10 Pa 和大于5×103 Pa 誤差為35%。

1、儀器描述

  DL-6A型電阻真空計采用ZJ- 52 型規管,定溫工作模式。AD 變換精度為0.01%,輸出信號V與壓強P 的關系如圖1 特性曲線所示。將特性曲線存進單片機,讀取V,輸出P,由數碼管顯示壓強值。由特性曲線可見,當壓強小于1 Pa 與大于104 Pa 時,壓強變化很大,對應的信號V 變化很小,因而誤差較大。DL- 6A 的原理如圖2 所示。

DL- 6A 型特性曲線

圖1 DL- 6A 型特性曲線

DL-6A原理圖

圖2 DL- 6A 原理圖

  規管電阻絲與其它三個電阻組成橋。電橋工作在平衡狀態即a,b 兩端電位差為0。當氣體壓強變化時,規管電阻絲溫度變化引起電阻值變化,電橋供電壓Vcd 相應變化,維持電橋平衡,保證電阻絲溫度不變,即定溫工作模式。電橋供電壓Vcd 與氣體壓強有關,信號電壓V 由ac 兩端電壓分壓后取得,送到AD 變換,再送到單片機。單片機將此電壓V 變成壓強P,由數碼管顯示。儀器還設置零點和大氣兩個調節。在壓強小于10-3 Pa與大氣時分別按下零點與大氣的按鍵開關,單片機執行兩個中斷程序,將零點與大氣的修正值存入單片機的eeprom 中。

2、DL-6A型電阻真空計的誤差

  將DL-6A型電阻真空計送中國計量科學院檢定,結果如表1 所示。

表1 DL-6A型電阻真空計的測試結果

DL-6A型電阻真空計的測試結果

  檢測時的環境溫度為26℃,氣體為氮氣,規管垂直地平線放置,管口朝下。將上述數值畫成曲線,如圖3 所示。

DL-6A校準圖

圖3 DL-6A校準圖

3、討論

  (1) 電阻真空計測量范圍寬,將電子技術的新成就應用到電阻真空計中,可使其誤差減小。DL-6A型電阻真空計測量范圍是10-1~105 Pa,10~5×103 Pa , 誤差為10%, 因而會有廣泛的應用。

  (2) 真空計讀數在高壓強時與規管放置取向有關,垂直放置在大氣時壓強讀數較小,水平放置在大氣時,壓強讀數較大。規管特性曲線是在垂直放置,管口朝下的條件下獲得的,如果用戶需要在水平放置時工作,可專門為用戶安裝水平放置的特性曲線,這樣保證本文所述的誤差。

  (3) 測量讀數與環境溫度有關,在環境溫度變化時,應對真空計進行調節,即在壓強小于10-3 Pa與大氣時分別按下零點與大氣的按鍵開關。

參考文獻

  [1] 陸國柱,鄒望鉅,等.量程為760~10- 3 托的對流式電阻真空計[J].真空,1985,(6):49.
  [2] ULVAC,電阻真空計SPX 使用說明書[M].2010.
  [3] LEYBOLD,Vakuum THERMOVAC Tramsmitler TTR90- s Operationg Manual.