Методические указания Челябинск 2012

2. ИЗМЕРЕНИЕ ВАКУУМА
2.1. Классификация вакуумметров.
Приборы для измерения давления газа ниже атмосферного (ва­куумметры), как правило, состоят из двух элементов: манометрического преобразования сигнала давления в электрический сигнал и измерительного блока.
По принципу действия вакуумметры делятся на следующие классы:

1. 
   Жидкостные V – образные;
   
2. 
   Компрессионные (вакуумметр Мак-Леода), действие которых основано на применении закона Бойля — Мариотта. Для измерения давления газ подвергается предварительно сжатию (компрессии).
   
3. 
   Деформационные (величину давления определяют по деформации мембраны, сильфона и т.п.);
   
4. 
   Тепловые, использующие зависимость теплопроводности газа от давления (подразделяются на термопарные вакуумметры и вакуумметры сопротивления);
   
5. 
   Ионизационные, принцип действия которых основан на зависимости электрических характеристик разряженного газа от давления.
   

Жидкостные, компрессионные и деформационные вакуумметры от­носятся к приборам прямого действия. Вакуумметры косвенного дей­ствия измеряют не само давление, а некоторую его функцию. Отсчет давления такими вакуумметрами зависит от состава газа и его тем­пературы.
Рассмотрим подробнее принцип действия тепловых и ионизаци­онных вакуумметров, наиболее широко применяемых в современных вакуумных системах.


2.2. Тепловой вакуумметр сопротивления.
Манометрический преобразователь сопротивления представляет собой лампу, в которой натянута вольфрамовая нить накала. Измерительной частью вакуумметра является мост, с помощью которого контролируется сопротивление нити накала. Измерение дав­ления производят при постоянной температуре нити накала маномет­ра. При изменении давления газа начинает изменяться теплоотвод от нити накала по за­кону (1) и, следовательно, температура вольфрамовой нити.
(1)
где: - мощность, выделяемая нитью:
- мощность, отводимая к стенкам лампы через газ, окружающий нить.
- мощность, рассеиваемая нитью путем излучения по закону Стефана – Больцмана,
- мощность, отводимая через подвеску нити и электри­ческие вводы.

И змерением тока J накала температуру нити возвращают к исход­ному состоянию. Информацию о давлении газа получают используя показания амперметра в цепи накала и градуировочную кривую, рис.7.