真空的测量课件.ppt

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1、邵先亦第四讲　　真空的测量真空测量就是真空度的测量，而真空度是指低于大气压力的气体稀薄程度。以压力表示真空度是由于历史上沿用下来的，并不十分合理。压力高意味着真空度低；反之，压力低与真空度高相对应。真空测量包括全压力测量、分压力测量和真空计校准三个部分。用以探测低压空间稀薄气体压力所用的仪器称为真空计。这里所谓压力的测量是指比大气压力小得多的气体压力测量。一、真空测量概念真空技术中遇到的气体压力都很低，如有时要测l0-10pa的压力，这样极小的压力用直接测量单位面积所承受的力是不可能的。因此，测量真空度的办法通常是在待测的气体中制造一定的物理现象，然后测量这个过程中与

2、气体压力有关的某些物理量，再设法间接确定出真实压力来。　　真空计种类繁多，工作原理各异，除极少数几种是直接测量压力外，其它几乎都是间接测量压力的。二.真空计的分类按真空度刻度方法分类：绝对真空计：直接读取气体压力，其压力响应(刻度)可通过自身几何尺寸计算出来或由测力确定。绝对真空计对所有气体都是准确的且与气体种类无关，属于绝对真空计的有U型镑压力计、压缩式真空计和热辐射真空计等。相对真空计：由一些气体压力有函数关系的量来确定压力，不能通过简单的计算进刻度，必须进行校准才能刻度。按真空计测量原理分类分为：直接测量真空计， 这种真空计直接测量单位面积上的力。间接测量真空

3、计  压力为10-1Pa时，作用在1cm2表面上力只有10-5N，显然测量这样小的力是困难的。但可根据低压下与气体压力有关的物理量的变化来间接测量压力的变化。三、真空计测量真空度范围四、真空测量特点(1)测量压力范围宽，105～l0-14Pa。    (2)大部分真空计是间接测量，只有压力为105～l0Pa时，可直接测单位面积所受的力。但大多数真空测量的压力远比上述为小，不能直接测量，应利用低压下气体的某些特性(如热传导、粘滞性和电离等)进行间接测量。    (3)多采用电测技术，反应迅速，灵敏度高，可实现自动化。    (4)大部分真空计的读数与气体种类和成分

4、有关。所以测量时要特别注意被测量气体种类和成分，否则会造成很大误差。    (5)测量精度不高。五、真空计选择原则(1)在要求的压力区域内有要求的精度。    (2)被测气体是否会损伤真空计；真空计可否会给被测气体状态带来影响。    (3)灵敏度与气体种类有关否。    (4)可否连续指示、电气指示以及反应时间长短。    (5)稳定性、复现性、可靠性和寿命如何。    (6)还要看真空计的安装方法、操作性能、保修、管理、市场有无销售、购买的难易程度和规格如何。六、常见真空计介绍：１、U型管真空计2、压缩式真中计－麦氏真空计(10-3Pa)压缩式真空计是

5、校准其他真空计的主要仪器。由测量毛细管3(顶端为封闭端)、比较毛细管4、玻璃泡2、水银存贮器1、三通阀7、与被测真空系统相连接的导管6和刻度尺5等组成。测量前将压缩式真空计的导管与被测系统相连接，由于系统内压力各处相等，所以玻璃泡和测量毛细管内的压力与待测系统内的压力p相等。测量时将水银面提升，当水银面停在M-M所示的位置时，这一瞬间将被测系统与玻璃泡分开，此时，玻璃泡内部压力与被测系统内压力p相等。当继续提升水银时，玻璃泡内的气体被压缩．体积开始减小、压力增高。P2压缩真空计的特点是：    (1)刻度与气体种类无关，这是对永久性气体而言。    (2)测量范围

6、较宽、精度较高。工作用压缩式真空计的测量范围为102～l0-3Pa，对其结构尺寸进行改进后可使量程进一步扩大。其测量精度比较高。    (3)不能连续测量。由于每测量一次需升降水银一次，不能连续读数，操作费时。(4)水银蒸气对人体有害。３、弹性元件真空计利用弹性元件在压差作用下产生弹性变形的原理制成的真空测量仪表称为弹性元件真空表。在结构和外形上与工业用压力表类似，一般用于粗真空(102～105Pa)的测量。根据变形弹性元件分类，这类真空计通常有弹簧管式、膜盒式和膜片式。弹性元件真空表的主要特点如下：    (1)测量结果是气体和蒸气的全压力，并与气体种类、成分及

7、其性质无关；    (2)测量过程中，仪表的吸气和放气很小，同时仪表内部没有高温部件，不会使油蒸气分解；    (3)测量精度较高；    (4)反应速度较快；    (5)结构牢固，选用适当材料能测量腐蚀性气体；    (6)是绝对真空计，0.5级以上的表可作为标准表。４、热传导真空计热传导真空计是根据在低压力下，气体分子热传导与压力有关的原理制成的。它是在一玻璃管壳中由边杆支撑一根热丝，热丝通以电流加热，使其温度高于周围气体和管壳的温度，于是在热丝和管壳之间产生热传导。当达到热平衡时，热丝的温度决定于气体热传导，因而也就决定于气体压力。