Вакуумметр Советский патент 1988 года по МПК G01L11/00 G01K7/00 

Ut.2

Изобретение относится к приборостроению, в частности к вакуумной технике.

Цель изобретения - повьшение точности измерения вариаций остаточного газового давления за счет уменьшения постоянной времени преобразователя манометрического датчика.

На фиг. 1 приведена общая схема вакуумметра; на фиг. 2 - укрупненная конструкция преобразователя остаточ- йое давление - ЭДС; на фиг„ 3 - схе- Ма регистратора.

Манометрический датчик термопарного вакуумметра содержит герметичный корпус 1, в котором размещен преобразователь 2, вьшолненньш в виде Термопарного спая 3 двух отрезков проводников 4 и 5 из разнородных материалов, поддерживаемых опорами 6, концы которых соединены с держателями 7 и 8 соответственно.

Проводники 4 и 5 имеют одинаковое Электрическое сопротивление, а держа- teль каждого проводника выполнен из того же материала, что и проводник. Преобразователь 2 представляет собой нагреватель, образованный проводниками 4 и 5, и термопарный, спай, возни- каюоц1Й в точке контакта концов разнородных по материалам проводников 4 и 5, конструктивно объединенных в одном элементе.

Регистратор для измерения ЭДС термопарного спая 3 выполнен в виде электронного ключа 9, подключенного к одному из держателей (при этом второй держатель может быть заземлен), генератора 10 стабильного тока и цифрового милливольтметра 11, которые посредством электронного ключа 9 поочередно подключаются к преобразователю 2.

Вакуумметр работает следующим образом.

Генератор 10 стабильного тока при протекании тока по держателям 7 и 8 и ветвям нагревателя 4 и 5 задает тепловой режим работы преобразователя 2. При этом ЭДС, развиваемая термопарным спаем 3, соответствует текущей температуре середины нагревателя преобразователя 2. Электронный 1ШЮЧ 9 поочередно подключает выход преобразователя 2 к выходу генератора 10 стабильного тока или к измерительному- входу цифрового милливольтметра 11, который управляет работой

электронного ключа 9 с помощью синхроимпульса Конец интегрирования, снимаемого с его электронной схемы,

причем, нагрев производится во время цикла обратного интегрирования вольтметра.

Таким образом, на световом индикаторе вольтметра 11 постоянно высвечи0 вается текущее значение ЭДС термопарного спая 3, которое является мерой остаточного газового давления, определяемого по заранее снятой калибровочной зависимости остаточное

5 давление-ЭДС для используемой пары материалов, образующих преобразователь 2.

Выполнение держателя из того же материала, что и соединяемый с ним

0 отрезок проводника 4 или 5, исключает образование паразитньк термоспаев между материалами, преобразователя и держат ел ей,искажающих ЭДС измерительного спая 3.5 Выполнение отрезков проводников 4 и 5 с равным электрическим сопротивлением важно для обеспечения равномерности теплового поля в области термопарного спая 3 в рабочем режиме

0 преобразователя 2.

Пример выполнения вакууьшетра. Преобразователь 2 может быть выполнен из материалов НР-10 (сплав никель-рений) и ВР-20 (сплав вольфрам- с рений) с удельным электрическим сопротивлением, соответственно, 0,26 и 0,25 мкОм/м. Длина и диаметр отрезков проводников, соответственно, 30 мм и 0,05 мм обеспечивают температуру в

0 центре преобразователя около 250 С при токе накала 100-120 мА. Исходя из требования минимального разогрева током накала держателей 7 и 8, выполненных также из tlP-IO и ВР-20, по5 казано, что их геометрические размеры слабо критичны к электрической мощности преобразователя 2 и для практических целей достаточно брать диаметр держателя в 2-3 раза большим

Q диаметра проводников преобразователя при минимальной длине держателя 0,3- 0,5 от длины проводника. Калибровка манометрического датчика производится по известному датчику ПМТ-2 путем пог строения зависимости остаточное давление - ЭДС при фиксированных токах накала.

Преобразователь 2 может быть также образован отрезками проводников из

материалов нихром Х20Н80 и ВАР-5 с электрическими сопротивлениями 1,03- 1,13 и 0,135 мкОм/м при с коэффициентами теплопроводности 14 и 90 Вт/м К соответственно.

Преобразователь 2 помещен внутрь стеклянного или металлического объема, имеющего два герметичных токо- ввода - держатель и патрубок для присоединения к вакуумному тракту. Дпя измерений можно использовать любой цифровой вольтметр, например В7-22,

стабильного тока может быть любого , типа.

Формула изобретения

Вакуумметр, содержащий герметичный корпус с двумя держателями, концы которых соединены с преоб- разователем в виде термопарного спая, образованного двумя отрезками проводников из разнородных материалов, и регистратор, отличающийся тем, что, с це

Изобрет.ение относится к приборостроению, в частности к вакуумной технике, и позволяет повысить точность измерения за счет уменьшения постоянной времени Преобразователь, размещенный в исследуемом объеме попеременно подключают то к источнику X X тока, то к измерительному прибору. Преобразователь выполнен в виде термопарного спая 3 двух отрезков проводников 4 и 5 из разнородных материалов, соединенных с держателями 7 и 8 соответственно, и представляет собой нагреватель и термопару, конструктивно обьединенные в одном элементе. Для исключения образования паразитных термоспаев между материалами преобразователя и держателей 7 и 8 в режиме измерения каждый держатель выполняют из того же материала, что и соединенный с ним отрезок соответствующего проводника. Для обеспечения равномерности теплового поля в области термопарного спая 3 в режиме нагрева отрезки проводников 4 и 5 выполняют с равными электрическими сопротивлениями. 3 ил. 5, (Л с о (

В7-21,согласовав период синхроимпуль-15 лью повышения точности за счет умень- са конца интегрирования с тепловой инерционностью подогревателя.

В качестве электронного ключа 9 удобно использовать -транзисторную 20 или тиристорную схему. Генератор 10

шения постоянной времени преобразователя, отрезки проводников имеют равное электрическое сопротивление, а каждый держатель выполнен из того же материала, что и соединенный с ним отрезок проводника.

лью повышения точности за счет умень

шения постоянной времени преобразователя, отрезки проводников имеют равное электрическое сопротивление, а каждый держатель выполнен из того же материала, что и соединенный с ним отрезок проводника.