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1、常用真空计的测量范围及其性能 李苹平 ( 合肥华瑞真空科技有限公司) 介绍几种测量范围为10-8105Pa的常用真空计，其应用十分广泛，性能较好，价格较低。 热阴极电离真空计、冷阴极电离真空计（可测量超高、高真空）、电容薄膜 真空计、热电偶真空计、电阻真空计及压缩式真空计、压敏（压力敏感元件）电 阻真空计。本文仅介绍应用广泛性能较好且价格较低的几种真空计，测量范围参 见图 1。1 电离真空计电离真空计的离子流与压强关系为线性关系（直接测量参数与所需测量 参数之间为线性关系，可作为直观仪表），规管（测量元件）测量上限由规管非 线性不超过 20所对应的压强确定， 测量下限由规管本底压强示值的10
2、倍确定 2。（在非线性不超过20% 时，可近似为线性测量） 电离计总的测量范围为10-8102Pa，一般说来，每一种结构的规管只能覆盖一部分。 （每一种结构的规管产生的离子流与压强在一定范围内成线性相关） BA计收集极做成针状， 它的 X光本底电流小， 因而下限可达 10-8Pa，是 一种超高真空计。它的上限为10-1Pa，灯丝是钨丝。 DL-2型真空规管在上世纪50年代在我国生产，它是高真空规管，测量 范围是 lO-510-1Pa，钨灯丝。钨灯丝在高压强易氧化而烧断，规管在10-1Pa工 作寿命约 1 个星期。因而上限不能超过10-1Pa。70 年代研制了 DL-5 型中真空规 管3。它的测
3、量范围是10-410 Pa。该规管在国内首先用敷氧化钇铱丝作灯丝，可以在高压强工作。 高压强规管的几何尺寸要小， 以减小电子在行程中与气体分 子碰撞。后来有人做出 _DL-8 型规管，它的几何尺寸比 DL-5 更小，上限可达 100 Pa。热阴极电离计在压强大于10 Pa时使用不太合适（测量元件在高压强下易氧 化而烧断）。在高压强时发射电流应减小。 上世纪 80 年代，用敷氧化钇铱丝代替BA计中的钨丝做出 DL-7 型 BA计规管4。它的测量范围是5lO-810-1 Pa，与钨丝的 BA计相比，它更适合在较高压强下工作。 同在 80 年代，有人将敷氧化钇铱丝代替DL-2 型规管中的钨丝，做成
4、DL-9 型规管5，使上限压强扩展一个数量级，测量范围为10-51 Pa。在研究吸气剂性能时， 应在小发射电流下工作， 以减小电离计的吸气效应。 在有害气氛下 工作用小发射电流可以延长灯丝寿命。 电离计的误差为1： 10-810-1Pa， =70；10-510-1Pa， =土 50； 10-310 Pa，=50。单片机问世后不久，就开始用单片机控制电离真空计6。单片机操作代 替了原电路中的调零点、 调满偏、调发射、换量程等手工操作， 并有诸多功能板， 例如 RS232串口，模拟量输出等可与计算机联机， 真空计还可以用单片机设置输 出信号。2 热电偶真空计上世纪 50 年代，已有 DL-3(ZJ
5、51) 型热偶规管生产，它的加热丝是铂金 丝，热偶丝是康铜镍铬丝。 它在定流模式的特性曲线如图2 曲线 2 所示。上世 纪 80 年代研制出了 ZJ53B 、ZJ54B等热偶真空规管7，它们的加热丝与热偶丝都 是康铜镍铬丝，直径比DL-3 型规管的丝还细，因此工作压强比DL-3 型规管高。 它们定流模式的特性曲线如图2 曲线 1 所示。 DL-3型测量范围是 10-160 Pa， ZJ53B 、 ZJ54B测量范围是 10-1400 Pa。 热偶真空计误差为8压强小于 5102Pa时：士 20；压强不小于5102Pa时：50。以上两种热电偶规管，定流工作模式最大热电偶电动势为10 mV ，相当
6、 于 179oC。定温式热电偶计可扩展上限， 例如 ZDO-150型定温式热电偶真空计测量 范围是 1105 Pa9。3 电阻真空计电阻真空计工作模式分定压式和定温式。定压式测量范围为1102Pa，定温式测量范围可扩展到1105Pa。图 3 示出 ZJ52T(曲线 2)和莱宝公司的 TR211(曲线 1) 规管定温特性曲 线。 由图可见， ZJ52T在压强大于 1 kPa 时，误差就会很大。 TR211规管在 压强大于 10 kPa 时，误差会很大。电阻真空计工作温度高，上限压强高，但在 高温工作时会影响规管的寿命，一般为110oC较合适，比热电偶真空计工作温度稍低。4 压敏电阻真空计上世纪 70 年代凯勒公司压敏电阻传感器进入市场。80 年代我国研制出 用压敏电阻做成的HLP-03型低真空计10。测量范围是 10 Pa110 kPa。传感器 在 10100 Pa 之间温度漂移较严重，会给真空计带来很大的误差。压敏电阻真 空计精度高，线性好，性能稳定，是结构简单、价格便宜的一种真空计。在要求 测量大于 100 Pa的场合下，选择压敏电阻真空计较合适，它的误差约为25。参考文献：1JJG2022-89 中华人民共和国国家计量睑定系统真空计量器具S.1989 2 合肥华瑞真空科技有限公司仪表样本Z 2014 合肥华瑞真空科技有限公司QQ ：419129686
