电阻真空计的原理和校准

电阻真空计即采用电阻技术的真空计，一般先校准零点，再进行满度校准。

原理

Pirani皮拉尼真空计构造如图所示。金属圆筒内部设有一白金细线,两端连接电极。通过电极给白金细线提供电流时,白金细线会发热,气体分子碰撞白金细线或热辐射或通过固体热传导等方式,白金线的热量会被夺走。单位时间内以上三种方式夺走的热量为Qg,Qr,Qs,则平衡状态下时以下公式成立

Q = I2R = Qg + Qr + Qs (1)

Q是单位时间细线放出的热量,R是细线的电阻,I是细线的电流。

气体的平均自由行程比细线的直径大很多时,Qg通过自由分子的热传导被表示为

Qg = αΛπda(T-T0)p (2)

如图所示,T和T0分别为细线和金属圆筒的温度,P为气体压力,a是细线长度。 剩下的Qs和Qr可以分别表示如下

Qs = Sκ(T-T0)/L (3)

Qr = πdaσε(T4-T04) (4)

(3)是电极的热传导,其中S是细线的断面积,κ是固体的传导率,L是电极的长度。

(4)式代表热辐射,σ和ε分别被称为常数和固体辐射率。如果保持T和T0一定,则(3)和(4)式为常数。如果用I02R表示一定量的固体热传导和热辐射,则式1可以表示为

I2R = Ap + I02R (5)

A = αΛπda(T-T0) (6)

I0是压力为0的时候细线的电流, 是弥补固体热传导和热辐射而带来的热量损失。A式是不依存压力的定数如果已知细线的电阻R,电流I0及定数A,则可以通过(5)式求得压力P。

校准

一般先校准零点，再进行满度校准。

(1)校准零点。校准零点需对被测真空系统抽真空，一旦电离规测得真空度高于1.0^-1Pa(如9.9 X10^-2Pa)，按"校零"按钮，对应指示灯亮或快速闪烁，真空计自动校正零点，当显示1.0^-1Pa时，表示规管零点已校准。对于无自动零点校准的电阻真空计，可通过操作面板上的电位器旋钮手动调整。

(2)满度校正。校准完零点后，需对其满度校正。按满度校正过程要求，对被测炉腔放人大气，确保被校电阻规所测位置为大气状态，在大气压下工作约10分钟。按"满度"按钮，对应指示灯亮或快速闪烁，真空计自动校正满度，当显示1.0^5 Pa时，表示规管满度已校准。对于无自动满度校准的电阻真空计，可通过操作面板上的电位器旋钮手动调整。