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皮拉尼真空计
发布时间:2021-01-27 21:48    文章作者:凯博国际

  皮拉尼真空计 英文名称: Pirani vacuum gauge 定义: 利用电阻丝的阻值随温度变化的原理来测量压强的仪器。 所属学科: 机械工程(一级学科);实验室仪器和装置(二级学科);真空获得仪器与装置-真空 仪器与装置(三级学科) 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 也 称 电 阻 式 真 空 规 。其 工 作 原 理 是 :真 空 度 不 同 ,单 位 体 积 内 的 空 气 分 子 数 就 不 同 ,对 于 正 在 发 热 的 电 阻 丝 带 走 热 量 的 能 力( 散 热 能 力 )就 不 同 ,电 阻 丝 温 度 就 不 同 , 因 为 电 阻 丝 的 电 阻 率 是 温 度 的 函 数 ,所 以 不 同 的 真 空 度 就 引 起 了 电 阻 率 的 不 同 ,则 电 阻 就 不 同 ,电 流 在 电 阻 丝 上 的 压 降 就 不 同 ,根 据 电 压 的 变 化 就 能 换 算 出 空 气 压 强 ,也 就 是 测 量 真 空 度 。实 际 的 皮 拉 尼 真 空 计 一 般 做 成 四 臂 电 桥 ,并 有 用 于 温 度 补 偿 的 电 阻 丝与其串联。 用于测量低于大气压的稀薄气体总压力的仪表,又称真空规。真空计的测量单位沿用压 力测量单位,压力的国际单位为帕(Pa),曾使用的单位还有托(Torr)和毫巴(mbar)等。 热阴极电离线)电子在电场中飞行时从电场获得能量,若与气体分子碰撞,将使气体分子以一定几 率发生电离,产生正离子和次级电子。其电离几率与电子能量有关。电子在飞行路途中产生 的正离子数,正比于气体密度 n,在一定温度下正比于气体的压力 p。因此,可根据离子电流 的大小指示真空度。这就是电离真空计工作原理。 由灯丝加热提供电子源的电离真空计称为热阴极电离真空计,其型式繁多,各具不同特点 和适用不同的压力测量范围。 热阴极电离真空计由测量规管(或规头)和电气测量电路(真空计控制单元和指示单元)组 成。规管功能是把非电量的气体压力转换成电量——离子电流 (2)当气体导电时,电子与气体分子的碰撞频率跟气体分子的密度有关。密度大,碰撞 的频率就高,产生的离子也越多,气体中的电流就越强。又由于气体分子的密度与气体的压 强是直接相关的,因此,测定了气体中电流的大小,即可确定气体的压强。根据上述原理即 可制成热阴极电离真空计。最简单的热阴极电离真空计就是一只三极管, F 是灯丝电路, 通电流后使灯丝受热向外发射电子。在栅极上加一约为 150~200 伏特的正电压,这一正电 压可吸引和加速由灯丝发射出来的电子。被加速的电子穿过栅极后,因板极 B 的电压对栅 极为低的负电压,因此电子又被板极推回,再加速向栅极返回。这样,电子在往返的运动中 就与其中的气体分子碰撞,使分子电离,变成正离子和二次电子,而正离子将被板极所吸引, 在板极电路中形成电流。 (3) ,热电子向处在正电位的加速极飞去,一部分被加速极吸收,另一部分穿出加速极栅间 空隙继续向离子收集极飞去,由于收集极是负电位,电子在靠近收极集时受到电场的推斥而返 回,在加速极栅间作来回振荡,直到被加速极吸收为止,电子在飞行路程中不断跟管内的气体 分子碰撞,使气体电离,正离子被收集极收集,这样在回路中产生了离子流 灯丝在通电加热以后发出热电子 加速极的电位在+100------+300V 收集极的电位在负 10------负 50V 由于电子的平均自由程小,气体在 10 的负一次方以上,气体不能电离.所以不能反映气压, 在 10 的负 5 次方以下,会产生光电子,造成指示不准确. 真空的测量利用复合真空计。它由两个热偶真空计和一个电离线)热偶真空计 是利用稀薄气体状态下气体分子的导热性制成的。压强越高,气体分子碰撞灯丝带走的热量 就越多,因此灯丝温度越低,使得热电偶产生的电动势越大。热偶线)电离真空计是利用低压气体被快速电子碰撞而电离的规律制成的。它 是一种三极电子管,将灯丝通以电流使其发射电子,电子与气体分子碰撞使气体分子电离, 离子电流正比与气体分子浓度,因此可以用电流去测量气体压强。电离线Pa,必须注意的是:电离线 Pa 的真空中测量,否则会因为离 子电流过大而烧毁电离规。 b~ U v1 dmgII0YT


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