比對(duì)法真空計(jì)校準(zhǔn)系統(tǒng)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)過(guò)程
比對(duì)法真空計(jì)校準(zhǔn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),如圖2所示,它由校準(zhǔn)真空室、高壓氣源氣瓶、膨脹小室、抽氣系統(tǒng)及管道及閥門(mén)等組成。核心單元校準(zhǔn)室采用名為“封頭”的直徑為450mm的球形容器,球體赤道圈上均布了10個(gè)真空規(guī)接口,以保證室內(nèi)真空壓力的均勻性。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)選用高準(zhǔn)確度的副標(biāo)準(zhǔn)規(guī),它使校準(zhǔn)裝置的不確定度大大降低。真空系統(tǒng)采用分子泵-旋片泵機(jī)組,主泵采用啟動(dòng)迅速的分子泵,縮短了校準(zhǔn)過(guò)程所需的時(shí)間。
1、16. 旋片泵 2、15. 分子泵 3、6、8、11、13、14. 真空閥門(mén) 4. 校準(zhǔn)真空室 5. 標(biāo)準(zhǔn)規(guī) 7. 被校規(guī) 9. 膨脹小室 10. 壓電規(guī) 12. 高壓氣源氣瓶
圖2真空計(jì)校準(zhǔn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
連接在校準(zhǔn)真空室上的10 個(gè)規(guī)管, 包括1 個(gè)INFICON 薄膜規(guī)、1個(gè)INFICON 冷規(guī)和8 個(gè)ZJ227C 型電離規(guī)。8個(gè)電離規(guī)中有2 個(gè)是經(jīng)過(guò)真空計(jì)量一級(jí)站校準(zhǔn)過(guò)的, 這里把它們作為副標(biāo)準(zhǔn)規(guī)。另外6 個(gè)電離規(guī)和冷規(guī)、薄膜規(guī)是被校規(guī),標(biāo)準(zhǔn)規(guī)和被校規(guī)均與各自的真空儀器配套使用。這些電離規(guī)的測(cè)量范圍是1E-5 ～1 Pa ,而薄膜規(guī)是一種全壓力規(guī),不受氣體種類的影響。高壓氣瓶用于提供實(shí)驗(yàn)氣體的氣源, 實(shí)驗(yàn)氣體有6 種,分別為氮?dú)狻錃狻⒑狻㈦畾狻⒓淄楹投趸?其純度均高達(dá)99.999% 。在高壓氣瓶與膨脹小室之間連接有減壓閥,用以減壓。
在標(biāo)定裝置上開(kāi)展標(biāo)定實(shí)驗(yàn),首先將校準(zhǔn)真空室抽至極限真空5×10-6 Pa(盡量減小本底誤差),然后依次在1E-4～1E-1Pa的每一個(gè)量級(jí)內(nèi)測(cè)量若干個(gè)樣本數(shù)據(jù), 即在每一量級(jí)內(nèi),通過(guò)膨脹過(guò)程使真空度緩慢變化,以等間距地讀取穩(wěn)定后的數(shù)據(jù)。每個(gè)量級(jí)共記錄9個(gè)點(diǎn),一個(gè)規(guī)管對(duì)一種氣體需記錄36個(gè)數(shù)據(jù)(實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)還要多)。
表1給出了被校熱陰極規(guī)與副標(biāo)準(zhǔn)規(guī)在10-4量級(jí)內(nèi)比對(duì)結(jié)果的數(shù)據(jù)記錄,因受篇幅所限,這里只給出4種氣體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。可以看出,在校準(zhǔn)之前,被校規(guī)的示值與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)的真值之間存在著10%～20%的偏差。
