实用超高真空比对校准系统

介绍了一种实用超高真空相对比对校准系统。该装置具有结构简单、实用、不确定度小等优点,可以满足在10^-7～10^-5Pa范围内超高真空规的比对校准。     

真空比对标准装置的研究

真空比对标准装置是由真空泵、校准室、真空管道、各种阀门及真空规组成的。根据实际使用情况,从四个方面对真空比对标准装置进行了详细的分析,包括:校准室的研究、微调阀性能的研究、标准规计量学特性的研究、比对校准技术的研究和应用。     

复合式真空标准校准真空计的方法

复合式真空标准校准真空计的方法李正海（兰州物理研究所）复合式真空标准装置采用了动态与静态相结合的方法，把动态比对、静态比对、静态膨胀三种校准真空计的方法复合成一台真空标准。该装置是一种结构简单、操作方便、检定效率高、校准范围为１０５～１０－４Ｐａ，总...     

现场真空漏孔校准装置的设计

为了减小现场环境与校准环境的差异对真空漏孔校准的影响,通过理论研究,设计了现场真空漏孔校准装置,可实现对真空漏孔的现场校准。考虑到现场真空漏孔校准装置需便于携带及搬运,装置的设计采用了分体式结构。现场真空漏孔校准装置由抽气系统、校准室系统、真空漏孔连接系统、流量输出系统、充气系统、定容室与压力测量系统及烘烤系统等7个部分组成,复合了定容法及固定流导法两种校准方法,预计真空漏孔校准范围为5＆#215;10-10～5＆#215;10-5 Pa？m3/s,合成标准不确定度为10％。     

大型全金属超高真空规管比对系统

本文主要介绍了全金属超高真空规管比对系统。该系统具有大容积、全金属等优点。图１展示了系统装置：该系统装置的真空校准室容积为１９８升，规管及连接管道的总容积为 ４．２升，两者之比为 ４７．２倍，满足了 ＩＳＯ／ＤＩＳ ３５６８标准。该系统的极限真 空为 １．７×１０－９Ｐａ，校准范围为 １０－２～１０－８Ｐａ． ９只规管均匀地分布在校准室容器上 （图２），以便减少规管间的相互影响．讨论了影响压强稳定度和均匀性的因素（图３）。 例举了比对实验的实测结果（表 ２）。此系统满足了北京正负电子对撞机（ＢＥＰＣ）贮 存环所用超高真空规管校准的需要，同时，也为其它用户提供良好的服务。     

超高/极高真空校准研究进展

本文概述了在超高/极高真空校准方面的研究进展.介绍了采用分子束法、压力衰减法、流导调制法以及分流法校准超高/极高真空规的原理、校准系统的结构及性能,并分析了它们的优缺点.从中可以看出,近年来随着真空材料处理技术、容器内表面处理技术和真空获得技术的进展,在10~(-10)Pa～10~(-8)Pa压力范围的超高/极高真空校准技术也取得了可喜的进展,校准系统的研制、维护成本日趋低廉,校准方法更为简单,校准结果更为准确.     

超高/极高真空校准装置的研制

超高/极高真空校准装置由极高真空(XHV)系统、超高真空(UHV)系统、流量分流系统和供气系统四部分组成。使用磁悬浮涡轮分子泵和非蒸散型吸气剂泵组合抽气,在XHV校准室获得了10-10Pa的极高真空;提出了分流法校准真空规的方法,使校准下限延伸到10-10Pa;利用非蒸散型吸气剂泵对惰性气体无抽速的特性,使用惰性气体校准时,减小了校准下限的不确定度;提出了采用线性真空计测量激光小孔分子流流导的方法,减小了小孔流导的测量不确定度。校准装置复合了分流法、压力衰减法和直接测量法对真空规进行校准,压力校准范围为10-1Pa~10-10Pa,合成标准不确定度为0.41%~3.5%。     

动态流量法校准系统的蒙特卡罗分析

动态流量法校准系统的理论分析,对于提高真空规的校准精度、实际结构最佳参数的选择都具有十分重要的意义。通过对动态流量法校准系统中各误差因素的分析,指出蒙特卡罗法是目前一种比较全面的分析力法;并运用此法跟踪了大量气体分子的运动过程,比较真实地模拟了校准室球内分子流场的分布状况。从定量的角度,选择了真空规的校准区域,建立了校准室校准区域上的压力理论值与实际值之间的修正公式,为全面综合地进行误差分析奠定了基础。     

真空标准之间的相互比对

通过多种类、多渠道真空标准之间的比对校准研究,建立了与其它标准实验室比对的联系网.采用电离规 DL-2和磁悬浮转子规 SRG-2两种传递规,首次实现了我们压缩式真空计标准与西德 PTB 膨胀式标准之间的国际比对,从而参加到国际计量局主持的以 PTB 为中心的“星型”结构模式的国际比对之中。通过磁悬浮转子规 CXG-1、SRS-2和 DL-2实现了我们实验室内部真空标准之间的比对校准研究,并以电容规 CHS310、HA390和 CXG-1通过真空量值的追溯性实现了与美国 NBS、国家计量院标准之间的比对。结果表明,我们的真空标准与国内外有关国家级标准的一致性较好。     

几种热阴极电离真空计电参数校准及分析

通过真空比对标准装置及电参数测量系统,对目前较为常用的ZJ-27,ZJ-12,ZJ-10,ZJ-2等四种热阴极电离真空计进行电参数校准。通过对实验数据的分析,验证了该套装置及方法校准热阴极电离真空计电参数的可行性。     

微量摩阻天平旋转加载校准装置研制

为实现对微量摩阻天平/MEMS摩阻传感器进行静态校准研究,并且需要能够模拟高超声速风洞试验环境压力,建立微量摩阻天平旋转加载校准装置,对该校准装置的总体方案、旋转加载台体系统、真空系统和测控系统等进行研究。首先,提出基于离心力等效原理和真空箱体内单轴旋转加载方法的校准装置研制方案,开展旋转加载校准原理和校准装置总体方案研究。然后,分别对单轴旋转加载台体系统、模拟不同风洞试验环境压力的真空系统、旋转加载台体和真空箱体的磁流体动态密封以及专用的测控系统等方案进行详细设计。最后,完成校准装置研制,对该校准装置进行技术指标检测,并对研制的MEMS摩阻传感器样机开展校准应用。结果表明:微量摩阻旋转加载校准装置的速率范围在0.01～3 600°/s连续可调,速率精度优于0.01°/s,真空度20～5 000 Pa精密可测可控;静校的MEMS摩阻传感器样机输出稳定、回零好,测量范围均为0～100 Pa,分辨率为0.1 Pa,重复性精度和线性度优于1%。该校准装置速率精度高、稳定性好,校准过程中真空箱体的真空度可在30 min内达到20 Pa并得到很好保持,满足微量摩阻天平/MEMS摩阻传感器静态校准需求。     

真空比对装置的多功能化

真空比对装置稳定可靠、操作简便、效率高，不但可以校准真空规，而且能测定漏率、分析真空残余气体，是一种实用的多功能检测设备。     

10~(-4)～10~(-1)Pa副标准电离真空规(英文)

本文介绍FB-1型副标准电离真空规的结构和电参数。此种真空规为三极管型。发现它的上限线性与其栅极电压和氮气气样纯度有关。其规管系数S在上限压力增至0.27Pa时仍可保持在1％以内。全量程校准的S值的偏差不超过2％。十三个月内S值的变化范围为1.2％。测量了此种真空规工作在油系统上的稳定性和起始稳定性。还用它作为传递规对中国计量科学研究院的几套真空标准进行了比对,初步结果是满意的。     

比对法校准真空计检定规程的编制

在真空计的校准工作中,为了统一真空量值,保证量值的精确传递.必须科学地制定检定规程.详细介绍了比对法校准的若干规定.符合国际标准的要求.对制定检定规程的意义和制定规程的依据.以及检定规程的主要内容和编制过程,都作了具体说明.使规程成为真空计量人员在比对校准真空计的工作中共同遵守的依据.在规程主要内容中,着重介绍了比对校准装置,在校准室的大小、形状、规管的安装位置、连接形状和连接长度诸方面,都有详尽的叙述.     

不同冲击激励系统绝对法冲击校准比对可行性的研究

比对是确定不同装置与不同方法之间一致性的主要方法,本文主要论述了基于激光绝对法校准的不同冲击激励系统校准结果比对可行性的问题。首先依据ISO16063-13标准规定的基于刚体碰撞与基于Hopkinson杆的冲击激励系统,分析了其基本原理与典型冲击波形;然后比较了同一只传感器在两种装置上校准结果,说明了结果的差异并分析了原因。最后提出了不同冲击激励系统之间可比性的方法,为冲击校准实验室、区域以及国际比对提供参考。     

分流法超高/极高真空校准装置性能研究

分流法超高／极高真空校准装置由极高真空（XHV）系统、超高真空（UHV）系统、流量分流系统三部分组成。使用磁悬浮涡轮分子泵和非蒸散型吸气剂泵组合抽气在XHV校准室获得了10^-10 Pa的极高真空；采用的分流法真空规校准方法，使压力校准下限延伸到了10^-10 Pa；利用非蒸散型吸气剂泵对惰性气体无抽速的特性，使用惰性气体校准时，减小了校准下限的不确定度；校准装置的校准范围为（10^4～10^-10）Pa，合成标准不确定度为1．5％～3．5％。     

动态流量法超高真空标准装置

研制成功的动态流量法超高真空标准装置是一台用来校准真空规的绝对真空计量标准,装置由校准系统,微流量计系统,抽气系统和计算机控制系统组成,校准系统采用四球结构,校准球室直径为５００ｎｍ,极限真空度为６．５×１０＾－９Ｐａ,校准范围为１０＾－２～１０＾－７Ｐａ不确定度为３％（１０＾－２～１０＾－６Ｐａ）和１０％（１０＾－７Ｐａ）。     

以麦氏计校准电离计的动态平衡玻璃真空系统建立

真空计校准工作,是真空测量技术的基本工作之一。尤其对高精度真空计校准问题,更有重要意义。在校准过程中不仅需要有高精度的绝对真空计,而对校准用真空系统的要求,也是重要的环节。本文就麦氏计校准热阴极电离真空计的动态平衡玻璃真空系统作以分析。力建立校准用真空系统,将对系统结构、性能、产生误差原因及减小误差方法进行讨论,以便确定系统误差。 一、真空系统结构选取择 对于校准用真空系统除具有。一定容量的抽气机组外,对如何保证绝对真空计与被校准的相对真空计,在某一时间内能达到相同条件,是考虑方案的前提。为了能做到这一点,…     

真空计量标准的研制与应用

兰州物理研究所研制了一系列真空标准装置,可用于真空规、方向规、分压力质谱计、真空漏孔和正压漏孔的校准.其静态膨胀法真空标准装置、动态流量法真空标准装置及超高/极高真空校准装置是用于真空规校准的三套基础标准,覆盖的校准范围为(10-10～105)Pa;程控式真空规校准装置适用于工业部门,其校准范围为(10-4～105)Pa;为实现质谱计的校准,研制了一台具有三路相同独立进样系统的分压力质谱计校准装置,标准分压力通过磁悬浮转子规以两种不同的方法进行测量,该校准装置可实现(10-7～10-1)Pa范围内的分压力校准;为实现真空漏孔的校准,研制了恒压式气体微流量标准装置和固定流导法气体微流量标准装置.恒压式气体微流量标准装置的校准范围为(10-8>～10-2)Pa·m3/s,同定流导法气体微流量标准装置的校准范围为(10-10～10-5)Pa·m3/s,漏孔漏率的校准通过比较被校漏孔和标准气体微流量计在一台四极质谱计上引起示漏气体离子流的大小计算得到;为实现正压漏孔的校准,研制了一台正压漏孔校准装置,采用定容法和定量气体动态比较法对正压漏孔进行校准,校准范围为(5 × 10-5～10-1)Pa·m3/s;研制了一台定向流真空校准装置,实现对方向规的校准和非平衡态分子流的研究,装置的校准范围为(10-7～10-1)Pa.     

110 GHz可溯源的On-wafer GaAs基Multi-TRL校准标准件研制

设计制作了用于1 ~110 GHz On-wafer 散射参数测试系统自校准的GaAs基Multi-TRL校准标准件。主要验证了Multi-TRL校准标准件设计的正确性;经过与国外计量标准及商用校准件比对,还验证了在频率范围1 GHz~110 GHz,用于Multi-TRL校准的校准标准件的准确性。