§ 6.5.2. Конструкция электронного преобразователя
Схематично конструкция электронного преобразователя с внешним коллектором представлена на рис. 6.9, а. Коллектор ионов / имеет форму цилиндра с электрическим вводом в верхней части баллона, сетка 2— форму двойной спирали с двумя выводами для обезгаживания путем пропускания электрического тока. Катод 3 вольфрамовый. Постоянная а при токе эмиссии 5 мА для типового преобразователя составляет ~ 10-3 А/Па. Пределы давлений, которые могут быть измерены таким манометрическим преобразователем, составляют 1... 10-5 Па.
Верхний предел измерения типового электронного преобразователя равен ~1 Па и соответствует нарушению линейности градуировочной характеристики, когда средняя длина свободного пути электрона в объеме прибора становится меньше пути электрона между электродами. Для расширения верхнего предела можно уменьшить расстояние между электродами. Существуют приборы, верхний предел которых таким путем удалось довести до 102 Па. Чтобы катод не сгорел при таких высоких давлениях, его изготовляют из оксидов редкоземельных металлов.Нижний предел измерения определяется фоновыми токами в цепи коллектора, возникающими из-за эмиссии фотоэлектронов в результате мягкого рентгеновского излучения анодной сетки и ультрафиолетового излучения накаленного катода. Рентгеновское излучение анодной сетки является результатом ее бомбардировки электронами. Автоэлектронная эмиссия коллектора появляется под действием разности потенциалов 200—300 В между коллектором и анодной сеткой и вносит дополнительную составляющую в фоновый ток.
Фоновые электронные токи имеют одинаковое направление с ионным током и поэтому оказывают одинаковое воздействие на измерительные приборы. Максимальным фоновым током является ток рентгеновского излучения, пропорциональный эмиссионному току: Iф=KsIе, где Ks — коэффициент пропорциональности.
С учетом фоновых токов рентгеновского излучения уравнение электронного преобразователя можно записать в следующем виде: I=Iи+Iф=Iе(Ks + KиР), а нижний предел измерения — определить соотношением ионного и фонового токов: Iи/Iф = Ки/(KsP)-
Таким образом, для расширения нижнего предела измерения нужно при постоянном давлении р увеличить Ки или уменьшить Ks.