5.1.1 不依赖气体种类的直接压力测量

在使用膜片真空计的情况下,可根据压力定义进行压力测 量。压力 p 被施加在具有限定面积 A 的膜片上,并依据压力 的大小使膜片变形。使用传感器对膜片的变形程度进行测 量;在最简单的情况下,变形将会机械的传输给在压力盘上 移动的指针。压阻或电容传感器接收压力信号并将其转换成 电信号。

压电膜片真空计

一个简单且效果强大的方式是使用压阻传感器。设计如图 5.1所示。应变阻力已经在其中扩散的膜片被安置在具有参考压 力 p0 的真空空间上方。膜片变形所测量的阻力变化为压力。 该传感器的特点是其对气体冲击的不敏感性及其高精度。

膜片式真空计的设计

图 5.1: 膜片式真空计的设计

电容式膜片真空计

在电容式真空计(图 5.2)中,将对膜片变形程度进行测量, 并以其衡量平板电容器的电容变化,该变化是通过在具有压 力P0的通气良好的真空空间中的膜片和固定参考电极形成 的。该膜片组由具有真空金属化涂层的陶瓷或不锈钢组成。 该方法和具有不同敏感程度的膜片可用于执行四十年的测 量。测量下限是 10-5 hPa。

电容式膜片真空计的设计

图 5.2: 电容式膜片真空计的设计

缺点有:

通过已知温度漂移的电子补偿或通过可使传感器保持在恒定 温度的集成加热器可将温度造成的影响最小化。通过使用陶 瓷膜片材料可进一步减少温度的影响;此外,陶瓷膜片还为 电容式真空计带来优异的耐腐蚀性性能。

磁悬浮转子计

磁悬浮转子计 (SRG),即所谓的气体摩擦计,用于校准目 的。球体被磁力悬浮在真空中并使其快速旋转,此时给驱动 器断电。由于气体摩擦,可从旋转频率减少计算气体的压 力。在分子流范围内,这些装置测量的压力 $p$ > 10 -7 hPa。 装置的校准只依赖于球体,这意味着经校准的球体可作为传 递标准。这些真空计不适合于真空工艺,因为随着压力下 降,测量过程所需的时间增加。