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通過皮拉尼原理來測量真空度的熱導(dǎo)傳感器

電子設(shè)計 ? 來源:電子設(shè)計 ? 作者:電子設(shè)計 ? 2020-12-25 22:46 ? 次閱讀

真空度是指真空下氣體的稀薄程度。如果被測設(shè)備中的壓力低于大氣壓力,則需要真空測量儀器進行壓力測量。從真空測量儀中讀取的值稱為真空度,真空度值表示系統(tǒng)壓力的實際值低于大氣壓力,即真空度=大氣壓力-絕對壓力,絕對壓力=大氣壓+表壓(-真空度)。

常用的真空度檢測儀器有真空計和熱導(dǎo)傳感器,檢測原理是皮拉尼原理。下面工采網(wǎng)以皮拉尼原理的真空計和熱導(dǎo)傳感器來簡要概述一下這二者在真空度檢測事項方面的差異。

皮拉尼真空計,其工作原理是每單位體積的空氣分子數(shù)隨著真空度的不同而不同,而電阻絲的溫度是不同的,因為電阻絲的電阻率是溫度的函數(shù),所以不同的真空度導(dǎo)致不同的電阻率,所以電阻不同,電阻絲上的電流壓降也不同。根據(jù)電壓的變化,可以轉(zhuǎn)換氣壓,即可以測量真空度。實際的皮拉尼真空吸塵器通常被制成一個四臂電橋,用電阻絲串聯(lián)起來進行溫度補償。

熱導(dǎo)傳感器是真空科學(xué)研究和真空測試技術(shù)的重要檢測元件。基于皮拉尼原理的熱導(dǎo)傳感器廣泛用于測量105帕至10-1帕的粗真空。它包含一個暴露在被測氣體環(huán)境中的加熱體,該加熱體被流經(jīng)它的電流加熱,并被周圍氣體的散熱冷卻。如果氣壓降低,氣體的散熱就會減少,所以當(dāng)加熱電流不變時,加熱體的溫度就會升高,反之亦然。

熱導(dǎo)傳感器的加熱元件(即測量電阻器)由放置在絕熱膜上的鉑膜電阻器組成。絕緣膜懸掛在微加工的25深度空腔上,空腔的底面平行于絕緣膜,以確保傳熱率的精確測量。由于被測氣體非常小(即腔體體積小),因此它可以提供超低功耗和快速響應(yīng)時間。熱導(dǎo)傳感器廣泛應(yīng)用于分析儀器、任何封閉系統(tǒng)中的真空檢漏設(shè)備、半導(dǎo)體設(shè)備、便攜式真空計設(shè)備等。

對于真空度測量儀器的選擇,工采網(wǎng)代理了兩款熱導(dǎo)傳感器,瑞士Neroxis 熱導(dǎo)式氣體傳感器 - MTCS2601和荷蘭Xensor 熱導(dǎo)式氣體傳感器 - XEN-TCG3880。MTCS2601對安裝位置不敏感,可以使用在串?dāng)_氣體環(huán)境中,與一個簡單恒定的溫度電路兼容。XEN-TCG3880適用于10mPa~10KPa 之間的真空度測量。

審核編輯:符乾江
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