真空规原位校准在不同气压下的校准方法

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)兰州物理研究所 作者:李正海

         真空规原位置校准装置,装置图具体请见真空规原位置校准原理和装置 ,根据不同的校准范围采用不同的校准方法,一般分为动态直接比对法、静态直接比对法和压力衰减法3 种方法,校准范围为10+5~10-4Pa,合成不确定度小于5%。

1、 静态直接比对法

       当校准室中的本底压力满足被校压力的要求时,关闭超高真空插板阀,通过调节微调阀向校准室内充入所需的校准压力,用电容规10(133kPa)作参考标准和被校真空计同时测量校准室内的压力,直接进行比对校准。这种方法适用于102~105 Pa 压力范围各类真空计的校准。

2、动态直接比对法

        在10-1~102 Pa 的压力范围内,关闭超高真空隔断阀13,打开超高真空隔断阀11,调节微调阀向校准室内充入所需的校准压力,用电容规14(133 Pa)作参考标准和被校真空计同时测量校准室内的压力直接进行比对校准。

3、压力衰减法

         由于在10-4~10-1Pa范围的压力,已经超出电容规(133Pa)的压力范围,如果仍用电容规作为主标准器,需采用压力衰减法才能满足要求。因为在10-4~10-1Pa的压力范围,气体分子处在分子流状态下,限流小孔8与12 的流导比仅仅是几何尺寸的函数,而且与气体的成分无关。只要计算出流导比就可准确计算出校准压力。利用压力衰减法省略了该范围内的磁悬浮转子规或副标准电离真空计。具体工作过程是关闭超高真空隔断阀,打开超高真空隔断阀13,调节微调阀,使上游室中的压力处于10-1~10 Pa 范围内,用电容规14(133Pa)测量上游室中的压力,并经过计算得到校准室中的压力。

       若上游室中的压力为p1,限流小孔12 的分子流导为C1,限流小孔8 的分子流导为C2,当气体达到平衡后,校准室中的压力p2 为

        在分子流条件下,C1/C2为常数,只要以任何一种气体准确测定C1/C2,就可以利用式(1)计算校准室中的压力p2。由式(1)可知,不必分别测量小孔流导C1 和C2 的值,只要准确测量p2 和p1 压力值,即可确定流导比C1/C2的值。通过选择限流小孔的大小,使C1/C2的值约为10-3。当上游室中的压力在10-1~10 Pa 范围内时,校准室中的压力在10-4~10-2 Pa 范围内。

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