5.6.2.5. Заключительные замечания о манометрах

Очень удобными являются измерительные устройства с декадной шкалой и автоматическим переключением диапазонов измерений в зависимости от давления в вакуумной системе. Выходное напряжение манометра часто используется для автоматического управления клапанами, вентилями и регуляторами системы, а также выключателями двигателей и насосов и другими устройствами. Что касается ионизационных манометров, то следует помнить, что ионный ток коллектора пропорционален не давлению р, а концентрации n, т. е. в соответствии с формулой (2.29)

откуда р ~ Ij.

Если вакуумный манометр был проградуирован при температуре Т0, то при температуре Т показанию р0 будет соответствовать давление

следовательно, отсчет давления р0 необходимо корректировать.

Если заключенная в корпус манометрическая трубка градуирована и находится при одной и той же температуре Т0, но измеряет давление в пространстве с температурой Т, то давление, скорректированное с учетом эффузии, определяется по формуле

Из многих эффектов, которые могут быть причиной ошибок при измерении очень низких давлений, в первую очередь следует упомянуть десорбцию газов из элементов манометрической трубки (ее электродов и стенок баллона) под влиянием повышенной температуры и сорбцию газов некоторыми из этих элементов, в особенности сорбцию ионизированных газов в присутствии магнитного поля Преобладание одного из этих эффектов — десорбции или сорбции — зависит от термовакуумной

«истории» манометра, т. е. от процессов, предшествовавших измерению, от электрических параметров (например, анодного напряжения) рода газа, очередности включения питающих напряжений и т. п. Эти эффекты тем сильнее влияют на точность измерений, чем меньше проводимость канала между датчиком (заключенным в корпус) и пространством, в котором измеряется давление

Рассмотрим связь между давлениями, имеющими место в канале, соединяющем манометр с пространством измеряемого давления (фиг. 5.70).

Если в манометре происходит выделение газов со скоростью + S (л•с-1) или поглощение газов со скоростью — S (л•с-1), то давление в манометре р' будет соответственно выше или ниже давления р, которое существует в исследуемом пространстве. Из уравнения потока газа I через канал

находим давление в манометре

Давление р' тем меньше будет отличаться от р, чем меньше величина S/G, т. е. чем больше проводимость канала G по сравнению со скоростью десорбции или сорбции (S). Если принять в качестве допустимой погрешности 10%, то должно выполняться условие G > 10|S|.

Например, для D = 3 см и L = 10 см имеем G≈2,7 л•с-1 и скорость десорбции или сорбции в манометре не должна, таким образом, превышать ±0,3 л•с-1.

Из приведенных выше рассуждений можно сделать и другой вывод: для получения высокоэффективного манометра желательно, чтобы количество металла, употребленного на изготовление системы электродов, было минимальным, а электроды можно было легко обезгаживать. Время прогрева элементов датчика должно быть минимальным, что сводит к минимуму периоды десорбции и сорбции газов.

В табл. 5.7 дана характеристика различных манометров в отношении их областей измерения.