专利名称:定温式热偶真空计的制作方法
本实用新型属於非电量电测仪器。
通常热偶真空计是以定流方式工作的(见图1)，即由电源〔1〕给热偶真空规管〔2〕的加热丝提供恒定的电流，而以热偶输出的热电动势来衡量热偶真空规管内空间以及与其相连通的被测空间内气体的压强。由于热电动势随着被测空间气压的增大而迅速下降趋於零，所以定流式热偶真空计的气压测量上限只能达到1托。
在某些场合，例如离子器件、气体激光管和金属膜电阻等的生产中，被测空间的充气压强都远远超过1托，所以定流式热偶真空计不能满足实际测量的需要。
本实用新型的任务是要解决定流式热偶真空计测量上限低的缺点，使热偶真空计测量气压上限能扩展到25托。
扩展热偶真空计测量上限的基本方法是使热偶工作於定温方式。图2是室温式热偶真空计的结构框图。它由可控电源〔1〕、热偶真空规管〔2〕、反馈通道〔3〕、限流电阻〔4〕、检流装置〔5〕组成。一开始可根据测量范围和热偶的过载能力给定一个初始加热电流，相应地就设定了热偶热端的温度，同时热偶输出一个热电动势。假定被测空间的气压增大，则由于热交换增强而使热偶热端温度下降，於是引起热电动势减小，热电动势的减小使反馈通道〔3〕给出一个控制信号，使可控电源增加给热偶的加热电流，最后使热偶热端的温度趋于恒定。反之，若被测空间的气压减小，则反馈系统使加热电流减小，同样使热偶热端温度趋于恒定。这样加热电流的大小可以用来衡量被测空间气压的大小，并可大大扩展热偶真空计的测量上限，例如扩展到25托。
通常的热偶真空规管，由于其结构上的特点，它的加热电流回路与热电动势回路不允许直流共地。所以图2中的反馈通道〔3〕必须分成〔3－1〕与〔3－2〕两部分，如图3所示。为分离加热电流回路与热电动势回路的公共端，可以采用光电耦合技术或用斩波放大器加变压器耦合的技术。
由于热偶的热惯性较大，所以定温式热偶真空计这样的反馈系统很可能出现过大的超调甚至发生振
，即产生所谓的灯丝闪烁现象，严重时可以使热偶过载而烧毁。为了使系统稳定，可以在反馈通道中接入校正网络。
图4所示为一个实施例，图中可控电源〔1〕由两个晶体管复接而成。〔2〕是热偶真空规管，可采用北京钢铁学院和北京大学联合研制的RZ－53B型热偶真空规管。〔4〕为限流电阻，〔5〕为检流装置。〔6〕是光电耦合器，它起耦合信号且分离热偶加热电流回路与热电动势回路的直流公共端的作用。反馈通道由〔3－1〕与〔3－2〕组成。在〔3－1〕中，热电动势经比例放大器推动由一个晶体管组成的电流放大器向发光二极管提供电流信号，发光二极管将电流信号变为光信号传输给光电三极管。在〔3－2〕中运算放大器的反相端接受光电三极管来的信号；同相端接有一个分压电路，用它可以调整热偶的工作温度。电阻R和电容C组成校正网络，其时间常数T＝RC＝10～100毫秒。
按图4制成的定温式热偶真空计，经中国科学院计量科学研究院测定，在10－5托至25托范围内热电动势的变化小於±0.6％。
权利要求
1.一种由热偶真空规管[2]和电源[1]组成的热偶真空计；其特征在于(1)、具有反馈通道[3]，热电动势经反馈通道[3]后产生对电源的控制信号；(2)、反馈通道[3]由[3-1]和[3-2]两部分组成，使得热偶的加热电流回路与热电动势回路不共地。
2.如权利要求
1所述的热偶真空计其特征在于反馈通道〔3－2〕中有RC校正网络，校正网络的时间常数为10至100毫秒。
专利摘要
定温式热偶真空计，属于非电量电测仪器。热偶真空计通常以定流方式工作，其测量气压上限小于1托。为了扩大测量气压的上限，使热偶工作于定温方式，把气压变化引起的热电动势变化通过反馈通道控制热偶的加热电流，并以加热电流的大小来度量被测气压。为了隔离热偶加热电流回路与热电动势回路的直流公共端，反馈通道中利用光电耦合环节。用RC校正网络消除灯丝闪烁现象。本定温式热偶真空计测量范围达10-5托至25托，热电动势的变化小于±0.6％。
文档编号G01L21/00GK85200111SQ85200111
公开日1985年12月20日 申请日期1985年4月1日
发明者段振华, 朱晓松 申请人:北京大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan