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真空系統(tǒng)中壓力和真空度測量和控制的基本概念

2021-01-16 16:32

徹底講清如何在真空系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)壓力和真空度的準(zhǔn)確測量和控制

摘要：本文詳細(xì)介紹了真空系統(tǒng)中壓力和真空度測量和控制的基本概念已經(jīng)常用的技術(shù)指標(biāo)，詳細(xì)介紹了模／數(shù)轉(zhuǎn)換精度應(yīng)壓力和真空度測量分辨率的匹配，介紹了采用不同量程電容壓力計(jì)進(jìn)行真空度控制的最小建議范圍。

1．問題的提出

在各種真空工藝和測試系統(tǒng)的真空容器中，容器內(nèi)部的氣體壓力或真空度的準(zhǔn)確測量控制對于保證產(chǎn)品品質(zhì)和儀器測量精度至關(guān)重要。由此在氣壓或真空度控制過程中，需要根據(jù)容器內(nèi)的真空度穩(wěn)定性要求來確定控制方式和真空度采集精度，據(jù)此來選擇合理的控制儀表，因此需要充分理解與真空度相關(guān)的基本概念，并深入了解壓力和真空的測量方式以及控制器的特性和局限性。

2．真空和壓力的度量

2．1．真空和壓力的各種度量單位

在各種真空和壓力測量系統(tǒng)中，需要清晰的了解不同壓力指標(biāo)的含義。

通常用于真空測量的度量單位是托（Torr），等于1mmHg，它表示將汞的沉沒柱高度提高1．0mm所需的大氣壓力，一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力等于760Torr。在一些真空系統(tǒng)的真空測量中使用Torr的衍生單位毫托或1／1000Torr。大于1．0毫托的真空度通常用科學(xué)計(jì)數(shù)法表示（例如5．0E－06 Torr），在歐洲和亞洲常用的真空系統(tǒng)中的真空和氣象測量通常將條形圖分為1／1000，以產(chǎn)生毫巴（mbar）。

在美國常用的壓力度量標(biāo)準(zhǔn)是psi或“磅／平方英寸”，使用此度量標(biāo)準(zhǔn)，海平面上的大氣壓力測量值為14．69psi。為了進(jìn)行比較，歐洲和亞洲的壓力測量將大氣壓力定義為1．0bar。另一個指標(biāo)是“水的英寸高度”，該指標(biāo)通常用于報(bào)告美國天氣預(yù)報(bào)中的氣壓，單位是指由大氣壓支撐的水下水柱的高度。使用此度量標(biāo)準(zhǔn)，大氣壓為406．8英寸水柱（在4°C時），有時此度量單位用于工業(yè)過程中的真空測量。

壓力的國際單位制量度為Pascal（縮寫為Pa），以法國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家Blaise Pascal命名，它被定義為單位面積上的力的度量，等于每平方米一牛頓。SI單位的大氣壓為1．01325E＋05 Pa。有些氣壓測量通常也會以千帕斯卡（kPa）為單位進(jìn)行報(bào)告。表2－1列出了最常見的壓力表和真空表。

表2－1 壓力和真空的度量

徹底講清如何在真空系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)壓力和真空度的準(zhǔn)確測量和控制