解析真空计分类原理
时间:2021-11-29 阅读:2100
解析真空计分类原理
分类原理
按照真空计测量原理所利用的不同的物理机制,可将主要的真空计分为三大类,分别是利用力学性能、利用气体动力学效应和利用带电粒子效应的真空计。
利用力学性能的真空计典型的有波尔登规(Bourdon)和薄膜电容规;利用气体动力学效应的典型真空计有皮拉尼(Pirani)电阻规和热电偶规;利用带电粒子效应的典型真空计有热阴电离规和冷阴电离规。
波尔登规
图1 波尔登规
图1 波尔登规
如图1所示,细的铜管受气体压力不同会有舒展现象,会带动杠杆和齿轮旋转,使得针示在不同刻度上,即可读出相应的气压值。
这种规的测量范围般在100Pa至1atm。
薄膜电容规
所示,在不同压力下金属膜片受力不同会有不同尺度的变形,使得金属膜片和电之间的电容变化,通过测量电容的变化量,即可知道金属膜片上气压的变化。
这种规的测量范围般横跨4个量级,比如可能是0.01Pa至100Pa、0.1Pa至1000Pa等。
这种规的优点是灵敏度很。缺点是须在于环境温度的恒温条件下使用,以消除温度不同对膜片力学性能的影响,使用前般需要预热数小时。
皮拉尼电阻规
也叫做热电阻真空计,它是利用电阻与温度之间关系的原理作的。
如图3所示,由于不同气压下气体分子热传导能力不同,当给热丝加恒定的电流时,由于气压不同通过气体传导走的热量不同,热丝所保持的温度就不同,这导致热丝电阻大小不同,通过测量热丝电阻大小就可以推算气压大小。
如果配合电桥测量热丝电阻的变化,将有效提测量的准确度。
这种规的测量范围般在0.1Pa至1000Pa。
由于不同气体在相同气压时导热性不同,所以这种规需要在不同的使用气体下标定