书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
电容式薄膜真空计的结构及工作原理
根据弹性薄膜在压差作用下产生形变而引起电容变化的原理制成的真
空计称为电容薄膜真空计。
它由电容式薄膜规管(又称为电容式压力传感器)
和测量仪器两部分组成。
根据测量电容的不同方法,仪器结构有偏位法和零位
法两种。
零位法是一种补偿法,具有较高的测量精度。
目前在计量部门作为低
真空副标准真空计的就是采用零位法结构。
如下电容式薄膜规管的中间装着一张金属弹性膜片,在膜片的一侧装有
一个固定电极,当膜片两侧的压差为零时,固定电极与膜片形成一个静态电容
C0,它与电容C1 串联后作为测量电桥的一条桥臂,电容C2、C3、C4 与C5 的串联组成其他三条桥臂。
金属弹性膜片将薄膜真空计隔离成两个室,分别为接被测真空系统的测
量室和接高真空系统(pb 小于10-3Pa)的参考压力室。
在这两个室的连通管道上设置一个高真空阀门7。
测量时,先将阀门7 打开,用高真空抽气系统将规管内膜片两侧的空间抽至参考压力pb,同时调节测量电桥电路,使之平衡,即指示仪表指零。
然后,关闭阀门7,测量室接通被测真空系统。
当被测压力p1 pb 时,由于规管中的压力差p1-pb,膜片发生应变引起电容C0 改变,破坏了测量电桥电路的平衡,指示仪表上亦有相应的指示。
调节直流补偿电源电压对电容C0 充电,使其静电力与压差相等,此时,电桥电路重新达到平衡,指示仪表又重新
指零。
根据补偿电压的大小,就能得出被测压力p1,故有
式中:p1 被测压力;
pb 参考压力;。