便攜式真空計校準裝置的校準方法介紹
2013-07-05 盧耀文 清華大學
研制的便攜式真空計校準裝置集成了靜態比對法、靜態膨脹法和動態流量法三種校準方法，本文就詳細介紹了便攜式真空計校準裝置的這三種校準方法。
1、靜態比對法
靜態比對法采用電容薄膜真空計G2和G3作為參考標準，在關閉閥門V2后通過被校準真空計和參考標準同時測量校準室壓力實現校準。
2、靜態膨脹法
靜態膨脹法基于Boyle-Mariotte理想氣體定律，將標準體積中可精確測量的較高壓力氣體膨脹到校準室中，通過計算得到膨脹后的壓力，以此壓力作為標準校準真空計。標準壓力通過式(1)計算
式中：p0、p為標準體積中初始壓力和膨脹后的氣體壓力；Vc1、Vc2分別為標準體積和校準室的容積；V'1/V'1+V'2為體積比。
3、動態流量法
在圖2中，動態流量法是在分子流條件下采用小孔C1或C2對較高壓力的氣體連續膨脹到校準室，通過小孔C3連續抽氣，在校準室中形成動態平衡的穩定壓力，以此壓力作為標準校準真空計。在動態流量法中，根據氣體流量守恒定律可知
式中：p1、p2、p3分別為小孔(C1或C2)入口、校準室、分子泵抽氣口的壓力；C1，2為小孔C1或C2的流導；C3為限流抽氣小孔C3的流導。
由于校準過程中p2《p1，且在滿足分子流的條件下小孔C3兩端壓力的比值總是常數(定義為返流比A，p3=Ap2)，因此式(2)可簡化為
從式(3)可知，標準壓力p2由進氣小孔入口壓力p1、進氣小孔與抽氣小孔流導比C1，2/C3及(1-A)計算得到。
本文加工的C1、C2、C3小孔對氮氣的分子流導分別為10-8，10-6，10-2 m3/s量級，進氣小孔和抽氣小孔的流導比C1/C3，C2/C3為10-6，10-4量級，因此通過兩個不同流導小孔進氣的方法拓寬了裝置的校準范圍。
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