§ 6.5.1. Электронные преобразователи

Принцип действия электронных преобразователей основан на пропорциональности между давлением и ионным током, образовавшимся в результате ионизации термоэлектронами остаточных газов.

Существует две схемы электронного преобразователя: с внутренним и внешним коллектором.

В схеме с внешним коллектором (рис. 6.8, б) потенциалы сетки и анода меняются местами, и коллектором становится анод. Электроны, летящие от катода к сетке, совершают вокруг ее витков ряд колебаний, что увеличивает длину траектории электронов и повышает вероятность ионизации молекул остаточных газов. Это делает схему с внешним коллектором более чувствительной, несмотря на то что часть положительных ионов, образовавшихся между сеткой и катодом, не участвует в измерении давления.

Рассмотрим уравнение электронного преобразователя

где dN — число положительных ионов; п — число электронов; dг — элементарная длина траектории электронов;ε— эффективность ионизации, равная количеству положительных ионов, образуемых одним электроном на единице пути при единичном давлении (см. рис. 3.4).

Если ввести в (6.10) электронный ток I_e=n/t, то

Интегрируя (6.11) по всей длине траектории электрона с энергией, большей потенциала ионизации, получим выражение для ионного тока

которое перепишем в виде

— чувствительность электронного манометра. Из выражения (6.12), называемого уравнением электронного преобразователя, очевидно, что, для того чтобы измеряемый ионный ток был пропорционален давлению, необходимо во время измерения поддерживать постоянное значение электронного тока. Тогда а=I_еК_а — постоянная электронного манометра— равна тангенсу угла наклона градуировочной кривой I_и(Р) к оси давления.