SU304468A1

SU304468A1 - HEAT ELECTRIC VACUUMETER

Info

Publication number: SU304468A1
Application number: SU1360171A
Authority: SU
Original assignee: Е. Ф. Комаров , Е. А. Пенчко

Description

Изобретение относитс к приборам, измер ющим низкие давлени , и в частности к теплоэлектрическим вакуумметрам, и может быть использовано при измерении низких давлений с повышенной точностью. Известны теплоэлектрические вакуумметры, содержащие манометрический преобразователь , работающий в режиме посто нной температуры , мостовую измерительную схему, генератор-усилитель и регистрирующий прибор, присоединенный через переменный резистор к манометрическому преобразователю. Однако они обладают значительной погрешностью измерений особенно в области низких давлений. Известно, что принцин действи вакуумметра основан на зависимости теплопроводности газа от давлени . В режиме посто нной температуры нити манометрического преобразовател зависимость напр жени питани нити от давлени выражаетс : где V - напр жение питани нити; Р -давление; Uo - напр жение пита и манометрического преобразовател , соответствующее теплопроводу от нити на излучение и по токовводам. Из уравнени (1) получаем: при и при Р - 00 Yh + ul (2) При давлени х выше 100 мм рт. ст. напр жение иитани нити практически не измен етс с давлением. Перед работой каждого вакуумметра производ т каЛИбровку манометрического преобразовател , котора состоит в том, что при атмосферном давлении устанавливают стрелку регистрирующего прибора на конец щкалы и снимают градуировочную кривую преобразовател /(Я) (фиг. 2 крива 1). Применение калибровки при высоких давлени х позвол ет индивидуальные кривые всех манометрических преобразователей с их реальным разбросом параметров h, S UQ св зать в одной точке - при атмосферном давлении. Все индивидуальные градуировочные кривые начинаютс в общей точке, соответствующей 100% отсчету регистрирующим прибором при давлении 760 мм рт. ст. и расход тс веером из нее к своим значени м t/o. погрешности :измере и давлени и тем большей , чем ниже давление. Крива относительно ошибки измерени давлени ( - f(- V / Л ч t/ш при условно выбранном значении ,l в и других параметрах f/o 0,32 в, /1 48,962 82 5 5 мм рт. ст., характерных дл манометрического преобразовател МТ-6 в режиме вакуумметра ВСБ-1 показана на фиг. 2. ДЯ При давлении мм рт. ст. /о, пр.и давлении мм рт. ст. отсчет давлени может быть завышен в 15 раз (при отклонении на 0,1 в от номинального значени ). При условии допустимости разброса значени t/o на 0,1 б вакуумметр не способен измер ть давлени ниже мм рт. ст. Манометрические преобразователи, у которых с течением времени L/o отклонилось выше определенного предела, должны отбраковыватьс . С целью повышени точности измерени давлени в предлагаемом устройстве последовательно с регистрируюш,им прибором включен посто нный резистор, параллельно которому подключена цепочка из соединенных последовательно источника посто нного напр жени и дополнительного переменного резистора . Благодар этому создаетс возможность «св зать градуировочные кривые всех манометрических преобразователей не в одной точке при атмосферном давлении, а в двух точках при атмосферном давлении и нулевом давлении (на один-два пор дка более низком , нежели наименьший возможный отсчет давлени регистрируюш;им прибором). Тогда веерообразный разброс градуировочных кривых манометрических преобразователей можно свести к кривым с более узкой полосой, ограниченной кривой, подобной гистерезисной . При этом така дополнительна калибровка преобразователей При нулевом давлении не вли ет на калибровку при атмосферном давлении. На фиг. 1 изображена принципиальна схема вакуумметра; на фиг. 2 - градуировочные кривые вакуумметров и графики относительных ошибок измерени давлени ; на фиг. 3 - градуировочные кривые манометрического преобразовател МТ-6 с очувствлением на кра х диапазона. Вакуумметр содержит манометрический преобразователь 1, включенный в плечо мостовой измерительной схемы 2, к диагонал м которой подключен генератор-усилитель 3 и регистрирующий прибор 4, включенный параллельно ,преобразо;вателю. подключена цепочка из соединенных последовательно источника 7 посто нного напр жени и дополнительного переменного резистора 8. В одну из диагоналей моста подаетс напр жение питани моста от генератора-усилител , с другой снимаетс сигнал разбаланса моста при изменении давлени , который подаетс на генератор-усилитель. Этот сигнал вл етс сигналом обратной св зи на изменение мош,ности питани моста. Напр жение питани манометрического преобразовател вл етс мерой давлепи . Выходной сигнал, завис ш,ий от давлени , снимаетс непосредственно с манометрического преобразовател и регистрируетс регистрирующим прибором. Переменный резистор 5 служит дл калибровки преобразовател при атмосферном давлении , а резистор 8 - при «нулевом давлении. К посто нному резистору 6 нар ду с током измер емого сигнала проходит ток от дополнительного источника напр л ени 7. Величина этого тока устанавливаетс резистором 8. Э.д.с. источника 7 выбираетс рапной падению напр жени на резисторе 6 при измерении максимального напр жени (при атмосферном давлении) « 6(3) При работе с вакуумметром сначала провод т калибровку при атмосферном давлении. С помощью резистора 5 стрелку регистрирующего прибора 4 устанавливают на конец шкалы. Затем при низких давлени х (ниже 10 мм рт. ст.) производ т калибровку нул . Изменением сопротивлени резистора 8 стрелка регистрирующего прибора 4 устанавливаетс на ноль шкалы. При этом по резистору 6 течет такой ток, который создает на ней падение напр жени , равное значению Lo дл калибруемого преобразовател 1: Тока в цепи регистрирующего прибора 4 нет. Корректировка нул установкой большего или меньшего значени сопротивлени резистора 8 не вли ет на калибровку прибора, проведенную при атмосферном давлении, не сбивает ее. Какое ни было бы значение сонротив.тени резистора 8, при атмосферном давлении через регистрирующий прибор идет максимальный ток /ш, создающий на резисторе 6 падение напр жени , равное напр жению дополнительного источника напр жени 7. Ток по резистору 8 не идет, поскольку нет разности потенциалов на нем. На фиг. 2 показана зависимость напр жени питани манометрического преобразовател МТ-6, откалиброванного в двух точках от давлени (Р) (крива 2).The invention relates to instruments for measuring low pressures, and in particular to thermal vacuum gauges, and can be used to measure low pressures with increased accuracy. Thermoelectric vacuum gauges are known that contain a manometric transducer operating in the constant temperature mode, a pavement measuring circuit, a generator-amplifier and a recording device connected through a variable resistor to the manometric transducer. However, they have a significant measurement error, especially in the low pressure range. It is known that the principle of the vacuum gauge is based on the pressure dependence of the thermal conductivity of a gas. In the constant temperature mode of the gauge converter filament, the dependence of the voltage supply voltage on the thread is expressed: where V is the voltage supply of the thread; P-pressure; Uo is the voltage of the pita and the pressure gauge converter, corresponding to the heat conductor from the filament to the radiation and the current leads. From equation (1) we get: at and at Р - 00 Yh + ul (2) At pressures above 100 mm Hg. Art. The thread tension is almost unchanged with pressure. Before each vacuum gauge is operated, the gauge transducer is calibrated, which consists in setting the pointer of the recording device at the end of the scale at atmospheric pressure and removing the calibration curve of the transducer / (I) (Fig. 2, curve 1). The use of calibration at high pressures allows individual curves of all gauge transducers with their real scatter of parameters h, S UQ to be connected at one point - at atmospheric pressure. All individual calibration curves begin at a common point corresponding to a 100% readout with a recording instrument at a pressure of 760 mm Hg. Art. and fan out from it to its t / o values. errors: measurement and pressure, and the greater, the lower the pressure. The curve with respect to the pressure measurement error (- f (- V / L h t / w at the conventionally chosen value, l in and other parameters f / o 0.32 V, / 1 48.962 82 5 5 mm Hg.) The MT-6 converter in the BCB-1 vacuum gauge mode is shown in Fig. 2. DL With a pressure of mm Hg / o, and a pressure of mm Hg, the pressure can be increased by a factor of 15 (with a deviation of 0 1 volts per nominal value.) If the t / o spread is acceptable at 0.1 b, a vacuum gauge is not capable of measuring pressures below mm Hg. Manometric transducers with over time, the L / o deviated above a certain limit should be rejected.In order to improve the pressure measurement accuracy in the proposed device sequentially with the registering, a constant resistor is connected to it with a device, in parallel with which a chain from a series-connected DC source and an additional variable resistor is connected. This creates the opportunity to “connect the calibration curves of all gauge transducers not at one point at atmospheric pressure, but in d yx points at atmospheric pressure and zero pressure (by one-two orders lower than the lowest possible pressure count registriruyush; they device). Then the fan-shaped spread of the calibration curves of gauge transducers can be reduced to curves with a narrower band bounded by a curve similar to hysteresis. However, such an additional calibration of the transducers at zero pressure does not affect the calibration at atmospheric pressure. FIG. 1 is a schematic diagram of a vacuum gauge; in fig. 2 shows calibration curves for vacuum gauges and graphs of relative errors in pressure measurement; in fig. 3 - graduation curves of the manometric transducer MT-6 with sensing at the edges of the range. The vacuum gauge contains a manometric transducer 1, included in the shoulder of the bridge measuring circuit 2, to the diagonal of which the generator-amplifier 3 is connected and the recording device 4, connected in parallel, to the transducer. a chain is connected from a series 7 source of direct voltage and an additional variable resistor 8. The bridge supply voltage from the generator amplifier is supplied to one of the bridge diagonals; the bridge unbalance signal is removed from the other when the pressure is changed, which is applied to the generator amplifier. This signal is a feedback signal for a change in the bridge power supply. The power supply voltage of a pressure gauge is a measure of pressure. The output signal, which is dependent on pressure, is taken directly from the gauge transducer and recorded by a recording instrument. Variable resistor 5 serves to calibrate the transducer at atmospheric pressure, and resistor 8 at zero pressure. To a constant resistor 6, along with the current of the measured signal, a current passes from an additional source of voltage 7. The value of this current is set by a resistor 8. Em. Source 7 is selected by the rap voltage drop across the resistor 6 when measuring the maximum voltage (at atmospheric pressure) "6 (3) When working with a vacuum gauge, it is first calibrated at atmospheric pressure. Using a resistor 5, the pointer of the recording device 4 is set at the end of the scale. Then, at low pressures (below 10 mmHg), zero is calibrated. By changing the resistance of the resistor 8, the arrow of the registering device 4 is set to zero. At the same time, a current flows across the resistor 6, which creates a voltage drop on it equal to the value Lo for the calibrated converter 1: There is no current in the circuit of the recording device 4. Adjusting the zero by setting a larger or smaller value of the resistance of the resistor 8 does not affect the calibration of the instrument, carried out at atmospheric pressure, does not knock it down. Whatever the resistance value of the resistor 8, at atmospheric pressure, a maximum current / w goes through the registering device, creating a voltage drop across resistor 6 equal to the voltage of the additional voltage source 7. There is no current through resistor 8, since there is no difference potentials on it. FIG. Figure 2 shows the voltage dependence of the supply voltage of the pressure transmitter MT-6, calibrated at two points on pressure (P) (curve 2).

/АР/ AR

мерени давлени ( - вакуумметром, откаV pressure measurement (- vacuum gauge, otkaV

либрованным с помощью дополнительной схемы в двух точках на много меньше и измен етс от 1,340/0 (Р оо) до 270/0 (). Калибровка преобразователей в двух точках позвол ет путем раст жки участков кривой 2 с малой крутизной изменени сигнала по давлению расширить общий диапазон измер емых давлений. На участке низких давлений расширение диапазона измер емых давлений можно получить путем повышени чувствительности измерени выходного сигнала. На участках высоких давлений расширение диапазона может быть достигнуто путем компенсации относительно большого сигнала (80- 90% от максимального).With the help of an additional circuit at two points, it is much smaller and varies from 1.340 / 0 (P oo) to 270/0 (). Calibration of the transducers at two points allows, by stretching parts of curve 2 with a small steepness of the signal change in pressure, to expand the total range of measured pressures. In the low pressure region, an extension of the range of measured pressures can be obtained by increasing the sensitivity of measuring the output signal. In areas of high pressure, range expansion can be achieved by compensating for a relatively large signal (80–90% of the maximum).

Градуировочна крива манометрического преобразовател МТ-6 с компенсацией в двух точках и раст жкой участков диапазона показана на фиг. 3.The calibration curve of the manometric transducer MT-6 with compensation at two points and the stretching of the parts of the range is shown in FIG. 3

Таким образом, с помощью компенсации до нулевого значени начального отсчета, не завис щего от давлени , снижаетс погрешность измерени давлени и по вл етс возможность расширени диапазона измер емых давлений .Thus, by compensating for a zero value of the initial reading, independent of pressure, the error of pressure measurement is reduced and the range of measured pressures can be extended.

Предмет изобретени Subject invention

Теплоэлектрический вакуумметр, содержащий манометрический преобразователь, работающий в режиме посто нной температуры, включенный в плечо измерительной мостовой схемы и регистрирующий прибор, присоединенный через переменный резистор к манометрическому преобразователю, отличающийс тем, что, с целью повышени точности, последовательно с регистрирующим прибором включен посто нный резистор, параллельно которому подключена цепочка из соединенных последовательно источника посто нного напр жени и дополнительного переменного резистора . .A thermoelectric vacuum gauge containing a pressure gauge converter operating in constant temperature mode, connected to the measuring bridge arm and registering a device connected through a variable resistor to a pressure gauge converter, characterized in that, in order to improve accuracy, a fixed resistor is connected in series with the recording device which is connected in parallel with a chain of connected in series source of constant voltage and additional variable re zistor .

UP./UP./

P при Uc,--O,WP with Uc, - O, W

10 20 JO 4ff 50 60 70 SO 9O ШО10 20 JO 4ff 50 60 70 SO 9O SHO

0,J (12 0 O/f 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 ,O0, J (12 0 O / f 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9, O

(//Lfm Риг 2(// Lfm Rig 2

P,MM pm.cm.P, MM pm.cm.

ЮООYuOO

0,1 0,2 0,3 0, 0,5 0,6 0,7 0.1 0.2 0.3 0, 0.5 0.6 0.7

т t

Фиг.ЗFig.Z