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文档简介

材料加工与控制 机械工程学院司文慧 1 4真空度的测量 真空度测量指低于大气压的条件下 对气体全压得测量 采用真空规测量 仪器包括规管和控制线路两部分 1 U形压力计 采用水银或低蒸汽压油 一 液体真空规 U形压力计是一种绝对真空规 工作液体为油的压力计 油密度为水银密度的1 15 故灵敏度比水银U形压力计高15倍 2 压缩式压力计 采用水银液体 一 液体真空规 压缩式真空规在1 10 3 pa压力范围内是很好的真空测量标准 国际公认压缩式真空规具有很高的可靠件 并普遍将它定为国家级的真空测量标准 1 薄膜真空规 二 弹性变形真空规 用金属弹性薄膜把规分隔成两个小室 一侧接被测系统 另一侧作为参考压力室 当压力变化时 薄膜随之变形 其变形量可用光学方法则量 也可转换为电容或电感的变化 2 压阻真空规 二 弹性变形真空规 利用集成电路的扩散工艺将四个等值电阻做在一块硅片薄膜上 并连接为平衡屯桥 硅膜片利用机械加工制成硅环 然后用特殊工艺将硅环与衬片烧结在一起 硅环膜片内侧为标准压力 约1 10 3 Pa 外侧为待测压力 当硅膜片外侧的压力变化时 由于硅的压阻效应使电桥的四个臂的阻值发生变化 电桥失去平衡 产生对应于待测压力的电压信号 1 原理 三 热传导真空规 将规管中张紧的金属丝通一电流加热 热平衡时 输入能量为辐射传导热量 引线传导热量和气体传导热量之和 辐射传导热量 引线传导热量与气体压力无关 低压下与压力P成正比 2 热偶式真空规 热偶式真空规的结构如图所示 图中F是加热丝 铂丝 J是热偶 康铜 镍铬丝 多数热偶规是按定流型的方式工作的 即加热电流I为常数 因加热丝F的温度是随压力p而变化的 所以用热偶J来测量热丝温度 此时输出的信号为热电势E 量程窄 稳定性差 精度低 结构简单 使用方便 量程133 0 1Pa 3 电阻式真空规 1 定温型电阻规保持热丝温度不变 当压力变化时 热丝的加热功率随之变化 调节电阻R以保持电桥的平衡 电流表G指示为零 从而保持规管热丝温度的恒定 可借助电阻值的改变来测量真空度 灵敏度稳定 可测量最高10Pa 测量下限0 01Pa 测量速度快 但维持热丝温度恒定的电子线路复杂 2 定电压型和定电流型电阻规 当Ri R 就是定电压型电阻规 当压力增大时 气体热导增大 导致热丝温度和电阻值下降 在电压不变的情况下 R下降导致电流J增加 使丝温下降变缓 这样灵敏度虽有下降 但可拓宽量程 当Ri R 就是定电流型电阻规 当压力增大时 气体热传导增大 导致热丝温度及电阻R下降 但电流I基本保持下变 与定电压型相比 定电流丝温下降更快 故其
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