JPH1183661A

JPH1183661A - 電離真空計の制御装置

Info

Publication number: JPH1183661A
Application number: JP25144397A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Saito; 典行斉藤
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 1997-09-02
Filing date: 1997-09-02
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】圧力または検出イオン電流に応じて基準エミ
ッション電流を連続的に変化させることで、基準エミッ
ション電流がステップ状に切り替わることに起因する圧
力測定の不安定性をなくす。【解決手段】圧力が上限圧力Ｐa（＝２×１０^-4Tor
r）以上では、基準エミッション電流Ｉerは圧力に依存
せずに一定の下限エミッション電流Ｉea（＝１０μＡ）
となる。また、圧力が下限圧力Ｐb（＝５×１０^-7Tor
r）以下では、基準エミッション電流Ｉerは圧力に依存
せずに一定の上限エミッション電流Ｉeb（＝１ｍＡ）と
なる。上限圧力Ｐaと下限圧力Ｐbの間では、基準エミッ
ション電流Ｉerは圧力Ｐに応じて連続的に変化する。す
なわち、圧力Ｐが低下するにつれて基準エミッション電
流Ｉerは増加していく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、エミッション電
流の制御方法に特徴のある電離真空計の制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図７は電離真空計の代表例であるＢ−Ａ
ゲージについての従来の構成図である。このＢ−Ａゲー
ジは、真空チャンバー１０に取り付けられる測定球１２
と、この測定球１２に接続される制御装置１４とからな
る。測定球１２は、フィラメント１６と、コイル状のグ
リッド１８と、グリッド１８の中心線上に配置されたイ
オンコレクタ２０とを備えている。

【０００３】制御装置１４は、フィラメント加熱電源２
２と、フィラメント１６を所定の電位に保つためのフィ
ラメントバイアス電源２８と、グリッド１８を通電加熱
するための脱ガス用のグリッド加熱電源２４と、グリッ
ド１８を所定の電位に保つためのグリッドバイアス電源
２６と、イオンコレクタ２０に流入するイオン電流を検
出するイオン電流検出回路３０と、フィラメント１６と
グリッド１８の間に流れるエミッション電流を検出する
エミッション電流検出回路３４とを備えている。

【０００４】エミッション電流検出回路３４の出力信号
３５（検出エミッション電流Ｉe）と、基準信号発生回
路３６の出力信号３７（基準エミッション電流Ｉer）
は、差動増幅回路３８に入り、ここで両者の差分が増幅
されて、その出力信号３９がフィラメント加熱電源２２
への指令信号となる。この指令信号３９は、上記差分が
減少する方向にフィラメント電流を増減する性質のもの
である。これにより、検出エミッション電流Ｉeは、常
に、所定の基準エミッション電流Ｉerに一致するように
フィードバック制御される。

【０００５】エミッション電流検出回路３４の出力信号
３５とイオン電流検出回路３０の出力信号３１（検出イ
オン電流Ｉi）は、圧力演算回路３２に送られて、ここ
で圧力が求められる。圧力Ｐは、検出エミッション電流
Ｉeと、検出イオン電流Ｉiと、測定球１２の感度Ｓとを
用いて、次の（１）式で求めることができる。

【数１】Ｐ＝(１／Ｓ)・(Ｉi／Ｉe) … (１)

【０００６】圧力演算回路３２の出力信号３３は圧力表
示装置に送られる。また、この出力信号３２は基準信号
発生回路３６にも送られる。基準信号発生回路３６で
は、後述するように、測定圧力Ｐに応じて基準エミッシ
ョン電流Ｉerを切り換えている。

【０００７】従来のＢ−Ａゲージ制御装置では、基準エ
ミッション電流Ｉerの値は、測定圧力Ｐに応じて何段階
かに切り換えている。図８は、従来のＢーＡゲージの特
性例を示すグラフである。図８（Ａ）は横軸に圧力Ｐ
を、縦軸に基準エミッション電流Ｉerをとったグラフで
ある。図８（Ｂ）は横軸に圧力Ｐを、縦軸に検出イオン
電流Ｉiをとったグラフであり、図８（Ｃ）は横軸に検
出イオン電流Ｉiを、縦軸に基準エミッション電流Ｉer
をとったグラフである。いずれのグラフにおいても、横
軸と縦軸は対数目盛になっている。

【０００８】圧力Ｐが高い方から徐々に下がっていく場
合を考えると、図８（Ａ）に示すように、圧力が１０^-4
Torrまでは基準エミッション電流は１０μＡで一定であ
る。圧力が１０^-4Torrまで下がると、基準エミッション
電流は１０μＡから１００μＡに切り替わる。さらに圧
力が下がっていくと１０^-6Torrまでは基準エミッション
電流は１００μＡで一定である。圧力が１０^-6Torrまで
下がると、基準エミッション電流は１００μＡから１ｍ
Ａに切り替わる。

【０００９】イオン電流Ｉiは図８（Ｂ）のように変化
する。圧力Ｐが下がるにつれて、イオン電流Ｉiも下が
ってくる。圧力が１０^-4Torrまで下がると、イオン電流
Ｉiは６ｎＡまで下がる。これよりも圧力が下がると、
基準エミッション電流が１０倍になり（１０μＡから１
００μＡに切り替わり）、イオン電流も１０倍の６０ｎ
Ａになる。さらに圧力が２桁下がって、圧力が１０^-6To
rrになると、イオン電流も２桁下がって０．６ｎＡにな
る。圧力が１０^-6Torrよりも下がると、基準エミッショ
ン電流が再び１０倍になり（１００μＡから１ｍＡに切
り替わり）、イオン電流も１０倍の６ｎＡになる。

【００１０】図８（Ｃ）はイオン電流Ｉiと基準エミッ
ション電流Ｉerとの関係を示している。

【００１１】以上のように、従来のＢ−Ａゲージでは、
圧力の高いところでは小さな基準エミッション電流に
し、逆に、圧力の低いところでは大きな基準エミッショ
ン電流にしている。これにより、イオン電流が十分大き
く取れるところ（圧力の高いところ）では、エミッショ
ン電流を小さくしてフィラメントの消耗を少なくし、一
方、イオン電流があまり大きく取れないところ（圧力の
低いところ）では、エミッション電流を大きくして、測
定に支障がないだけの十分なイオン電流を確保してい
る。

【００１２】なお、エミッション電流のフィードバック
制御が忠実に実行されている限り、検出エミッション電
流Ｉeは基準エミッション電流Ｉerに等しくなる。

【００１３】図１０は、図８に示すような特性を有する
従来のＢ−Ａゲージについて、その圧力降下時におけ
る、圧力Ｐ、基準エミッション電流Ｉer、イオン電流Ｉ
iの概略的な時間的変化を示すグラフである。横軸は時
間ｔであり、等間隔目盛である。なお、後述する不安定
な変動（図９に示すもの）については省略してある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電離真
空計の制御装置は、基準エミッション電流がステップ状
に切り替わるので、次のような問題が生じている。図９
（Ａ）は圧力が下がっていく場合における、基準エミッ
ション電流の切り換え点付近の、圧力とエミッション電
流との関係を拡大して示したグラフである。圧力が１０
^-4Torrまで下がると、基準エミッション電流Ｉerが１０
μＡから１００μＡに切り替わる。すると、検出エミッ
ション電流Ｉeは、１００μＡに切り替わった基準エミ
ッション電流Ｉerに追従するように急激に増加する。し
かし、この切り換え点付近でのフィードバック制御で
は、検出エミッション電流Ｉeが、基準エミッション電
流Ｉerのステップ状の変化に完全には追従できずに、オ
ーバーシュートなどの過渡的な変動（ふらつき）を生じ
る。この不安定期間は０．５〜１秒程度である。

【００１５】図９（Ｂ）は、圧力が下がっていく場合に
おける、エミッション電流の切り換え点付近の、圧力と
イオン電流との関係を拡大して示したグラフである。圧
力が１０^-4Torrになって基準エミッション電流が１０μ
Ａから１００μＡに切り替わると、検出イオン電流Ｉi
に大きなピーク５０が観測される。このピーク５０は、
主として、フィラメントのガス放出によるものである。
すなわち、エミッション電流を１０倍にしたことでフィ
ラメント温度が上昇し、このフィラメントからのガス放
出とグリッドからのガス放出が一時的に増加するためで
ある。これにより、本来の圧力よりも大きな圧力（本来
の圧力の３倍程度に達することもある。）が観測されて
しまい、圧力降下時の連続的な圧力測定が妨げられてい
た。このガス放出の増加の影響は、上述の基準エミッシ
ョン電流の過渡的な変動による影響よりも長く続く。

【００１６】圧力が上昇していく場合には、エミッショ
ン電流は大きな値から小さな値に切り替わるので、上述
のようなガス放出の増加は生じないが、基準エミッショ
ン電流がステップ的に変化することに伴う検出エミッシ
ョン電流の過渡的な変動は避けられない。したがって、
やはり、エミッション電流の切り換え直後の圧力測定は
不正確にならざるを得ない。

【００１７】この発明は上述の問題点を解決するために
なされたものであり、その目的は、基準エミッション電
流のステップ状の切り換えをなくして、そのようなステ
ップ状の切り換えに起因する圧力測定の不安定性をなく
すことのできる電離真空計の制御装置を提供することに
ある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この発明の電離真空計の
制御装置は、基準エミッション電流を変更する場合にお
いて、基準エミッション電流が不連続にならないように
している点に特徴がある。すなわち、本発明では、測定
可能なすべての圧力範囲において、基準エミッション電
流は、圧力の「連続関数」となっている。

【００１９】本発明のひとつの態様は、測定球のエミッ
ション電流とイオン電流とを検出して、検出エミッショ
ン電流が基準エミッション電流に一致するようにフィラ
メント加熱電源を制御し、検出エミッション電流に対す
る検出イオン電流の比に基づいて圧力を求める電離真空
計の制御装置において、前記基準エミッション電流が、
測定圧力に応じて、次の（イ）〜（ニ）のように制御さ
れることを特徴としている。（イ）測定圧力が所定の上
限圧力より高いときは、基準エミッション電流は圧力に
依存せずに一定の下限エミッション電流となる。（ロ）
測定圧力が前記上限圧力よりも低い所定の下限圧力より
低いときは、基準エミッション電流は圧力に依存せずに
一定の上限エミッション電流となる。（ハ）測定圧力が
前記上限圧力から前記下限圧力までの範囲内にあるとき
は、基準エミッション電流は、前記下限エミッション電
流から前記上限エミッション電流までの範囲内で、圧力
が小さくなるにつれて連続的に大きくなるように変化す
る。

【００２０】本発明の別の態様は、前記基準エミッショ
ン電流が、検出イオン電流の値に応じて、次の（イ）〜
（ニ）のように制御されることを特徴としている。
（イ）検出イオン電流が所定の第１イオン電流より大き
いときは、基準エミッション電流は検出イオン電流に依
存せずに一定の下限エミッション電流となる。（ロ）検
出イオン電流が前記第１イオン電流よりも小さい所定の
第２イオン電流より小さいときは、基準エミッション電
流は検出イオン電流に依存せずに一定の上限エミッショ
ン電流となる。（ハ）検出イオン電流が前記第１イオン
電流から前記第２イオン電流までの範囲内にあるとき
は、基準エミッション電流は、前記下限エミッション電
流から前記上限エミッション電流までの範囲内で、検出
イオン電流が小さくなるにつれて連続的に大きくなるよ
うに変化する。（ニ）前記（ハ）の特性において、検出
イオン電流が前記上限圧力に一致するときは基準エミッ
ション電流は前記下限エミッション電流に一致し、検出
イオン電流が前記下限圧力に一致するときは基準エミッ
ション電流は前記上限エミッション電流に一致する。

【００２１】本発明のさらに別の態様は、前記基準エミ
ッション電流が、次の（イ）〜（ニ）のように制御され
ることを特徴としている。（イ）第１の圧力範囲では、
基準エミッション電流は圧力に依存せずに一定となる。
（ロ）第２の圧力範囲では、基準エミッション電流は圧
力が小さくなるにつれて連続的に大きくなるように変化
する。（ハ）測定可能な圧力範囲は、前記第１の圧力範
囲と前記第２の圧力範囲とからなる。（ニ）前記第１の
圧力範囲と前記第２の圧力範囲の境界では、第１の圧力
範囲における一定の基準エミッション電流と、第２の圧
力範囲における可変の基準エミッション電流とが等しく
なる。

【００２２】これらのいずれの発明においても、基準エ
ミッション電流はステップ状に切り替わることがなくな
り、そのような切り換え点で生じていたエミッション電
流の不安定性（ふらつき）が解消した。また、圧力降下
時においては、フィラメントの急激な温度上昇によるガ
ス放出の増加がなくなり、エミッション電流切り換え時
の、圧力表示の一時的な急上昇もなくなる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施形態の
構成図であり、その構成は図７に示した従来例と基本的
に同じである。したがって、図７における構成要素と同
じ部分には同じ符号を付けて、説明を省略する。図７と
違っている点は、基準エミッション電流Ｉerを発生する
ための基準信号発生回路４０の機能にある。

【００２４】図２は基準信号発生回路４０の特性を示す
グラフである。いずれのグラフも、横軸と縦軸は対数目
盛になっている。図２（Ａ）は横軸に圧力Ｐを、縦軸に
基準エミッション電流Ｉerをとったグラフである。圧力
が上限圧力Ｐa（＝２×１０^-4Torr）以上では、基準エ
ミッション電流Ｉerは圧力に依存せずに一定の下限エミ
ッション電流Ｉea（＝１０μＡ）となる。また、圧力が
下限圧力Ｐb（＝５×１０^-7Torr）以下では、基準エミ
ッション電流Ｉerは圧力に依存せずに一定の上限エミッ
ション電流Ｉeb（＝１ｍＡ）となる。上限圧力Ｐaと下
限圧力Ｐbの間では、基準エミッション電流Ｉerは圧力
Ｐに応じて連続的に変化する。すなわち、圧力Ｐが低下
するにつれて基準エミッション電流Ｉerは増加してい
く。

【００２５】基準エミッション電流Ｉerが圧力Ｐに応じ
て連続的に変化する圧力範囲（ＰaからＰbまでの圧力範
囲）では、圧力がＰaに一致するときは基準エミッショ
ン電流Ｉerは上述の下限エミッション電流Ｉeaに一致す
る。また、この圧力範囲において、圧力がＰbに一致す
るときは基準エミッション電流Ｉerは上述の上限エミッ
ション電流Ｉebに一致する。これにより、基準エミッシ
ョン電流Ｉerが一定となる圧力領域と、基準エミッショ
ン電流Ｉerが圧力に応じて変化する圧力領域との境界に
おいても、基準エミッション電流Ｉerがステップ状に切
り替わることはない。

【００２６】なお、「上限圧力」及び「下限圧力」とい
う表現における「上限」及び「下限」の意味は、「基準
エミッション電流が圧力に応じて変化する圧力範囲」の
上限と下限を意味している。したがって、上限圧力より
も高い圧力や、下限圧力よりも低い圧力についても、こ
の真空計の測定範囲である。

【００２７】また、「下限エミッション電流」及び「上
限エミッション電流」という表現における「下限」及び
「上限」の意味は、「基準エミッション電流が圧力に応
じて変化する圧力範囲」における基準エミッション電流
の上限と下限を意味している。ところで、「基準エミッ
ション電流が圧力に応じて変化する圧力範囲」よりも高
い圧力では、基準エミッション電流は圧力に依存せずに
下限エミッション電流に等しくなる。また、「基準エミ
ッション電流が圧力に応じて変化する圧力範囲」よりも
低い圧力では、基準エミッション電流は圧力に依存せず
に上限エミッション電流に等しくなる。したがって、こ
の実施形態では、基準エミッション電流は上限エミッシ
ョン電流から下限エミッション電流までの範囲内にあ
る。

【００２８】図２（Ａ）のグラフを見ると分かるよう
に、基準エミッション電流Ｉerは圧力Ｐの「連続関数」
となっている。すなわち、図８（Ａ）に示すような基準
エミッション電流の切り換えポイント（基準エミッショ
ン電流がステップ状に切り替わるような特定の圧力）が
存在しない。

【００２９】図２（Ｂ）は横軸に圧力Ｐを、縦軸にイオ
ン電流Ｉiをとったグラフである。圧力Ｐが下がってい
く場合を例にして説明すると、上限圧力Ｐaより圧力が
高い領域では、圧力Ｐが下がるにつれて、圧力Ｐに比例
してイオン電流Ｉiも低下する。この領域ではエミッシ
ョン電流が一定（下限エミッション電流）に制御されて
いるから、イオン電流Ｉiは圧力Ｐに比例する。上限圧
力Ｐaから下限圧力Ｐbまでの圧力範囲では、圧力Ｐが下
がるにつれてイオン電流Ｉiも低下しているが、その低
下の度合はゆるやかである。その理由は、この圧力範囲
では、圧力Ｐが下がるにつれてエミッション電流Ｉeが
増加していくからである。イオン電流Ｉiの変化する度
合は、圧力低下に伴うイオン電流Ｉiの減少傾向と、エ
ミッション電流Ｉeの増加に伴うイオン電流Ｉiの増加傾
向とが重なり合ったものになる。その結果、この実施形
態では、圧力Ｐが下がるにつれてイオン電流Ｉiはゆる
やかに減少している。

【００３０】上限圧力Ｐaにおけるイオン電流を第１イ
オン電流Ｉiaと呼ぶことにし、下限圧力Ｐbにおけるイ
オン電流を第２イオン電流Ｉibと呼ぶことにする。この
実施形態では、第１イオン電流Ｉia＝１２ｎＡ、第２イ
オン電流Ｉib＝３ｎＡである。

【００３１】なお、図２のグラフの特性によっては、
「基準エミッション電流が圧力に応じて変化する圧力範
囲」において、圧力Ｐが下がるにつれてイオン電流Ｉi
がほぼ一定に保たれたり、むしろ、イオン電流Ｉiがゆ
るやかに増加したりするようにもできる。

【００３２】図２（Ｃ）は横軸にイオン電流Ｉiを、縦
軸には基準エミッション電流Ｉerをとったグラフであ
る。イオン電流Ｉiが第１イオン電流Ｉiaより大きいと
きは基準エミッション電流Ｉerは一定の下限エミッショ
ン電流Ｉeaとなる。イオン電流Ｉiが第２イオン電流Ｉi
bより小さいときは基準エミッション電流Ｉerは一定の
上限エミッション電流Ｉebとなる。イオン電流Ｉiが第
１イオン電流Ｉiaから第２イオン電流Ｉibまでの範囲内
にあるときは、基準エミッション電流Ｉerは圧力に応じ
て変化し、その結果として、イオン電流Ｉiの変化につ
れて基準エミッション電流Ｉerが変化している。

【００３３】図３はこの真空計の圧力降下時における、
圧力Ｐ、基準エミッション電流Ｉer、イオン電流Ｉiの
時間的変化を示すグラフである。横軸は時間ｔであり、
等間隔目盛である。

【００３４】ところで、図２（Ｃ）のグラフでは、イオ
ン電流Ｉiのすべての数値範囲にわたって、イオン電流
Ｉiがひとつ決まると基準エミッション電流Ｉerが必ず
ひとつだけ定まるようになっている。すなわち、基準エ
ミッション電流Ｉerは、イオン電流Ｉiの１価関数とな
っている。イオン電流Ｉiと基準エミッション電流Ｉer
の関係がこのようになっている場合には、基準エミッシ
ョン電流Ｉerを、圧力に応じて変化させる（図１の圧力
演算回路３２の出力信号３３を基準信号発生回路４０に
送る）代わりに、イオン電流Ｉiに応じて変化させる
（イオン電流検出回路３０の出力信号３１を基準信号発
生回路４０に送る）ことができる。

【００３５】図４は、このようにした第２の実施形態の
構成図である。この実施形態では、圧力演算回路３２の
出力信号３３は基準信号発生回路４０に送られない。そ
の代わりに、イオン電流検出回路３０の出力信号３１が
基準信号発生回路４０に送られる。そして、基準信号発
生回路４０では、図２（Ｃ）に示すような特性となるよ
うに、イオン電流Ｉiに応じてエミッション電流Ｉerを
制御する。

【００３６】図５は、図１に示す構成において、第１の
基準信号発生回路４０の特性を変更したグラフである。
図５（Ａ）は横軸に圧力Ｐを、縦軸に基準エミッション
電流Ｉerをとったグラフである。ここでは、上限圧力Ｐ
aを１０^-4Torrに設定し、下限圧力Ｐbを１０^-6Torrに設
定している。その他の点は、図２（Ａ）と同じである。
この特性では、基準エミッション電流Ｉerの変化する圧
力範囲が図２（Ａ）の場合よりも狭くなっているので、
圧力Ｐに応じてエミッション電流Ｉerが変化する度合が
大きくなっている。

【００３７】図５（Ｂ）は横軸に圧力Ｐを、縦軸にイオ
ン電流Ｉiをとったグラフである。上限圧力Ｐaのときの
イオン電流（第１イオン電流Ｉia）は６ｎＡであり、一
方、下限圧力Ｐbのときのイオン電流（第２イオン電流
Ｉib）も６ｎＡになっている。したがって、上限圧力Ｐ
aから下限圧力Ｐbまでの圧力範囲においてイオン電流Ｉ
iはほぼ一定である。ただし、基準エミッション電流Ｉe
rは図５（Ａ）に示すように圧力Ｐに応じて変化するか
ら、基準エミッション電流Ｉerに対するイオン電流Ｉi
の比を求めれば、この値は、圧力に比例することにな
る。

【００３８】図５（Ｃ）は横軸に検出イオン電流Ｉi
を、縦軸に基準エミッション電流Ｉerをとったグラフで
ある。下限エミッション電流Ｉeaから上限エミッション
電流Ｉebまで基準エミッション電流Ｉerが変化する間、
イオン電流Ｉiは６ｎＡでほぼ一定である。このような
特性の場合には、イオン電流がＩiが６ｎＡ付近のとこ
ろでは、イオン電流Ｉiが決まっても基準エミッション
電流Ｉerが一義的に定まらない。したがって、このよう
な特性を採用した場合には、図１の制御方法（圧力演算
回路３２の出力信号３３を基準信号発生回路４０に入力
するような制御方法）は採用できても、図４の制御方法
（イオン電流検出回路３０の出力信号３１を基準信号発
生回路４０に入力するような制御方法）はそのままでは
採用できない。そこで、図４の回路を利用するには、イ
オン電流検出回路３０の出力信号３１が一定になるよう
に基準エミッション電流をフィードバック制御すればよ
い。

【００３９】図６は、図１に示す構成において、基準信
号発生回路４０の特性をさらに別のものにしたグラフで
ある。図６（Ａ）は圧力Ｐと基準エミッション電流Ｉer
の関係を示すグラフである。ここでは、上限圧力Ｐaを
５×１０^-5Torrに設定し、下限圧力Ｐbを２×１０^-6Tor
rに設定している。その他の点は、図２（Ａ）と同じで
ある。基準エミッション電流Ｉerが変化する圧力範囲が
図５（Ａ）の場合よりもさらに狭くなっているので、圧
力に応じてエミッション電流が変化する度合がさらに大
きくなっている。

【００４０】図６（Ｂ）は圧力Ｐとイオン電流Ｉiの関
係を示すグラフである。上限圧力Ｐaのときのイオン電
流（第１イオン電流Ｉia）は３ｎＡであり、一方、下限
圧力Ｐbのときのイオン電流（第２イオン電流Ｉib）は
１２ｎＡになっている。したがって、上限圧力Ｐaから
下限圧力Ｐbまで圧力が低下していくと、イオン電流Ｉi
はむしろ増加していく。その理由は、圧力低下に応じて
基準エミッション電流Ｉerが大きく増加していくからで
ある。この場合でも、基準エミッション電流Ｉerに対す
るイオン電流Ｉiの比を求めれば、この値は、圧力Ｐに
比例して低下していくことになる。

【００４１】図６（Ｃ）は検出イオン電流Ｉiと基準エ
ミッション電流Ｉerの関係を示すグラフである。下限エ
ミッション電流（１０μＡ）から上限エミッション電流
（１ｍＡ）まで基準エミッション電流Ｉerが変化する間
に、イオン電流Ｉiは３ｎＡから１２ｎＡまで増加して
いくことになる。一見すると、このグラフは、従来技術
における図８（Ｃ）のグラフに似ているように見える
が、両者は本質的には全く異なる。図８（Ｃ）のグラフ
では、例えば、基準エミッション電流が１０μＡから１
００μＡに変化する現象は、同じ圧力（すなわち切り換
え圧力）において瞬間的に生じる。これを破線で示して
いる。すなわち、基準エミッション電流Ｉerは不連続に
切り替わる。これに対して、図６（Ｃ）のグラフでは、
圧力がＰaからＰbまで変化する間に（イオン電流がＩia
からＩibに変化する間に）、基準エミッション電流Ｉer
は連続的に変化していく。

【００４２】この図６（Ｃ）のグラフは、図５（Ｃ）と
同様に、イオン電流が決まっても基準エミッション電流
は一義的に定まらない。この図６の特性を採用する場合
には、図１の制御方法（圧力演算回路３２の出力信号３
３を基準信号発生回路４０に入力するような制御方法）
だけを採用することになる。

【００４３】

【発明の効果】この発明の電離真空計の制御装置は、基
準エミッション電流を変更する場合において、圧力に応
じて基準エミッション電流を連続的に変化させている。
これにより、基準エミッション電流がステップ状に切り
替わることがなくなり、そのような切り換え点で生じて
いたエミッション電流の不安定性（ふらつき）がなくな
った。また、圧力降下時においては、基準エミッション
電流の切り換えに起因するフィラメント温度の急激な上
昇がなくなり、大きなガス放出もなくなった。これらの
理由により、連続的な圧力測定が可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の構成図である。

【図２】基準信号発生回路の特性を示すグラフである。

【図３】図２の特性を有する真空計の圧力降下時におけ
る、圧力と基準エミッション電流とイオン電流の時間的
変化を示すグラフである。

【図４】本発明の第２の実施形態の構成図である。

【図５】基準信号発生回路の特性を変更したグラフであ
る。

【図６】基準信号発生回路の特性をさらに別のものにし
たグラフである。

【図７】従来のＢ−Ａゲージの構成図である。

【図８】従来のＢーＡゲージの特性を示すグラフであ
る。

【図９】従来のＢ−Ａゲージにおけるエミッション電流
切り換え点付近の特性を拡大したグラフである。

【図１０】従来のＢ−Ａゲージの圧力降下時の時間的変
化を示すグラフである。

【符号の説明】

１０真空チャンバー１２測定球１４制御装置１６フィラメント１８グリッド２０イオンコレクタ２２フィラメント加熱電源３０イオン電流検出回路３１検出イオン電流３２圧力演算回路３４エミッション電流検出回路３５検出エミッション電流３７基準エミッション電流３８差動増幅回路３９指令信号４０基準信号発生回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定球のエミッション電流とイオン電流
とを検出して、検出エミッション電流が基準エミッショ
ン電流に一致するようにフィラメント加熱電源を制御
し、検出エミッション電流に対する検出イオン電流の比
に基づいて圧力を求める電離真空計の制御装置におい
て、前記基準エミッション電流が、測定圧力に応じて、次の
（イ）〜（ニ）のように制御されることを特徴とする電
離真空計の制御装置。（イ）測定圧力が所定の上限圧力より高いときは、基準
エミッション電流は圧力に依存せずに一定の下限エミッ
ション電流となる。（ロ）測定圧力が前記上限圧力よりも低い所定の下限圧
力より低いときは、基準エミッション電流は圧力に依存
せずに一定の上限エミッション電流となる。（ハ）測定圧力が前記上限圧力から前記下限圧力までの
範囲内にあるときは、基準エミッション電流は、前記下
限エミッション電流から前記上限エミッション電流まで
の範囲内で、圧力が小さくなるにつれて連続的に大きく
なるように変化する。（ニ）前記（ハ）の特性において、測定圧力が前記上限
圧力に一致するときは基準エミッション電流は前記下限
エミッション電流に一致し、測定圧力が前記下限圧力に
一致するときは基準エミッション電流は前記上限エミッ
ション電流に一致する。
【請求項２】測定球のエミッション電流とイオン電流
とを検出して、検出エミッション電流が基準エミッショ
ン電流に一致するようにフィラメント加熱電源を制御
し、検出エミッション電流に対する検出イオン電流の比
に基づいて圧力を求める電離真空計の制御装置におい
て、前記基準エミッション電流が、検出イオン電流の値に応
じて、次の（イ）〜（ニ）のように制御されることを特
徴とする電離真空計の制御装置。（イ）検出イオン電流が所定の第１イオン電流より大き
いときは、基準エミッション電流は検出イオン電流に依
存せずに一定の下限エミッション電流となる。（ロ）検出イオン電流が前記第１イオン電流よりも小さ
い所定の第２イオン電流より小さいときは、基準エミッ
ション電流は検出イオン電流に依存せずに一定の上限エ
ミッション電流となる。（ハ）検出イオン電流が前記第１イオン電流から前記第
２イオン電流までの範囲内にあるときは、基準エミッシ
ョン電流は、前記下限エミッション電流から前記上限エ
ミッション電流までの範囲内で、検出イオン電流が小さ
くなるにつれて連続的に大きくなるように変化する。（ニ）前記（ハ）の特性において、検出イオン電流が前
記上限圧力に一致するときは基準エミッション電流は前
記下限エミッション電流に一致し、検出イオン電流が前
記下限圧力に一致するときは基準エミッション電流は前
記上限エミッション電流に一致する。
【請求項３】測定球のエミッション電流とイオン電流
とを検出して、検出エミッション電流が基準エミッショ
ン電流に一致するようにフィラメント加熱電源を制御
し、検出エミッション電流に対する検出イオン電流の比
に基づいて圧力を求める電離真空計の制御装置におい
て、前記基準エミッション電流が、次の（イ）〜（ニ）
のように制御されることを特徴とする電離真空計の制御
装置。（イ）第１の圧力範囲では、基準エミッション電流は圧
力に依存せずに一定となる。（ロ）第２の圧力範囲では、基準エミッション電流は圧
力が小さくなるにつれて連続的に大きくなるように変化
する。（ハ）測定可能な圧力範囲は、前記第１の圧力範囲と前
記第２の圧力範囲とからなる。（ニ）前記第１の圧力範囲と前記第２の圧力範囲の境界
では、第１の圧力範囲における一定の基準エミッション
電流と、第２の圧力範囲における可変の基準エミッショ
ン電流とが等しくなる。