JP3421951B2 - 固定回転軸線を中心として回転するガス摩擦センサを有するガス摩擦真空計 - Google Patents

固定回転軸線を中心として回転するガス摩擦センサを有するガス摩擦真空計

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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、固定回転軸線を中心として回転するガス摩
擦センサを有するガス摩擦真空計に関する。ガス摩擦セ
ンサは排気可能な測定室の内側に磁気的に摩擦接触せず
に支承されている。このために必要な磁場がガス摩擦セ
ンサの回転軸線に関して回転対称に形成されかつ調整可
能である。真空を測定すべき真空室と、測定室が圧力測
定のときに空間的に連結している。
磁気的に支承された、回転するガス摩擦センサを有す
るガス摩擦真空計が知られている(例えばドイツ連邦共
和国特許第33 34 750号参照)。この圧力測定装置で
は、真空測定のために、分子のガス摩擦センサへの衝突
により発生するセンサ回転の制動が決定され、その際単
位時間当たりの制動が少なければ少ないほど、それだけ
いっそう圧力が低くなるかまたは測定すべき真空がいっ
そう良好になる。ドイツ連邦共和国特許第34 31 517号
には、0.1ミリバールの圧力以上の真空測定のときに粘
性により影響されるガス摩擦を補正するために圧力測定
値が温度補正されるガス摩擦真空計が記載されている。
しかしながら、これまで知られたガス摩擦真空計の構
造的構成によれば、ガス摩擦センサの回転軸線に一致す
る測定室軸線をできるだけ正確に垂直に方向づけること
が従来必要になり、測定された真空の表示ときに不正確
を避けなければならない。
本発明の課題は、構造的費用を増加せずに、水平線か
らそれる測定室軸線を許容しかつそれによって生ずる測
定誤差を埋め合わせることである。
この課題は、冒頭に述べた種類のガス摩擦真空計にお
いて、本発明により、請求項1に記載の特徴により解決
される。
垂線に対する回転軸線の傾斜を測定する測定装置を用
いて、回転軸線の実際に与えられた配向を決定し、測定
装置の出力信号を、測定値を決定する計算ユニットに送
り、計算ユニットは与えられた軸方向位置のゆえに粗悪
になった測定値を補正し、そして事実上存在する真空の
結果としてガス摩擦センサの回転制動に対応する圧力測
定値を表示する。計算ユニットに送られた補正値は、一
方では垂線と回転軸線の与えられた配向の間の角度の正
弦の二乗と、付加的に真空室内の圧力に依存する分子摩
擦の結果として制動をかけるために他方では回転軸線の
傾斜の際に生ずる乱流で条件づけられたガス摩擦センサ
の制動との間の釣合いを基礎として検知することができ
る。その場合、とりわけ少なくとも一つの知られた角度
について、高い真空でかつ無視できるガス摩擦のときに
前もって実験的に、乱流で条件づけられた制動を決定し
なければならない。
多くの使用目的のために、少なくとも二つの傾斜角を
決定する測定装置(請求項2)、特に回転軸線の水平お
よび垂直位置を測定する測定装置を使用すれば、充分に
簡略化できる。このために適当な測定装置は電子的また
は電子機械的水準器であり、その信号は計算ユニットに
伝送される。
本発明のさらに有利な構成は、請求項3によれば、ガ
ス摩擦センサのために、ガス摩擦センサの回転軸線の与
えられた傾斜を検知するために既存の駆動または安定化
コイルを利用することにある。測定室軸線の傾きによ
り、すなわち重力のゆえにコイル配置の対称軸からのガ
ス摩擦センサのかたよりが引き起こされる。それと共
に、コイルに対するセンサの間隔、例えば対称軸に関し
てそれぞれ対をなして配置された駆動コイルに対するセ
ンサの間隔が変化する。その際生ずるコイルインダクタ
ンスの微分変化は垂線と回転軸線の間の与えられた角度
のための値でありかつ回転軸線の配向のための測定値と
して利用することができ、その測定値は傾斜位置におけ
るガス摩擦センサの、乱流で条件づけられる制動のため
の補正値として計算ユニットに導入される。
ガス摩擦真空計の磁石配置とコイル配置の対称軸から
のガス摩擦センサの、重力によるかたよりは、ガス摩擦
センサの電磁的安定化のための電気的調整円においても
認めることができる。回転軸線が垂線に対して傾斜する
と、角度によっては、ガス摩擦センサに作用する対称軸
に沿った重力の成分も減らされる。そのとき、安定化電
子機器のゼロ点が狂う。狂いの値は、電子機器において
は、傾斜角の正弦に比例する電圧を発生し、この電圧は
計算ユニットに補正信号として導入することができる
(請求項4)。ガス摩擦センサの制動により表示され
た、乱流だけによる制動に関する値の補正が、上記の演
算数に対応して行われる。
対称軸からのガス摩擦センサのそれを単に記録して適
当な補正信号を発生させる代わりに、特にガス摩擦セン
サが測定室の壁と接触するのを避けるために、ガス摩擦
センサの与えられた同軸の位置を維持することが必要な
場合が多い。有利な仕方で、これは請求項5により、測
定室軸線と一致する軸線を有する駆動コイルを用いて行
われる。そのとき、駆動コイルをコイル対として配置し
た場合に、測定室におけるその中心位置からのガス摩擦
センサのそれを検知しかつガス摩擦センサの電磁的な位
置安定化にも利用されるような調節円を介して、ガス摩
擦センサに復帰力が及ぼされるように駆動コイルを切り
替えることができる。そのとき、ガス摩擦センサの測定
値の補正に必要である回転軸線の傾斜位置に関する情報
を、ガス摩擦センサの復帰のために加えるべき電気的出
力から検知することができる。
次に、本発明を図面に概略的に再現された実施例によ
り詳細に説明する。
球形のガス摩擦センサを有するガス摩擦真空計の測定
ヘッドの断面斜視図である。図面は個々に次のことを示
す。すなわち 第1図は球形のガス摩擦センサを有するガス摩擦真空
計の測定ヘッドの断面斜視図を示し、 第2図は計算ユニットに送るべき信号のための回路図
である。
図面は、薄肉の金属管3に球形のガス摩擦センサ2を
有する測定ヘッド1を示しており、金属管3は真空度を
測定すべき真空室4に真空が漏れないように固定されか
つ真空室4に向かって端面側で開放されている。金属管
3の対向する端面がカバー5で真空が漏れないように閉
鎖されている。金属管3上を、金属管3の管軸線6に対
し垂直に延びる対称軸線7を有する測定ヘッド1が摺動
可能である。
磁化可能な材料で製造されたガス摩擦センサ2の接触
しない位置が、二つの永久磁石8、9および二つの調節
可能な電気的安定化コイル10、11によりつくられ、これ
らは対称軸線7に関して対をなして対向して配置されて
いる。ガス摩擦センサ2の周りに同様に対をなして配置
された四つの別の電気的減衰コイル12(図1には減衰コ
イル12a、12bしか見ることができない)により、ガス摩
擦センサの側方の振動を減衰するように配慮される。
ガス摩擦センサは、対をなして配置された四つの電気
的駆動コイル13(図1の駆動コイル13a〜13b)により回
転するように配置されており、電気的駆動コイル13は電
気的接続線14およびスイッチ15を経て三相発電機16と接
続可能である。ガス摩擦センサは金属管3内において四
つの駆動コイル13の間の中心に配置されている。ガス摩
擦センサ2の回転数を検知するために、走査センサとし
て二つの走査コイル17a、17bが役立つ。ガス摩擦センサ
が回転すると、これらの走査コイルには、回転体の回転
周波数と共に回る磁化成分のために回転数同期する電圧
が誘導され、この電圧は、走査コイルに接続された信号
線18を経て計算ユニット19に導入される。計算ユニット
19は回転体2の回転周波数の時間的な変化を検知し、そ
こから回転体を囲むガスの真空室4を支配する圧力を計
算することができる。
測定ヘッド1には、実施の形態では測定ヘッド1の対
称軸7と一致する、回転軸線20の、図1では垂直に配向
された回転軸線6により表される垂線21(それ故、回転
軸線6と対称軸7は付加的に参照数字21または20を付け
てある)に対する傾斜の測定装置として、角度センサ22
が存在しており、この角度センサ22は、この実施の形態
では、角度センサを用いて傾斜に対応する、回転軸線20
と空間固定の垂線21との間の傾斜角24を決定できるよう
に外側の測定ヘッドハウジングにおいて測定ヘッド1の
ハウジング面23に取りつけられかつ調整されている。回
転軸線20と垂線21の間の傾斜角24は、この実施の形態で
は90゜になる。角度センサ22は信号線25を経て計器用変
圧器26の入力部と接続され、その出力は信号線27を経て
計算ユニット19へ導かれる。計器用変圧器26には、角度
センサ22から発信された信号(電圧値Uまたは抵抗値
R)が信号電圧Uαに変圧されて、計算ユニット19に導
入される。
角度センサ22の代わりに、傾斜角24のための測定装置
兼発信器として一つまたは複数の電気的コイルを、ガス
摩擦センサ2の位置を走査するために、その安定化、減
衰のためにまたはその駆動のために利用可能である。実
施の形態では、駆動コイル13aと13bから信号線28、29を
経てインダクタンスが下げられ、その計器用変圧器30の
微分変化が、傾斜角24と比例して変化する信号電圧Uα
に変換される。計器用変圧器30から信号線31が計算ユニ
ット19へ導かれている。
さらに、この実施の形態では、与えられた傾斜角24の
表示として、回転体2の配向と心出しのために役立つ電
気的コントローラ32の、角度による離調が利用される。
電気的コントローラ32は、電気的安定化コイル10、11へ
コントローラ線32′を経て供給される電力を最小にする
調整円を有する。金属管4の内部でガス摩擦センサ2の
位置を補正するために必要な補正電力は、回転軸線20と
垂線21の間の傾斜角24に比例しており、したがってコン
トローラ32から信号線33を経て対応する計器用変圧器34
に供給される。計器用変圧器34は電気的補正電力を対応
する信号電圧Uαに変圧し、この信号電圧は信号線35を
経て計算ユニット19へ導入される。
傾斜角24を決定するためのこれに変わる方法は、四つ
組のコイル12と13を用いて、垂線21に対する回転軸線20
の傾斜から独立して心出しされた金属管3内のガス摩擦
センサ2の位置を維持することにある。この実施の形態
では、駆動コイル13によりガス摩擦センサ2の位置を誘
導的に検出して、これらと接続された信号線28、29を経
てコントローラ36に伝達する。コントローラ36と計器用
変圧器30はこの実施の形態では交互に信号線28、29と接
続可能である。コントローラ38により、コイル13の間の
対称軸7上の所定の所望位置からのガス摩擦センサ2の
ずれが決定されて、そのずれに応じて制御電流がガス摩
擦センサ2を戻すために生ずる。電流導体として信号線
28、29が役立つ。制御電流に比例する電圧が、またコン
トローラ36から信号線37を経て計算ユニット19へ角度比
例する信号として伝送される。
最後に述べた三つの実施の形態において、角度の検出
はこれまで知られた測定ヘッド構造なしで可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴィットハウアー・クラウス ドイツ連邦共和国、デー−52076 アー ヒェン、ネルシャイダー・ヴェーク、40 (56)参考文献 特開 平6−288854(JP,A) 特開 昭61−61030(JP,A) 特開 昭57−17831(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01L 21/16

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】固定回転軸線を中心として回転するガス摩
    擦センサを有するガス摩擦真空計であって、ガス摩擦セ
    ンサは、真空を測定すべき真空室と空間的に接続可能で
    ある排気可能な測定室の内側に、回転軸線に関して回転
    対称なかつ調整可能な磁場により接触しないで支承され
    ているガス摩擦真空計において、 回転軸線(20)が、垂線(21)からずれている、特に水
    平な配向を有し、垂線(21)に対する回転軸線(20)の
    傾斜(24)を測定する測定装置(22)が設けられ、その
    出力信号が表示された圧力値を補正するために役立ち、
    その際補正値は、少なくとも傾斜角のために特に実験に
    基づき定められた乱流により条件づけられるガス摩擦セ
    ンサの制動値により検知されることを特徴とするガス摩
    擦真空計。
  2. 【請求項2】測定装置(22)が電気的または電気機械的
    な水準器であることを特徴とする請求の範囲1に記載の
    ガス摩擦真空計。
  3. 【請求項3】垂線(21)に対する回転軸線(20)の傾斜
    を測定するための測定装置として、ガス摩擦センサ
    (2)の安定化コイル、減衰コイル、駆動コイルおよび
    /または走査コイル(10,11,12,13,17)が利用されるこ
    とを特徴とする請求の範囲1に記載のガス摩擦真空計。
  4. 【請求項4】重力によるガス摩擦センサ(2)の位置変
    化のために生ずる、電子的な磁気軸受安定化の作用点の
    移動が傾斜(24)のための測定信号として用いられるこ
    とを特徴とする請求の範囲1または2に記載のガス摩擦
    真空計。
  5. 【請求項5】重力によるガス摩擦センサ(2)の位置変
    化が、永久磁石でまたは電磁石で、特に既存の安定化コ
    イルまたは駆動コイル(10,11,13)を用いて発生される
    磁場により補正され、必要な補正電流は傾斜(24)のた
    めの測定値として用いられることを特徴とする請求の範
    囲1から4までのうちのいずれか一つに記載のガス摩擦
    真空計。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010002157A1 (de) * 2010-02-19 2011-08-25 Endress + Hauser GmbH + Co. KG, 79689 Druckmessaufnehmer und Differenzdruckmessaufnehmer
DK2918986T3 (en) * 2014-03-10 2018-08-27 Nexans Device for determining the pressure in a vacuum room
GB2609414A (en) * 2021-07-29 2023-02-08 Edwards Ltd Vacuum gauge assembly with orientation sensor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3019315C2 (de) * 1980-05-21 1982-07-29 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich Gasreibungsvakuummeter mit im Messkopf gelagertem Rotationskörper sowie Verfahren zur Herstellung von Rotationskörpern für Gasreibungsvakuummeter
DE3323648A1 (de) * 1982-07-03 1984-01-05 Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5000 Köln Magnetlager fuer einen rotor
DE3334750C2 (de) * 1983-09-26 1986-12-18 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich Spulensystem zur induktiven Abtastung der Bewegungsgeschwindigkeit eines magnetisierten Körpers
DE3431517C2 (de) * 1984-08-28 1986-09-04 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich Verfahren zur Druckmessung mit einem Gasreibungsvakuummeter und Gasreibungsvakuummeter zur Durchführung des Verfahrens

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101384537B1 (ko) 2013-02-13 2014-04-17 한국표준과학연구원 전자기 공중부양 진공 측정 장치

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JPH09506970A (ja) 1997-07-08
DE4343575A1 (de) 1995-06-22
ATE204649T1 (de) 2001-09-15
EP0737305A1 (de) 1996-10-16
DE59409839D1 (de) 2001-09-27

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