限制磁悬浮转子真空计测量上下限的因素

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  气体分子平均自由程限制了磁悬浮转子真空计测量上限的扩展。当 p>1Pa时,气体分子平均自由程小于转子特征尺寸,破坏了公式(3-6)成立所需的假定条件,限制了该真空计的测量上限。但是,实验表明,在压力p一直增加到1×104Pa时,该计仍可使用。由于压力不同,为了维持转子固定的转速,驱动功率也不同,于是,可按预先绘制的压力与驱动功率关系曲线来测量压力。所以,在1~1×104Pa的高压力范围,磁悬浮转子真空计不再是标准真空计。

  科略里斯(Coriolis)效应、涡流和弛豫效应等产生的剩余阻尼矩限制了磁悬浮转子真空计测量下限的扩展。科略里斯效应指的是地球自转引起的阻尼作用。高速旋转的转子形似陀螺,其转轴方向倾向于在空间固定。地球转动产生一个使转子轴围绕垂直方向运动的转矩。

  因此,转子内感生涡流将引起转速衰减。如果外界杂散磁场及地磁场等产生了垂直于转子自转转轴的磁场分量也会产生摩擦矩,不过,这些可以通过补偿消除。如果存在有垂直于转子转轴的旋转磁场分量,则产生涡流损耗而引起附加阻尼。此外,在某些转速下,转子内的弛豫现象也会引起能量损耗,加快转子的转速衰减。随着压力进一步下降,机械振动、温度变化、室壁充电和光照效应等都会引起剩余阻尼力矩,限制了其测量下限的扩展。

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