JPS60168032A

JPS60168032A - ガス摩擦真空計における測定値処理方法および装置

Info

Publication number: JPS60168032A
Application number: JP59264674A
Authority: JP
Inventors: ロタール・シユミツト
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1983-12-17
Filing date: 1984-12-17
Publication date: 1985-08-31
Also published as: EP0146647A1; EP0146647B1; DE3374346D1; US4640136A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】厘東上の利用分野本発明は、ガス摩擦真空計における信号処理力法および
装置に関する。その場合この方法および装＆では、磁気
的に自由支承された球を制動を介して圧力値を決定する
。そのために、前の時間値ｔを形成し、２つの時間値を
比較することによって圧力（［を検出し、球がＮ回たけ
回転する間に、球の回転筒ＮＪｆ後の前記２つの時間値
からの圧力値検出をＺ目新たに開始し、２回検出された
圧力値の平均値を表示する。

従来技術ガス圧を測定するために、磁気的に自由支承された球の
ガス摩擦による制動を検出し、それからガス圧を決定す
ることは公知でおる〔・ζクームテヒニク（Ｖａｋｕｕ
ｍｔｅｃｈｎｊｋ　）　１９８２年、第３１巻第６号、
第１７２頁以下を参照〕。公知の装置では、球の回転数
が４　Ｑ　Ｑ　Ｈｚ　になると駆動装置が遮断される。

球の制動は時間に依、存して決まる。原理的には、球が
回転するのに擬する時間を２回連続して測定し、その時
間差からガス圧を決定することもできる。しかし、時間
差が極めて小さいので、このような方法をとると測定誤
差が大きくなる。

従って、平均値形成によって回転時間を正イア７＠に決
定するために、球が所定回数だけ回転するのに安する時
間ｔｎ　”　ｎ−１を連続して測定する力が有利である
。このような時間測定は、次の式に従って行なわれる。

上式においてＣは、球の物理的特性に依存して容易に決
定される定数である。またｔｎ−１＋　ｔｎは、それぞ
れ、球が所定回数だけ回転するのに喪する時間である。

この測定方法では、球の回転回数を十分に太き“く退足
すれば、測定誤差は充分に小さくなる。

しかし、この測足ｉ＝処理力法には、側矩瞑差を小でく
した場合、圧力値を表示するまで比較的長い時間を要す
るという欠点がある。特に、連続６１０足された複数の
圧力値を伺加的に平均化する場合に、この欠点は著しく
なる。そのため実際には、測定課走を許容範囲内に収め
ようとすれは、測定時間は最大３０ｓになる。従ってこ
のような装置は、被監視装置で実際に生じている圧力を
即時に表示することができない。

これとは別に、次のような方法も公知である１ｎ、　、
　１ｎか経過した後ではなく、周期τの経過ごとに妨た
な時間測定を開始するのである。

この新たな時間測定の測定値は、先行する工ないし複数
の測定値と共に平均化される。このような３１１１定の
第１の値は次の式の全側笈時間に従って得られる。

ｔ□＝ＮＸＴ十（Ｚ−１）ｘτ ただしＮ：２つの時間１１１１ｔ、、　、　ｔｏの形成に関連
する周期τの総数。

τ：球が所建回数たけ回転するのに安する時間。

Ｚ：平均圧力値を形成するために、球の周ル」τ後に油
たに開始する時間測定の回数。

である。

発明の解決すべき問題点先の文献に記′ｗ、された装置では、最後に述べた測定
値処理方法か実施される。この場合、値Ｎは２０．Ｚは
１０である。また、１周期τの間に、球は４００回尼は
回転する。このような条件の下でも、圧力１１Ｉｌｉ／
Ｃはわずかな誤差が生じる。しかも、その時の測定時間
はかなり長くなる。

従って本究明の課題は、冒頭で述べた方法および装置に
おいて、所足の測定時間に対して測矩腺岸が最小になる
ようにすること、ないしは所足の測廼狙走の時にできる
だけ短い測定時間で圧力値を測定することである。

問題点を解決する手段本発明によればこの課題は、ＮとＺとの比を３：ｌ、４
：１または５＝１、有利には４：１にすることによって
解法される。

本発明は、Ｎ：Ｚの比が４＝１である時に、上に依存し
て測建談差を表わす曲線が最小Ｎ十Ｚ値葡とる、という認臓に立脚している。

また特許請求の範囲第３項記載の発明によれは、本発明
の装置は次のように構成される。すなわち、磁気支承さ
れかつ回転する球と、この球に配置された１つのピック
アップコイルと、このピックアップコイルに肪起された
信号を処理する回路装置とが設けられ、この回路装置が
゛コンピュータを有するガス＃擦兵柴計における信号処
理装置において、前屈コンピュータに対して測定時間事
削迅択段を設けるのである。

以上の構成によって、従来技術と比べて次のようなオリ
点が得られる。つ１シ、所定の開廷時間の時に、かなり
小さな測定誤差で圧力値を決定することができる。換１
すれは、所定の測定ｐＨ４の場合に、かなシ速く圧力１
世を検出することができる。

この利点は、特に、周期τｔできるたけ小さく退足した
時に得られる。例えは、周ル」τは球が数回、または１
回たけ回転する時の時間とすることができる。ＩＣだし
、τをもっと短く退矩し、例えは１回転の外または偽と
することができる。この場合は、多数のピックアップコ
イルを球のそはに設けなければならない。

実施例仄に図面を参照しながら実施例について本発明の詳細な
説明する。

第１図は、ガス摩擦真空計で信号を形成、処理する装置
の）Ｍ埋図全示している。ここで球１は、図示していな
い駆動装置によって軸２のまわシで回転駆動される。ｋ
動装匝が遮断式れた後、ピックアップコイル３に（Ｍ号
が発生し、信号の形成処理装置“（ブロック４）に供栢
される。形成処理装置の出力信号は、公知のようにして
トリガ股５およびカウンタ６に送られる。カラ／り６は
クロック発生器７によって制御卸される。カウンタ６の
計数結果は、トリガ段凸と同期したコンぎユータ已に係
結される。コンピュータ８の処理結果を表示するために
表示装置９が岐り゛られている。

木兄り」による測定値処理方法は、例えは次のように実
施される二種ず、Ｊｉ５，６．７で公知のようにして信
号処理を行ない、カウンタ６が、クロック発生器７によ
り決定される時間単位で周期を計数する。

その後、本発明によるＮおよびＺ（例えばＮ：Ｚ−牛；
１）がコンピュータ６に入力される。この場合、前述の
式から、全０４１］定時間は次式で表わされる。

ｔｍ；Ｎ×τ＋（Ｚ−Ｎ）Ｘτ ここで、ＭをＮ＋Ｚの第１」とすれば次式が得られる（
たたしも）τ）。

Ｍ＝−ＥＥ− あるいはこの時コンピュータ８では、測定時間自体がプリセット
されている。このプリセットは、第１図でコンピュータ
８と接続いれた開廷時間如前迅択段１１によって行なわ
れる。このような調整葡して実施されるすべての圧力開
廷は、取遍の精度でイ〕なわれる。

さらに本発明によれは、周ＪＶＪτをできるだけ小さく
することが提案培れる。ピックアップコイル３が１つし
か設けられてない時は、族期τは球が１回転する間の時
間である。ピックアップコイルの数をもつと多くずれは
、Ｔをもつと小さくすることができる。第１図では、も
う１つのピックアップコイル１２が破線で示されている
。このように２つのピックアップコイルを対問して配置
すれは、周ル」τは、例えは球が半回転する時の時間と
なる。

第２図は本発明によシ得られる利点を説明するための蛛
図でちる。この図では、全測定時間１を横軸として、測
矩誤差Δｂ単位０．７５０ｍ−ｇ（ミリパール）で、示
されている。ＩＩｉ腺で示した１称１３は、従来技術に
よる信号処理方法を用いた場合の測定課走に対応する。

実瞭で示した曲線１４は、本発明の方法によシ達成され
る測定誤差を表わしている。ただし、この場合の周ル」
τは球が１回転する間の時間であるτをより小さく培足
すれは、１ｌＩ１１足課走葡もつと小さくすることかで
きる。一点鎖憩で示す曲線１５は、球が半回転する間に
時間測定を行なう場合の測定誤差である。

以上の実施例で用いられる球は、直径４．５工φの鋼球
である。筐た測定ガスは窒素、最初の時間測定における
誤差はΔｔ＝３μｓである。

発明の効果本発明によれば、測定誤差が所定値の時に、可能な限シ
短い測定時間で圧力値を測定することができる。百い換
えれは、所定の測定時１ｉＪＪ内に、最小の測定誤差で
圧力値を測定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による信号処理装置の実施例のブロック
図、第２図は本発明にょシ得られる効果を祝す」するだ
めの線図である。１・・・ボール、３，１２・・・ピックアップコイル、
４・・・信号形成処理装置、５・・・トリガ段、６・・
・カウンタ、７・・・クロック発生器、８・・・コンピ
ュータ、９・・・表示装置、１１・・・測定時間事前退
択段珪ｔｍ［ｓコ

Claims

【特許請求の範囲】 ■、　磁気的に自由文ホされた球（１）を制動を介して
圧力値を決定し、その際前記球（１）の−・回転周期を
測定することによって第１の時間値ｔｎ−ｊ　を形成し
それに直接続く前記球の一回転周期を測定することによ
って第２の時間値ｔ。を形成し、２つの時間値を比較す
ることによって圧力値を検出し、球がＮ回回転する間に
、球の各回転周期後の前記２つの時間値からの圧力値検
出を、２回折たに開始し、２回検出された圧力値の平均
値を入水する、ガス摩擦真空計における測定値処理方法
において、Ｎ：Ｚ（７）比を３：１．４：１またＵ５：
１とすることを特徴とするガス摩擦真空側における測定
値処理方法。２、球の所定回数回転するのに要する周期τの値を小さ
く逃足し、球（１）が１回転または数分の１回転する間
の時間とする特許請求の範囲第１項記載のガス摩擦真空
計における測定値処理方法。３、　６１ｉ気支承されかつ回転する球（１）と、核球
に配属された１つのピックアップコイル（３）と、該ピ
ックアップコイルに肪起された信号を処理する回路装置
（４〜９）とが設けられ、該回路装置がコンピュータ（
８）を有する、ガス摩擦真空計における信号処理装置に
おいて、前記コンピュータに測定時間事前選択段（１１
）が配属されている、ことを特徴とするガス摩擦真空計
における信号処理装置。４、　少くとも１つの別のピックアップコイル（１２）
が球（１）に配属されている特許請求の範囲第３項記載
のガス摩擦真空側における信号処理装置。