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真空计的弹性变形问题

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-02-07 0:30:35 * 浏览: 2
弹性变形真空计是一种通过利用弹性元件的变形随气压变化来测量压力差的真空计。它的特点是:调节灵敏度与气体种类无关,对被测气体的干扰小,可以测量腐蚀性气体和可冷凝蒸气的压力。这种量规的主要问题是金属弹性元件的蠕变现象和弹性系数的温度影响。 1. Bourdon量规(图11-12)Bourdon量规是一种空心管,其横截面为椭圆形,由柔性金属材料制成。整个管道都是弯曲的。一端被密封并连接到指针。被测系统已连接。当管中的压力增加时,横截面形状将变为圆形,从而使肘部向外扩展并拉动指针使其偏转。相反,当管中的压力下降时,指针会朝相反的方向偏转。金属波登真空计主要用于测量高压,很少用作真空计。为了指示低于大气压的压力,刻度盘上标有红线。这个比例很粗糙。图11-13是由石英制成的波登规。中空的扁平石英管被缠绕成螺旋形。密封端悬挂有一个小镜子。小镜子用于测量波登管的垂直运动。距离,然后获得压差值。该压力表灵敏度高,可以检测出10Pa的压差。 2.此压力表的波纹管一端密封,另一端连接到被测系统。当管道中的压力发生变化时,波纹管内部和外部之间的压力差也会发生变化,从而导致波纹管膨胀和收缩。壁厚与形状有关。波纹管材料的弹性系数随温度而变化,这是该量规的主要误差来源。图11-14是使用光学方法检测波纹管变形的波纹管液位计,其测量下限可以达到10-2Pa。图11-13石英波登量规-尖头针,X型支架,Y型波纹管,Ti,T2-导管。图11-15是由玻璃制成的风箱规。当波纹管膨胀和收缩时,毛细管中汞的位置就会改变。这种结构可以提高仪器的灵敏度。当压力从鞍形真空变为大气压时,汞的位移可以达到600mm。该仪表的缺点是它对温度变化过于敏感,需要恒温。图11-15具有毛细管结构的波纹管压力计3.薄膜真空压力计使用金属弹性膜将压力计分成两个小腔,一侧连接至被测系统,另一侧用作参考压力室。当压力变化时,薄膜随之变形。变形量可以通过光学方法测量,也可以使用电气方法转换为电容或电感的变化。也可以使用附着在薄膜上的应变仪进行测量。近年来,电容膜片计的发展迅速,并已广泛用于科学研究和工业领域。电容膜厚计分为两种:一种是将膜的一侧密封作为参考真空,这称为“绝对压力电容器膜厚计”,另一种是膜的两面都通气到人体内并变为“真空”。 ,差压电动式电容膜片计。电容膜片规具有出色的线性度,高测量精度和分辨率。单个传感器的测量范围可以覆盖5个数量级的压力范围,短期稳定性优于0.1%,长期稳定性(一年)优于0.4%。电容器膜厚计的灵敏度与气体类型无关。它可以测量蒸汽和腐蚀性气体的压力。它具有坚固的结构,易于使用。它也可以用作低真空和低真空的不合格标准和传输标准。电容器膜厚计的基本结构如图11-16所示。它由两个相同的圆形固定电极和一个公共的可移动电极组成。可移动电极膜将空间分成密闭的测量室和参考室。固定电极和可动电极膜构成差动电容器,并用作电桥的两个桥臂。当可移动电极处于中间位置时,两个电容器的电容相等。一旦可移动电极由于压力差而偏离中间位置,则一个电容器的电容增加而另一电容器的电容减小。天平产生输出电压,该输出电压由放大器放大,并由检测器转换为直流电压以进行测量。不同的输出电压对应于不同的压力。电容膜片计使用此原理来测量压力。电容器膜厚计的压力测量范围与膜片的厚度,直径,材料和张力有关。当前,可用的电容器膜厚计包括满量程13.3Pa,133Pa,1.33kPa,13.3kPa,133kPa,1.33MPa和3.32MPa,可覆盖的压力范围为10-3Pamdash,106Pa。 4。压阻真空计是压阻绝对压力传感器。它使用集成电路的扩散工艺在硅薄膜上制造四个等效电阻,并将它们连接为平衡桥。通过机械加工和化学蚀刻方法将硅膜片制成硅环,然后使用金-硅共晶工艺或其他特殊工艺将硅环和衬里烧结在一起。硅环膜片的内侧为标准压力(约1倍,10-3Pa),外侧为被测压力。结构如图11-17所示。当硅膜片外部的压力发生变化时,电桥的四个臂的电阻会因硅的压阻效应而发生变化,电桥失去平衡,并获得与待测压力相对应的电压信号。该信号通过放大器,控制单元,显示单元等,并显示相应的压力值。该量规的测量范围为105Pa〜lOPa。图11-16电容器薄膜压力计的结构示意图图11.17压阻式绝对压力传感器的结构示意图。仪器的测量范围为105Pa〜10Pa的1.1倍,满量程精度为0.5%。该仪器的特点是具有高线性测量精度,而与所测量的气体类型无关,并且可以自动转换量程。