SU1413460A1 - Radio isotope ionization pressure gauge - Google Patents

Radio isotope ionization pressure gauge Download PDF

Info

Publication number
SU1413460A1
SU1413460A1 SU874183759A SU4183759A SU1413460A1 SU 1413460 A1 SU1413460 A1 SU 1413460A1 SU 874183759 A SU874183759 A SU 874183759A SU 4183759 A SU4183759 A SU 4183759A SU 1413460 A1 SU1413460 A1 SU 1413460A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
heater
output
source
control circuit
Prior art date
Application number
SU874183759A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Сергеевич Пекуров
Алексей Алексеевич Выдрик
Original Assignee
Институт электроники АН БССР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт электроники АН БССР filed Critical Институт электроники АН БССР
Priority to SU874183759A priority Critical patent/SU1413460A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1413460A1 publication Critical patent/SU1413460A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к технике вакуумных измерений, в частности к манометрам на основе иони .защГонных камер со встроенным источником радиоактивного излучени . Цель изобретени  - повьшение точности измерени  давлени  газа при изменении окружающей температуры. Иониза- хщонна  камера 8 по выходу соединена с электрометрическим измерителем 1 ионного тока, а по входу - с регулируемым источником 7 напр жени  питани . Дл  компенсации термодрейфа выходного сигнала к источнику 7 напр жени  питани  подключен формирователь 6 напр жени  коррекции, который вместе с электрометрическим измерителем ионного тока, нагревателем 5 и схемой 3 терморегулировани  размещен в термостате 2 на общей подложке с высокой теплопроводностыо. Вход нагревател  5 соединен с выходом схемы 3 терморегулировани  через усилитель 4 мощности. Действие эманометра основано на ионизации газа радиоактивным излучением от источника радиоактивного излучени , размещенного в ионизационной камере 8. При подаче на вход ионизационной камеры 8 напр жени  питани  от источника 7 на выходе камеры 8 генерируетс  то- ковьй сигнал, пропорциональный давлению газа. 4 ил. (ЛThe invention relates to a technique for vacuum measurements, in particular, to pressure gauges based on ionizing probe chambers with an integrated source of radioactive radiation. The purpose of the invention is to increase the accuracy of gas pressure measurement with a change in ambient temperature. The ionization chamber 8 is connected at the output with an electrometric meter of ion current, and at the input with an adjustable source 7 of supply voltage. To compensate for the thermal drift of the output signal, a correction voltage driver 6 is connected to the power supply source 7, which, together with an electrometric ion current meter, heater 5, and thermal control circuit 3, is placed in a thermostat 2 on a common substrate with high thermal conductivity. The input of the heater 5 is connected to the output of the thermal control circuit 3 via the power amplifier 4. The effect of the emanometer is based on the ionization of the gas by radioactive radiation from the source of radioactive radiation placed in the ionization chamber 8. When the supply voltage is supplied to the input of the ionization chamber 8 from the source 7, a current signal proportional to the gas pressure is generated at the output of chamber 8. 4 il. (L

Description

ПP

||||

cid 0)cid 0)

Изобретение относитс  к технике вакуумных измерений, в частности к манометрам на основе ионизационных камер со встроенным источником радио- активного излзгчени , и может быть использовано при измерени х давлени  и плотности газов и паров в вакуумных установках, в устройствах контрол  технологических процессов и в метрологии.The invention relates to a vacuum measurement technique, in particular, to pressure gauges based on ionization chambers with a built-in radioactive source, and can be used to measure pressure and density of gases and vapors in vacuum installations, in process control devices and in metrology.

Целью изобретени   вл етс  увеличение точности измерени  давлени  газа при изменении окружающей температуры .The aim of the invention is to increase the accuracy of gas pressure measurement with a change in ambient temperature.

На фиг.1 приведена блок-схема . предлагаемого манометра; на фиг.2 - нескомпенсированный остаточный термодрейф на выходе на фиг.З - зависимость тока ионизационной камеры и выходного сигнала манометра от напр жени  питани; ; на фиг.4 - управл юща  характеристика манометра, т.е. сигнал на выходе формировател  напр жени  коррекции (крива  А) и результи- рующее изменение напр жени  питани  ионизационной камеры в зависимости от температуры.Figure 1 shows the block diagram. the proposed pressure gauge; Fig. 3 shows the uncompensated residual thermal drift in Fig. 3 — the dependence of the current of the ionization chamber and the output signal of the pressure gauge on the supply voltage; ; Fig. 4 shows the control characteristic of the pressure gauge, i.e. the output signal of the correction voltage driver (curve A) and the resulting change in the voltage of the ionization chamber supply voltage as a function of temperature.

Манометр состоит (фиг.1) из электрометрического измерител  1 тока, термостата 2, схемы 3 терморегулировани , усилител  4 М9Щности, нагревател  5, формировател  6 Напр жени  коррекции , источника 7 регулируемого напр жени , ионизационной камеры 8 и газоотборника 9. В ионизационной камере размещены коллектор, анод и источник радиоактивного излучени  (не показан).The pressure gauge consists (Fig. 1) of an electrometric current meter 1, thermostat 2, thermostat circuit 3, amplifier 4 M9, heater 5, former 6 Correction voltage, adjustable voltage source 7, ionization chamber 8 and gas sampler 9. The ionization chamber is located a collector, an anode and a source of radioactive radiation (not shown).

Ионизационна  камера 8 соединена отверстием через газоотборник 9 с открытым газовым пространством или атмосферой. Электрически она соединена по входу с источником 7 регулируемого напр жени , а по выходу - с входом электрометрического измерител  1 тока. Схема 3 терморегулировани  последовательно соединена с нагревателем 5 через усилитель 4 мощности. Формирователь 6 напр жени  коррекции по выходу соединен с источником 7 регулируемого напр жени  и через него с ионизационной камерой 8The ionization chamber 8 is connected by an opening through a gas collector 9 with an open gas space or atmosphere. Electrically, it is connected at the input to a source 7 of an adjustable voltage, and at the output to an input of an electrometric meter 1 of current. The thermal control circuit 3 is connected in series with the heater 5 via the power amplifier 4. The output voltage correction driver 6 is connected to the adjustable voltage source 7 and through it to the ionization chamber 8.

Электрометрический измеритель 1 тока, схема 3 терморегулировани , нагреватель 5 и формирователь 6 раз-, мещены в одном термостате 2 на общей подпожке. При подаче на вход иониза- хд онной камеры напр жени  питани  наThe electrometric current meter 1, the thermostat circuit 3, the heater 5 and the former 6 are located in the same thermostat 2 on a common subrun. When applied to the input of an ionized power voltage chamber for

ее выходе генерируетс  токовый сигнал пропорциональный давлению газа.its output generates a current signal proportional to the pressure of the gas.

Совокупность названных элементов, соединенных указанным образом, позвол ет при работе манометра изменение выходного сигнала из-за вли ни  непосто нства температуры компенсироват противоположным изменением выходного сигнала за счет вли ни  напр жени  на ионизационной камере, которое вследствие упом нутых св зей измен етс  также с изменением темпераз: уры.The combination of these elements, connected in this way, allows, when the pressure gauge is operated, a change in the output signal due to the influence of temperature inconsistencies is compensated by the opposite change in the output signal due to the effect of voltage on the ionization chamber, which also changes as a result of these connections. temperaz: ury.

Это происходит следующим .образом.This happens in the following manner.

При посто нной температуре напр жение на ионизационной камере неизменно . При измерении температуры окружающей среды возникает температурный дрейф выходного сигнала, т.е. по вл етс  сигнал помехи (фиг.2). Однако выходной сигнал зависит и от напр жени  на ионизационной камере (фиг.З). Чтобы изменением напр жени  на ионизационной камере устранить вли ние сигнала помехи (фиг.2) надо, чтобы введенные в манометр новые элементы могли обеспечить как уменьшение и увеличение напр жени  коррекции , так и возможность инвертировани , так как сигнал помехи (фиг.2) может иметь разную пол рность. Эти функции и выполн ет введенный формирователь 6 напр жени  коррекции. Посредством конструкционной св зи через высокую теплопроводность подложки термостата 2 с размещенными на ней блоками 3 и 6 изменение окружающей температуры адекватно по влению на входе формировател  6 сигнала термодрейфа . Формирователь 6 напр жени  коррекции построен по схеме генератора аналогового напр жени  специальной формы (крива  А на фиг.4), котора  позвол ет входной сигнал (фиг.2) нейтрализовать в самом манометре с помощью источника 7 регулируемого напр жени  . Формирователь 6 представл ет собой каскад из двух усилителей, конструктивно размещенный вблизи схемы 3 терморегулировани . Первый из них  вл етс  электрометрическим измерителем тока, идентичным по схемотехнике и конструкции электрометрическому измерителю 1 тока. Он генерируе:т. сигнал помехи от термодрейфа (фиг.2).такой же, как и на выходе измерител  1, и таким образом, играет роль динамической пам ти дл  аналогового напр жени , пропорциональногоAt a constant temperature, the voltage on the ionization chamber is constant. When measuring the ambient temperature, the temperature drift of the output signal occurs, i.e. an interference signal appears (Fig. 2). However, the output signal also depends on the voltage on the ionization chamber (Fig. 3). In order to change the effect of the interference signal (figure 2) by changing the voltage on the ionization chamber, the new elements introduced into the pressure gauge can provide both a decrease and an increase in the correction voltage, and the possibility of inversion, because the interference signal (figure 2) can have a different polarity. These functions are performed by the input correction voltage driver 6. Through the structural connection through the high thermal conductivity of the substrate of the thermostat 2 with the blocks 3 and 6 placed on it, the change in ambient temperature is adequate to the appearance at the input of the thermal drift signal 6. Shaper 6 of the correction voltage is built according to the analog voltage generator circuit of a special form (curve A in Fig. 4), which allows the input signal (Fig. 2) to be neutralized in the pressure gauge itself using an adjustable voltage source 7. The imaging unit 6 is a cascade of two amplifiers, structurally placed near the thermal control circuit 3. The first of these is an electrometric current meter, identical in circuit design and construction to an electrometric current meter 1. It is generated: t. the interference signal from the thermal drift (Fig. 2). is the same as the output of the meter 1, and thus plays the role of a dynamic memory for the analog voltage proportional to

составл ющей погрешности манометра от термодрейф. Чтобы этот сигнал привести в соответствие с регулировочной характеристикой источника 7 регулируе- мого напр жени  (фиг.4, крива  А) служит втора  часть формировател  6 напр жени  коррекции, котора  представл ет собой усилитель напр жени , построенный на операционном усилителе д (ОУ) с предельно малыми зависимост ми дрейфа выходного напр жени  от температуры и времени, низкое быстродействие которого не ухудшает быстродействи .- манометра.Усилитель Снабжен специаль- ным регулировочным резистором, с помощью изменени  которого коэффициент усилени  подбираетс  так, чтобы на выходе формировател  6 величина сигнала была в пределах диапазона регулировоч- д ной характеристики источника 7 регулируемого напр жени , которую и будет повтор ть сигнал напр жени  коррекций, Таким образом, формируетс  напр жение коррекции (фиг.4, крива  А). Оно 25 поступает на вход источника 7 регулируемого напр жени ,на выходе которого формируетс  плавающее рабочее напр жение (фиг.4, крива  Б), измен ющеес  например в пределах 100-200 В,измене-.2д ние которого и компенсирует сигнал помехи из-за остаточного термодре фа.. Учитыва , что помеха может измен тьс  в области и отрицательных, и положительных напр жений, номинальное рабочее напр жение источника 7error of the manometer from the thermal drift. In order to align this signal with the control characteristic of the source 7 of the regulated voltage (Fig. 4, curve A), the second part of the correction voltage generator 6, which is a voltage amplifier built on the operational amplifier d (OA) extremely small dependences of the output voltage drift on temperature and time, the low response of which does not impair the speed of the manometer. Amplifier It is equipped with a special adjusting resistor, by changing the coefficient The gain is adjusted so that at the output of the driver 6 the signal value is within the range of the adjustment characteristic of the source 7 of the regulated voltage, which the correction voltage signal will repeat. Thus, the correction voltage is generated (FIG. 4, curve BUT). It 25 is fed to the input of the source 7 of an adjustable voltage, at the output of which a floating operating voltage is formed (Fig. 4, curve B), which varies, for example, from 100 to 200 V, and the variation of which is compensated by the interference signal for residual thermodynamic field. Considering that the disturbance may vary in the area of both negative and positive voltages, the nominal operating voltage of the source 7

3535

манометру стандартных изделий: радиоактивного источника типа АИЛ РИГ в, ионизационной камере, операгщонных усилителей , К740УД4, 140УД13 в формирователе напр жени  коррекции, транзисторов Щ972 и КТ973 в усилителе мощности. .the gauge of standard products: radioactive source of type AIL RIG in, ionization chamber, operative amplifiers, K740UD4, 140UD13 in the correction voltage driver, transistors Shch972 and KT973 in the power amplifier. .

регулируемого напр жени  устанавливают так, чтобы рабоча  точка раздел ла кривую зависимости выходного сигнала от пла- вагацего напр жени  по оси ординат на Q две равные части (точка В на. фиг.3), напр имер 150 В.the adjustable voltage is set so that the operating point divides the output signal from the stringer voltage curve along the ordinate axis on Q two equal parts (point B in figure 3), for example 150 V.

При этом манометр позвол ет в возможном диапазоне изменени  тока иони- - зационной камеры, например от минус 5 3,5 -10- до плюс 3,5 10 А, компен- сировать амплитуду помехи от минус 3,5 до плюс 3,5 мВIn this case, the manometer allows, in a possible range of variation of the current of the ionization chamber, for example, from minus 5 3.5 -10 to plus 3.5 10 A, to compensate for the amplitude of the interference from minus 3.5 to plus 3.5 mV

Точность измерени  давлени  можно оценить формулойThe accuracy of the pressure measurement can be estimated by the formula

100D . t100D. t

иand

cJ cJ

(%) ;(%);

при температуреat a temperature

внутри -уермостата 50°С с точностью доinside the thermostat 50 ° C to within

.5-6 мкВ/ С,что соответствует увеличе- д ватель напр жени  коррекции размеще ны.5-6 µV / S, which corresponds to the voltage increase of the correction voltage

где if - относительна  погрешностьwhere if is the relative error

D - величина температурного дрейфа;D is the value of the temperature drift;

t - интервал изменени  температуры среды;t is the temperature range of the medium;

и - уровень выходного сигнала. Дл  предлагаемого манометра ,and - output level. For the proposed manometer,

0,06%.  0.06%.

при измерении одного и того же давлени  в интервале температур .when measuring the same pressure in the temperature range.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Радиоизотопный ионизацнонньй манометр , содержащий ионизационную камеру коллектор которой соединен с входом электрометрического измерител  тока, а анод подключен к регулируемому источнику напр жени  питани , и схему терморегулировани , отличающийс  тем, что, с целью увеличени  точности измерени  давлени  газа при изменении окруханщей температуры в него введены формирователь напр же ни  коррекции, выходом соединенный с входом регулируемого источника напр  жени  питани , а также нагреватель, усилитель мощности-, и термоста т, причем вход нагревател  соединен с выходом схемы терморегулировани  через усилитель мощности, а электрометрический измеритель тока, нагреватель, схема терморегулировани  и формиро нию точности измерени  в 25-30 раз при использовании в элементах и узлахA radioisotope ionization gauge containing an ionization chamber whose collector is connected to the input of an electrometric current meter, and the anode is connected to an adjustable power supply source, and a thermal control circuit, characterized in that, in order to increase the accuracy of measuring gas pressure when the surrounding temperature changes, however, no correction, an output connected to the input of an adjustable voltage supply source, as well as a heater, a power amplifier, and a thermostat, and heater turn connected to the output circuits of thermal control through the power amplifier and the electrometer measuring current, the heater, the thermal control circuit, and generates the measurement accuracy NIJ 25-30 times when used in the elements and nodes в термостате на подложке с высокой теплопроводностью..in a thermostat on a substrate with high thermal conductivity .. манометру стандартных изделий: радиоактивного источника типа АИЛ РИГ в, ионизационной камере, операгщонных усилителей , К740УД4, 140УД13 в формирователе напр жени  коррекции, транзисторов Щ972 и КТ973 в усилителе мощности. .the gauge of standard products: radioactive source of type AIL RIG in, ionization chamber, operative amplifiers, K740UD4, 140UD13 in the correction voltage driver, transistors Shch972 and KT973 in the power amplifier. . Точность измерени  давлени  оценить формулойThe accuracy of the pressure measurement is estimated by the formula 100D . t100D. t иand cJ cJ (%) ;(%); где if - относительна  погрешностьwhere if is the relative error D - величина температурного дрейфа;D is the value of the temperature drift; t - интервал изменени  температуры среды;t is the temperature range of the medium; и - уровень выходного сигнала. Дл  предлагаемого манометра ,and - output level. For the proposed manometer, 0,06%.  0.06%. при измерении одного и того же давлени  в интервале температур .when measuring the same pressure in the temperature range. Формула изобретени Invention Formula Радиоизотопный ионизацнонньй мано метр, содержащий ионизационную камеру, коллектор которой соединен с входом электрометрического измерител  тока, а анод подключен к регулируемому источнику напр жени  питани , и схему терморегулировани , отличающийс  тем, что, с целью увеличени  точности измерени  давлени  газа при изменении окруханщей температуры, в него введены формирователь напр жени  коррекции, выходом соединенный с входом регулируемого источника напр  жени  питани , а также нагреватель, усилитель мощности-, и термоста т, причем вход нагревател  соединен с выходом схемы терморегулировани  через усилитель мощности, а электрометрический измеритель тока, нагреватель, схема терморегулировани  и формироныA radioisotope ionization manometer containing an ionization chamber, the collector of which is connected to the input of an electrometric current meter, and the anode is connected to an adjustable source of supply voltage, and a thermal control circuit, in order to increase the accuracy of gas pressure measurement when the surrounding temperature changes, It has a correction voltage driver, an output connected to the input of an adjustable voltage supply source, and a heater, a power amplifier, and a thermostat, and the heater input is connected to the output of the thermal control circuit through a power amplifier, and the electrometric current meter, heater, thermal control circuit, and formi в термостате на подложке с высокой теплопроводностью..in a thermostat on a substrate with high thermal conductivity .. 3,53.5 3,5-tO-3 ,53,5-tO-3, 5 -3,5-то- з- 3.5 to-3 Опит, naatafoui.Experience, naatafoui. Редактор М.КелемешEditor M.Kelemes Фи. 1Phi. one Составитель И,НевскийCompiled by And, Nevsky Техред М.Ходанич Корректор С.ЧерниTehred M. Khodanich Proofreader S. Cherni 200200 пит., Вpit iUioffainuv.fiUioffainuv.f
SU874183759A 1987-01-19 1987-01-19 Radio isotope ionization pressure gauge SU1413460A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874183759A SU1413460A1 (en) 1987-01-19 1987-01-19 Radio isotope ionization pressure gauge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874183759A SU1413460A1 (en) 1987-01-19 1987-01-19 Radio isotope ionization pressure gauge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1413460A1 true SU1413460A1 (en) 1988-07-30

Family

ID=21281419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874183759A SU1413460A1 (en) 1987-01-19 1987-01-19 Radio isotope ionization pressure gauge

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1413460A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Приборы и техника эксперимента. 1980, № 5, с.173-176. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4609453A (en) Engine air/fuel ratio sensing device
US4609452A (en) Engine air/fuel ratio sensing device
US5303167A (en) Absolute pressure sensor and method
AU659025B2 (en) Pulsed pressure sensor circuit and method therefor
US6066976A (en) Apparatus and method for improved dynamic range
SU1413460A1 (en) Radio isotope ionization pressure gauge
Enke et al. A versatile and inexpensive controlled potential polarographic analyzer
US4015191A (en) D.C. high voltage power source with precise load current measurement
SU1603314A1 (en) Dosimeter of ionizing radiation
JPS5582906A (en) Radiation density detector
GB698023A (en)
JPS62195580A (en) Measuring instrument for generation quantity of radiation
US4066948A (en) Concentration measuring apparatus and process
US2974232A (en) Calibration circuit
SU537277A1 (en) Device for measuring pressure in an electrovacuum device
SU898266A1 (en) Device for measuring temperature fields
JPH0750134B2 (en) AC / DC difference comparison device for thermoelectric AC / DC converter
SU1112316A1 (en) Device for measuring concentration of charge carriers in conductive materials
Davis et al. Linearization of silicon junction characteristics for temperature measurement
SU519603A1 (en) Electrochemical device for measuring pressure fluctuations
SU1599752A1 (en) Method and apparatus for measuring chemical composition of medium
SU1506342A1 (en) Method of linearizing the conversion characteristic of adsorbtion semiconductor sensing element
JPS58160859A (en) Ph meter
SU1255943A1 (en) Method of determining error of meter of contact potential difference
SU987417A1 (en) Device for measuring temperature