DER0001536MA - Elektrisches Meßgerät zur Messung von Unter- und Überdrücken - Google Patents

Description

Zur Messung des Druckes in Vacuum-Anlagen stehen Geräte zur Verfügung. Eines von Ihnen, welches den Druck elektrisch messbar macht, ist das nach Pirani. Bei diesem Verfahren befindet sich ein metallischer elektrisch beheizter Draht im Vacuum. Eine Änderung des Unterdruckes ruft eine Änderung der Wärmeleitung und damit eine Änderung der Drahttemperatur und damit eine Änderung des Drahtwiderstandes hervor, welche mit einer Brückenschaltung gemessen werden kann.

Es würde für die Vacuummesstechnik einen Fortschritt bedeuten, wenn ein Gerät geschaffen würde, welches die Empfindlichkeit des beschriebenen Gerätes übertrifft. Dies erreicht das hiermit neu vorgeschlagene Gerät.

Dieses Gerät beruht ebenfalls auf der Widerstandsänderung eines im Vacuum befindlichen Leiters. Es verwendet jedoch anstelle des metallischen Leiters das erst neuerdings entwickelte Halbleitermaterial, dessen spezielle Eigenschaft es ist, Widerstandwerte von hoher reproduzierbarer Konstanz und sehr hohem Temperatur-Koeffizienten zu besitzen. Der Fortschritt ihrer Verwendung beruht darauf, dass ihr Temperatur-Koeffizient etwa den zehnfachen Betrag von dem der Metalle besitzt. Daher ist unter Verwendung eines solchen Halbleiters eine etwa zehnfach höhere Empfindlichkeit der Brückenschaltung und damit der Vacuumanzeige möglich. Oder es kann mit elektrischen Nullindikatoren (Brückenstrom-Anzeigeinstrumenten) von 1/10 der Empfindlichkeit die gleiche Druckanzeigeempfindlichkeit erreicht werden.

Das Gerät zur Vacuummessung besteht beispielsweise aus einem vacuumdichten Kolben, dessen Stutzen A mittels üblichen Vacuumschliffes an den Vacuumbehälter angeschlossen werden kann. In dem Kolben befindet sich die aus den vier Widerständen R(sub)1, R(sub)2, R(sub)3 und R(sub)4 bestehende Brückenschaltung, wobei die höchste Empfindlichkeit erreicht wird, wenn ein Paar der diagonal liegenden Widerstände (z.B. R(sub)1 und R(sub)4) aus den bezeichnetet Halbleitern mit hohem negativem Temperatur-Koeffizienten bestehen, während das andere Paar (R(sub)2 und R(sub)3) aus Metalldraht von positivem Temperatur Koeffizienten besteht.

Die übrigen Teile der in Bild 1 wiedergegebenen Brückenschaltung sind die bei Brückenschaltung nach Wheatstone mit Eingangsspannung-Unabhängigkeit üblichen. Als Brücken-Galvanometer dient ein je nach Empfindlichkeit zu wählendes, elektrischen Zeiger- oder Lichtzeiger-Messinstrument für hohe Genauigkeit. In Fällen, in denen mit merklichen Schwankungen der Brückeneingangsspannung zu rechnen ist, wäre eine Brückenschaltung zu wählen, die weitgehend spannungsunabhängig arbeitet. Als Brückeninstrument kann ein Kreuzspulinstrument oder ein T-Spul-Instrument oder ein Brückenkreuzspulinstrument verwendet werden, das unempfindlich gegen Schwankungen am Brückeneingang ist.

Die Vacuumanzeige erfolgt entweder durch direkten Ausschlag des Brückeninstrumentes oder durch Kompensation dieses Ausschlages unter Ablesung der Kompensationseinstellung. Das Gerät kann mannigfache Abänderungen erfahren. Z.B. kann es aus 2 getrennten Vacuumbehälter gebildet werden, in denen je ein Längsweg

(Widerstand R(sub)1 und R(sub)2 bzw. R(sub)3 und R(sub)4) untergebracht ist. Bei dieser Ausführung kann der eine Behälter mit Gas von bestimmten vorgeschriebenem Druck gefüllt werden, während dem anderen Behälter das auf Druck zu kontrollierende Gas zugeführt wird. Diese Ausführung eignet sich speziell da, wo ein Gasdruck gleich oder nahezu einem vorgeschriebenen anderen Gasdruck gleichgehalten werden soll.

Die Empfindlichkeit dieser Vergleichsschaltung ist unter gleichem elektrischen Aufwand geringer als in derjenigen nach Abb. 1.

Claims (3)

1.) Elektrisches Messgerät zur Messung von Unter- oder Oberdrücken, insbesondere von tiefsten der Messung überhaupt zugänglichen Drücken von Gasen, gekennzeichnet durch die Verwendung von Halbleitern mit hohem Temperatur-Koeffizienten und metallischen Leitern von dagegen geringem Temperatur-Koeffizienten in einer Wheatstoneschen Brückenschaltung, die sich in einem mit dem zu messenden Druck in Verbindung stehenden Kolben befindet.

2. Elektrisches Messgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Messung des Drucks durch direkten Zeigerausschlag eines spannungsunabhängigen elektrischen Messgerätes, des Brückengerätes, erfolgt.

3.) Elektrisches Messgerät nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass die Messung durch Einstellung einer Kompensationsschaltung mit Hand erfolgt oder durch selbsttätige Kompensation, so dass die Ablesung an der Kompensationseinstellung erfolgt.