電容膜片真空計(jì)工作原理
電容膜片真空計(jì)是絕對(duì)壓力測(cè)量,依靠彈性膜片受壓形變改變電容,和氣體種類無關(guān)。
結(jié)構(gòu)
內(nèi)部有一塊很薄的彈性膜片,把腔體分成兩部分:
參考腔:出廠時(shí)預(yù)先抽成真空并密封,作為壓力零點(diǎn)基準(zhǔn)。
測(cè)量腔:和被測(cè)真空設(shè)備相連,感受實(shí)際真空壓力。
膜片本身是一個(gè)可動(dòng)電極,對(duì)面有一塊固定電極,兩者組成平板電容器。
壓力?形變?電容變化
被測(cè)真空壓力作用在膜片兩側(cè),兩邊存在壓力差:
測(cè)量腔壓力 − 參考腔(近乎 0)= 被測(cè)絕對(duì)壓力
壓力越大,膜片就向參考腔一側(cè)發(fā)生微小彎曲變形,膜片與固定電極之間的間距發(fā)生改變。
平板電容的電容大小和極板間距成反比:間距變小 → 電容變大;間距變大 → 電容變小。
信號(hào)轉(zhuǎn)換輸出
內(nèi)部電子電路檢測(cè)電容的微小變化,把它換算成壓力值,輸出模擬信號(hào)(0?10V /4?20mA)或者數(shù)字信號(hào) RS485。
核心本質(zhì):測(cè)機(jī)械力導(dǎo)致的膜片位移,不是測(cè)氣體熱效應(yīng)。
所以不管是空氣、氬氣、氧氣,同樣壓力下讀數(shù)一樣,不需要?dú)怏w修正。
簡(jiǎn)單通俗版
一邊是封死的超高真空基準(zhǔn),一邊接你的真空罐;壓力來了把薄膜壓彎,薄膜彎多少改變電容,電路讀出電容就算出壓力。
關(guān)鍵點(diǎn)補(bǔ)充
零點(diǎn):當(dāng)測(cè)量腔抽到和參考腔一樣高真空,膜片無變形,此時(shí)做零點(diǎn)調(diào)零。
限制:膜片機(jī)械形變有下限,一般測(cè)到 10?³Pa,再低膜片幾乎不動(dòng),測(cè)不出。
溫度會(huì)讓膜片熱脹冷縮,高精度規(guī)格自帶溫度補(bǔ)償電路。