JP2509796Y2 - 気体圧力計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、電離型の圧力センサと、水晶振動子を用
いた圧力センサの二種類の圧力センサを使用することに
よって測定可能レンジを広くした気体圧力計並びに水晶
振動子を用いた圧力センサによる気体圧力計に関する。

（従来の技術） 従来、真空排気された容器の圧力を測定する気体圧力
計として、電離型の圧力センサと、水晶振動子を用いた
圧力センサを制御回路と接続して、前記容器（被測定容
器）の圧力を測定するようにした気体圧力計が知られて
いる。

この場合、電離型の圧力センサは１×10^-2〜１×10^-8
Torrの高真空の圧力領域をカバーし、水晶振動子を用い
た圧力センサは大気圧より１×10^-2Torrの低真空の圧力
領域をカバーすることにより、広い測定レンジを確保で
きるものであった。

（考案が解決しようとする課題） 前記のような気体圧力計において、水晶振動子を用い
た圧力センサは約100mV程度の低電圧で、かつ一定の振
幅の交流電力（32KHz）を印加して駆動する必要があ
り、この駆動電力を前記制御回路から水晶振動子へ与え
るようにした場合、圧力センサと制御回路の接続線路で
外来雑音の影響を受けたり、接続線路の浮遊容量によっ
て、正確な測定が妨げられる問題点があった。

特に圧力センサと制御回路が長い距離（例えば数100
m）で離れた場合に、外来雑音の影響が大きいと共に、
浮遊容量も大きくなって、水晶振動子の発振条件が変化
し、発振しない場合も起るなど、電離型の圧力センサと
組合せて、広い測定レンジを確保した効果を無くするも
のであった。

この考案はこのような問題点を解決しようとしてなさ
れたもので、圧力センサと制御回路が離れていても正確
な測定を可能とし、又、更には広い測定レンジをカバー
できる気体圧力計を提供することを目的としている。

（課題を解決する為の手段） この考案の気体圧力計は、電離型の圧力センサと、水
晶振動子を用いた圧力センサを共通の被測定容器へ取付
け、各圧力センサを制御回路と接続して、被測定容器の
圧力を測定する気体圧力計において、前記水晶振動子を
用いた圧力センサと制御回路との接続線路中の、被測定
容器側にプリアンプが設けてあることを特徴としてい
る。

前記電離型の圧力センサは、従来から用いられている
熱陰極型のＢ−Ａゲージ、三極管ゲージや冷陰極型のペ
ニングゲージが用いられる。

水晶振動子を用いた圧力センサも、従来から用いられ
ているもので、真空中における水晶振動子のインピーダ
ンス変化から圧力を求める形式のものが用いられる。

前記制御回路は、電離型の圧力センサおよび水晶振動
子を用いた圧力センサの相方の動作させる為の回路であ
って、夫々別体で構成しても良いが、各回路を一つの筐
体内に組込んで一体とし、各圧力センサのカバーする圧
力領域に従って、動作させる圧力センサを自動的に（或
いは手動により）切替わるようにするのが望ましい。

又、この考案の別の気体圧力計は、水晶振動子を用い
た圧力センサを被測定容器へ取付け、該圧力センサを制
御回路と接続して被測定容器の圧力を測定する気体圧力
計において、前記水晶振動子を用いた圧力センサと制御
回路との接続線路中の、被測定容器側にプリアンプが設
けてあることを特徴としている。

（作用） この考案の気体圧力計によれば、外来雑音の影響を受
け易い接続線路をプリアンプと水晶振動子を用いた圧力
センサの間を短い距離にして、外来雑音や浮遊容量に起
因する問題を無くすることができる。又、プリアンプと
制御回路の接続線路は、高い電圧の信号線路として外来
雑音の影響を受けなくすることができる。

（実施例） 以下、この考案の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は実施例の気体圧力計の構成を表わしたもの
で、被測定容器１内に取付けられたペニングゲージ２と
水晶振動子３に対する制御回路４を構成している。前記
ペニングゲージ２と水晶振動子３は一つのフランジに取
付けて一体化したものでも、夫々別のフランジに取付け
て個別化したものでも良い。

ペニングゲージ２に対する制御回路は従来のものと同
様であり、高電圧発生ユニット５とログアンプ６からな
り、ログアンプ６の出力をメータ駆動回路７に与えて、
メータ８（アナログ又はデジタル）に圧力を表示できる
ようになっている。

水晶振動子３に対する制御回路は、基準電圧発生器９
とプリアンプ10とで構成されて、プリアンプ10の出力を
メータ駆動回路７に与えてメータ８に圧力を表示できる
ようになっている。

前記ログアンプ６の出力およびプリアンプ10の出力は
夫々比較器11にも与えてあり、該比較器11で前記高電圧
発生ユニット５のON/OFF制御を行い、ペニングゲージ２
と水晶振動子３の動作切換が自動的にできるようにして
ある。例えば大気圧から１×10^-2Torr台までの低真空領
域では、高電圧発生ユニット５をOFFとして、水晶振動
子３で圧力測定を行い、１×10^-2Torr以下の高真空領域
になったときには、高電圧発生ユニット５をONとして、
ペニングゲージ２で圧力測定を行うようにするものであ
る。

前記プリアンプ10は第２図に示したような回路構成と
してある。即ち、図中12が電圧制御減衰器、13が比較
器、14が全波整流器、15が1/10減衰器、16が電流電圧変
換器、17が全波整流器である。そしてこのプリアンプ10
は水晶振動子３と制御回路４を結ぶ接続線路の、被測定
容器１の近くに設けるものである。

水晶振動子３は、この場合100mV程度の低電圧で、か
つ一定の振幅で駆動し、圧力変化に従って変化するイン
ピーダンスの変化が圧力に換算される。

このように水晶振動子３の駆動電圧は低電圧であるの
で、水晶振動子３と制御回路４の距離が長い場合には、
接続線路で外来雑音の影響を受けると共に、浮遊容量も
大きくなって発振条件が変化し、正確な測定ができない
ものであった。

この点、実施例のようにプリアンプ10を制御回路４と
水晶振動子３の接続線路中に設けて、かつプリアンプ10
の部分を被測定容器１側に設けたので、低電圧の駆動電
圧に対する外来雑音の影響を少くでき、かつ浮遊容量を
小さくして、正確な測定を行うことができる。

又、水晶振動子３の駆動電圧を発生する回路手段とし
てアナログスイッチを利用することが一般に行なわれて
いる。アナログスイッチを利用して駆動回路を構成した
場合、アナログスイッチに対して100mV程度の低電圧の
電圧基準が必要である。従って単にプリアンプ10を被測
定容器１側に設けても、制御回路４とプリアンプ10の間
で、前記電圧基準の為の線路が必要で、この部分で外来
雑音の影響を受けることになる。

この点、実施例では、アナログスイッチに代えて、電
圧制御減衰器12、比較器13および全波整流器15による振
幅一定駆動回路と、1/10減衰器16で構成してあるので比
較器13に対する電圧基準は5V程度の高い電圧とすること
ができ、プリアンプ10と制御回路４を接続する線路が長
くなっても、外来雑音の影響を受けなくすることができ
る。又、振幅一定駆動回路を構成した全波整流器15も±
1V程度で動作させることになり、整流動作も正確にし
て、安定な測定をすることができる。

以上、ペニングゲージと水晶振動子を組合せた気体圧
力計について説明したが、ペニングゲージに係わる部分
を除くことにより、水晶振動子単独の気体圧力計を構成
し、同様の作用効果が得られる。

（考案の効果） この考案によれば、水晶振動子と制御回路の距離が長
くても正確な測定ができる効果があり、電離型の圧力セ
ンサと組合せて、広い測定レンジを確保した気体圧力を
有効に利用できる効果がある。

又、水晶振動子と制御回路の距離が長くても外来雑音
の影響を受けたり、接続線路の浮遊容量によって正確な
測定が妨げられることなく、正確な測定ができるなどの
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例の構成を表わしたブロック
図、第２図は同じく実施例のプリアンプの構成を表わし
たブロック図である。 １……被測定容器、２……ペニングゲージ ３……水晶振動子、４……制御回路 10……プリアンプ、12……電圧制御減衰器 13……比較器、14、17……全波整流器 15……1/10減衰器、16……電流電圧変換器

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】電離型の圧力センサと、水晶振動子を用い
   た圧力センサを共通の被測定容器へ取付け、各圧力セン
   サを制御回路と接続して被測定容器の圧力を測定する気
   体圧力計において、ペニングゲージの回路と水晶振動子
   の回路とに自動切換用の高電圧発生ユニットを介装し、
   前記水晶振動子を用いた圧力センサと制御回路との接続
   線路中の、被測定容器側に近接してプリアンプが設けて
   あることを特徴とした気体圧力計