高精度陶瓷薄膜真空計是測量真空度或氣壓的儀器。一般利用不同氣壓下的某種物理效應的變化進行氣壓的測量。在科研和工業生產中廣泛使用。按照真空計測量原理所利用的不同的物理機制,可將主要的真空計分為三大類,分別是利用力學性能,利用氣體動力學和利用帶電粒子效應的真空計。利用力學性能的真空計典型的有波爾登規(Bourdon)和薄膜電容規;利用氣體力學效應的典型真空計有皮拉尼(Pirani)電阻規和電熱偶規;利用帶電粒子效應的典型真空計有熱陰極電離規和冷陰極電離規。
高精度陶瓷薄膜真空計原理:
根據彈性薄膜在壓差作用下產生應變而引起電容變化的原理制成的真空計稱為電容式薄膜真空計,它由電容式薄膜規管(又稱為電容式壓力傳感器)和測量儀器兩部分組成。根據測量電容的不同方法,儀器結構有偏位法和零位法兩種。零位法是-:種補償法,具有較高的測量精度。目前在計量部門作為低真空副標準真空計的就是采用零位法結構。
它是一種絕壓、全壓測量的真空計,原理是把加于電容薄膜上的壓力變化產生膜片間距離的變化,即產生了電容的變化,再通過鑒頻器把電容變化轉換成為電流或電壓的變化,組成為輸出信號,所以,它的測量是直接反映了真空壓力的變化值,而且只與壓力有關,與氣體成分無關,即:薄膜真空計是一種直接測量式的、全壓型的真空計。
任何具體物理現象與壓力的關系,都是在某一壓力范圍內才顯著,超出這個范圍,關系變得弱了。因此,任何方法都有其一定的測量范圍,這個范圍就是真空計的“量程”。盡可能擴展每一種方法的量程,是真空科學研究的重要內容之一。近代真空技術所涉及到的壓力范圍寬達19個數級(105~10-14Pa),沒有任何一種真空計能測量如此寬的壓力范圍,因此總是用幾種真空計分別管轄一定的區域。但由于各種真空計在原理上的差異。在相互銜接的區域,往往要造成較大的誤差。由上觀之,為改善真空計性能及提高真空測量準確度,必須突出主要現象,抑制寄生現象。表1給出一些真空計的壓力測量范圍。