電阻真空計(jì)的原理和校準(zhǔn)
電阻真空計(jì)即采用電阻的真空計(jì)，般校準(zhǔn)零點(diǎn)，再行滿(mǎn)度校準(zhǔn)。
原理
Pirani皮拉尼真空計(jì)構(gòu)如圖所示。金屬圓筒內(nèi)部設(shè)有白金細(xì)線(xiàn),兩端連接電。通過(guò)電給白金細(xì)線(xiàn)提供電時(shí),白金細(xì)線(xiàn)會(huì)發(fā)熱,氣體分子碰撞白金細(xì)線(xiàn)或熱輻射或通過(guò)固體熱傳導(dǎo)等方式,白金線(xiàn)的熱量會(huì)被奪走。單位時(shí)間內(nèi)以上三種方式奪走的熱量為Qg,Qr,Qs,則平衡狀態(tài)下時(shí)以下公式成立
Q = I2R = Qg + Qr + Qs (1)
Q是單位時(shí)間細(xì)線(xiàn)放出的熱量,R是細(xì)線(xiàn)的電阻,I是細(xì)線(xiàn)的電。
氣體的平均自由行程比細(xì)線(xiàn)的直徑大很多時(shí),Qg通過(guò)自由分子的熱傳導(dǎo)被表示為
Qg = αΛπda(T-T0)p (2)
如圖所示,T和T0分別為細(xì)線(xiàn)和金屬圓筒的溫度,P為氣體壓力,a是細(xì)線(xiàn)長(zhǎng)度。 剩下的Qs和Qr可以分別表示如下
Qs = Sκ(T-T0)/L (3)
Qr = πdaσε(T4-T04) (4)
(3)是電的熱傳導(dǎo),其中S是細(xì)線(xiàn)的斷面積,κ是固體的傳導(dǎo)率,L是電的長(zhǎng)度。
(4)式代表熱輻射,σ和ε分別被稱(chēng)為常數(shù)和固體輻射率。如果保持T和T0定,則(3)和(4)式為常數(shù)。如果用I02R表示定量的固體熱傳導(dǎo)和熱輻射,則式1可以表示為
I2R = Ap + I02R (5)
A = αΛπda(T-T0) (6)
I0是壓力為0的時(shí)候細(xì)線(xiàn)的電, 是彌補(bǔ)固體熱傳導(dǎo)和熱輻射而帶來(lái)的熱量損失。A式是不依存壓力的定數(shù)如果已知細(xì)線(xiàn)的電阻R,電I0及定數(shù)A,則可以通過(guò)(5)式求得壓力P。
校準(zhǔn)
般校準(zhǔn)零點(diǎn)，再行滿(mǎn)度校準(zhǔn)。
(1)校準(zhǔn)零點(diǎn)。校準(zhǔn)零點(diǎn)需對(duì)被測(cè)真空系統(tǒng)抽真空，旦電離規(guī)測(cè)得真空度于1.0^-1Pa(如9.9 X10^-2Pa)，按"校零"按鈕，對(duì)應(yīng)指示燈亮或快速閃爍，真空計(jì)自動(dòng)校正零點(diǎn)，當(dāng)顯示1.0^-1Pa時(shí)，表示規(guī)管零點(diǎn)已校準(zhǔn)。對(duì)于無(wú)自動(dòng)零點(diǎn)校準(zhǔn)的電阻真空計(jì)，可通過(guò)操作面板上的電位器旋鈕手動(dòng)調(diào)整。
(2)滿(mǎn)度校正。校準(zhǔn)零點(diǎn)后，需對(duì)其滿(mǎn)度校正。按滿(mǎn)度校正過(guò)程要求，對(duì)被測(cè)爐腔放人大氣，確保被校電阻規(guī)所測(cè)位置為大氣狀態(tài)，在大氣壓下工作約10分鐘。按"滿(mǎn)度"按鈕，對(duì)應(yīng)指示燈亮或快速閃爍，真空計(jì)自動(dòng)校正滿(mǎn)度，當(dāng)顯示1.0^5 Pa時(shí)，表示規(guī)管滿(mǎn)度已校準(zhǔn)。對(duì)于無(wú)自動(dòng)滿(mǎn)度校準(zhǔn)的電阻真空計(jì)，可通過(guò)操作面板上的電位器旋鈕手動(dòng)調(diào)整。
