DL-10型真空计的工作原理与测量范围

2009-06-08 王逊 北京大学电子学系

一、引言

     熔融石英晶振在谐振时,谐振抗阻与其他气体压强关以,上新时代80那个年就有人会探析分析。内地在上新时代八十五二那个年都有人会对这款因素来进行了探析分析。 现在这款进口进口真空环境箱计现在已经面市,量测範圍是1Pa到大方压。这款进口进口真空环境箱计量测範圍较宽,表面粗糙度较高。让我们研究的DL-10进口进口真空环境箱计也是这款进口进口真空环境箱计,选择使用的晶振是Φ2×6型,的频率标称临界值32.768KHz, 量测範圍也是1Pa到大方压。

二、DL-10型真空计的工作原理

  晶振在谐振时,同一产品也出现设备产生抖动,产生抖动 时将受汽体的压力,压力的强弱与汽体压强光于。之所以晶振的电学特 性输出电阻值也与汽体压强光于。Φ2×6晶振的输出电阻值与压强的的关系如下图所示1所 示:

  纵坐标是谐振阻抗Z与固有阻抗Z0之差△Z,横坐 标是压强。固有阻抗Z0是压强小于10-3Pa时的Z值,这时 气体的阻力已经可以忽略了。它决定于晶振机械振荡时自身内部损耗 的能量,它与压强无关。Φ2×6的Z0约20kΩ。由图可见,在1-100Pa 之间,△Z与P近似成线性关系,在104-105之间,△Z近似与 成正比 。DL-10真空计将图1曲线存入单片机中,测量△Z值,由数码管显示 压强值。

三、电路的选择

  文献报道的用于石英真空计的电路有以下两种, 一是采用锁相环电路(phase locked loop circuit),另一种是 晶振本身为频率控制元件的自振荡、自跟踪电路。第 一种国外真空计用的电路振荡器与传感器用的石英晶振是各自独立的 ,两者之间需要有良好的跟踪技术,即振荡器的振荡频率要跟踪传感 器石英晶振谐振频率的变化,这样电路较为复杂。DL-10选用第二种方案。

阻抗测量如图2电路所示:



 VAB为晶振两端电压
 I 为流过晶振的 电流

  电流值I流进与晶振热敏电阻串联的阻值R,在阻值两端的电 压为VBD ,伴随与R串并联的热敏电阻C甚小,岗位中其容抗宏大过阻值R, 故就能够相信:


  VAB 近似等于AE两端电压V0,VBD 近似等于DE两端电压V1,由测量的V0, V1值及电阻值,可以计算出阻抗。单片机将阻抗转换成 压强,由数码管显示压强值。

  DL-10还设置两个校准按键,一是零点调节,即 在压强为零时按一下按键,这时单片机执行中断程序,将 Z0值存在E2prom中。另一个是大气调节,即 在压强为大气时,按一下按键,这时单片机执行另一中断程序,将大 气时修正值存入另一E2prom中。

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