小孔流导测量方法的研究(2)

2009-07-20 张涤新 兰州物理研究所

2.3、定容法测量小孔流导的不确定度评定

  根据测量不确定度的评定方法,可对定容法测量小孔流导的不确定度进行评定,由式(5)可得

在实际测量中,因δp远小于p0,则式(8)与式(9)可改写为

  由于各测量不确定度分量是独立不相关的,则流导。的相对合成标准不确定度为

  将分析计算各测量不确定度的分量列人表1中、看出定容法测量小孔的合成标准不确定度为0.60%。

2.4、小孔流导实验测量结果

  将待测流导小孔装在图1中的38处,在定容室41,39,32,34,55和47中充入100Pa纯氦气,关闭截止阀门33,同时记录起始时刻,用133 Pa绝压规测量参考室34,55和47中的压力,用133 Pa差压规测量定容室41和39中的压力变化量,从而可以得出小孔的流导值,实验测量结果如表2所列。

由表2 可以看出,实验测量的相对标准不确定度为0.13%,小于不确定度的评定值0.60%,小孔流导值测量值是可信的,测量不确定度的评定方法是正确的。

3、恒压法测量小孔流导

3.1、恒压法气体微流量校准装置

  恒压式气体微流量校准装置如图2所示,它由真空校准系统、恒压式气体微流量计和抽气系统3部分组成。恒压式流量计由变容室、参考室、活塞、电容薄膜规、磁悬浮转子规等组成,是该校准装置的核心部分,其测量范围为(3.96×1 0-8~3.64×1 0-4)P a·m3/s,合成标准不确定度为0.7%~1.0%。

1,53.溅射离子泵;2,8, 27 .电容薄膜规;3,4, 5, 6, 10,11,13,14,15,16,17,25,26,
28 ,29 ,30 ,32 ,33 ,36 ,37 ,42 ,46 ,48 ,49 .阀门;7,47.磁悬浮转子规;9.针阀;12.压力表;18,19 ,20 .气瓶;21,52 ,55 .角阀;22,54 ,56 .分子泵;23,57.机械泵;24.稳压室;31,34.小孔;35.油处理器;38.变容室;39.油室;40.活塞;41.电机;43.四极质谱计;44,50.冷规;45.上球室;51.下球室。

图2 恒压式气体微流量校准装置