電容式薄膜真空計的進展
近年來,電容式薄膜真空計取得了重大進展,新型的雙電容式薄膜真空計的問世,提高了該類真空計的精度,擴展了測量范圍,使其測量下限可達10-3Pa,F以兩種雙電容式薄膜真空計的結構為例介紹電容式薄膜真空計的進展。
第一種是差動式雙電容薄膜真空計
下圖所示的新型雙電容式薄膜真空規是一種差動式結構。在彈性膜片3的兩側對稱裝有固定電極1和2,分別形成靜態電容C01和C02。彈性膜片3將規管分隔成測量室和壓力參考室兩部分,分別接被測真空系統和參考真空系統。電容C01和C02作為電橋電路的兩條橋臂。當規管內壓差為零時,電橋處于平衡狀態。當壓差p1-pb >0時,電橋將因電容C01和C02值反向改變而失去平衡,并輸出相應的電信號。
差動式雙電容薄膜真空計的優點是:被測壓力變化使電容C01和C02都發生變化,且方向相反,提高了電橋失衡程度,因此提高了測量靈敏度;另外,由于彈性膜片兩側的固定電橋對稱設置,因而抵消了環境溫度等因素引起的電容C01和C02的變化效應,從而減小了測量誤差,提高了測量精度。
圖 差動式雙電容薄膜規結構示意圖
差動式雙電容薄膜真空計為全壓計,具有測量結果與氣體成分無關、測量精度高(一般為0.1% ~2%)、反應速度快(2~100ms)、溫度影響小和測量范圍寬的特點。其測量下限可達10-3~10-2Pa。
第二種是單側雙電容薄膜真空計
下圖所示為單側雙電容薄膜真空規的結構示意圖。它和差動式雙電容結構的區別是將測量室中的固定電極2移入參考室中,處于固定電極1旁邊的偏軸位置。真空技術網(http://203scouts.com/)認為在測量時,由中心電極1反映彈性膜片3的最大位移,由偏軸電極2反映彈性膜片3的較小位移,兩個電極一起輸出彈性膜片曲率變化信號 ———“曲率指示”,其輸出的差值作為被測壓差的指示。
圖 單側雙電容薄膜規結構示意圖
單側雙電容薄膜真空計具有靈敏度高、氣體的介電常數不變、壓力讀數完全不受氣體成分影響、反應速度快等特點。如將其規管參考室內加置消氣劑并抽至10-5Pa,就可測量10-3Pa及以上的絕對壓力。