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带您深度探讨关于电接点压力表全部基础内容

编辑:发表时间:2019-06-10


先容
      电接点压力表通常是独立的传感器,通常需要±15伏电源,并提供与压力成正比的0-10伏压力信号。亚游ag登录电接点压力表测量真实压力(定义为力/单位面积)。这意味着测量对所测量的气体类型不敏感。其他仪表,如皮拉尼,热电偶和离子计,不能测量真实的压力,因此它们的读数将是气体类型敏感的。本文深度度探讨关于电接点压力表全部基础内容。

 

传感器胶囊
      传感器舱包含隔膜和金属陶瓷电极结构。隔膜的参考侧(背面)被抽空到非常高的真空,远低于要测量的压力。通过内部化学吸气泵在参考侧的高真空在压力表的整个寿命期间保持不变。传感器采用Inconel全焊接结构,坚固耐用,与工艺环境兼容。
      通过测量金属膜片和相邻的固定双电极之间的电容变化来确定压力。径向张紧的隔膜具有极低的滞后性,出色的可重复性,极高的分辨率(满量程的1x10 -5),快速响应以及测量极低压力的能力。


      如果对压力表施加高过压,则隔膜将在电极基板上触底,防止对传感器造成永久性损坏。大多数电接点压力表的过压额定值为45 psia或满量程范围的2倍,以较大者为准。压力大于允许的额定值可能导致内部机械故障或零点的显着变化。
电子产品


      电子设备位于传感器附近。信号调理电路非常稳定,可产生高电平输出。电子元件由精密正弦波振荡器组成,可驱动桥接电路。传感器电极电容的不平衡产生由缓冲器放大的差分输出。输出的偏移,增益和线性度由零点,量程和线性电位计调整。


      提供调节罐用于零,跨度和线性。跨度和线性电位器被覆盖,并且只有在实行校准时才能由经过培训的操作员进行调整,其中可以将传感器与参考标准进行比较。
归零


      亚游ag登录电接点压力表是精密机电设备。像所有这些严格公差的设备一样,温度和其他环境因素会对性能产生影响。在电接点压力表的情况下,零压力下的电输出会因运输和处理而发生变化。因此,所有电接点压力表在安装时都需要调零,应该定期监控零点。在归零之前,确保您的亚游ag登录电接点压力表已经预热了所需的时间。


      注意:时间是最坏的情况,可能因型号而异
      归零仅需要将足够低的压力施加到入口(Px)侧,然后相应地调节电子器件以获得零伏输出。当入口压力低于仪器的分辨率时,就会达到这个条件。对于每个压力表范围,该归零的最大压力将是不同的。当然,任何低于最大值的压力都是可以接受的。由于重力影响隔膜的位置,因此必须在使用亚游ag登录电接点压力表的相同方向上进行调零。跨度和线性度不是位置敏感的。
零点,量程和线性调整
      当电接点压力表的电子元件正确调整时,压力输入和电压输出之间会有直接的对应关系(见下图)。
      如果零点被错误调整,将在仪器的整个范围内产生偏移。
      如果跨度未调整,则整体范围将大于或小于应有的范围。
      如果线性度未调整,则端点(零和满量程)可能是正确的,但中间读数可能是错误的。


      跨度和线性度在工厂进行调整,并且长期稳定。除非有合适的校准设备和经过培训的操作员,否则不应触及这些调整。应在安装时进行调零,并应定期检查。频率主要取决于环境条件,例如环境温度的变化或仪器的物理方向。
缩放
      典型的电接点压力表的信号调理电子设备将提供从0到10伏的输出,输出电压和压力之间存在线性关系。如下所示,电接点压力表由其满量程压力描述,即对应于10伏的压力。


      由此可见,在显着低于满量程压力的压力下,输出电压将降至非常低的值。因此,存在分辨率限制,通常为100,000分之一。因此,1000 Torr满量程压力表的分辨率为0.01 Torr,对应于0.1 mV的输出。


      在电接点压力表的满量程额定值和分辨率之间,大家定义了两个压力范围,压力表将提供有用(准确和可重复)的输出:
读数范围通常为3.5至40年(取决于型号),其中压力表用于测量(见图表)
      当压力表用于控制系统中最小50 mV的压力控制系统时,控制范围通常为2。5年(取决于型号)。这个较窄的范围有助于确保免受系统噪音的影响。
准确度术语
      电接点压力表技术表示精度占读数的百分比,而不是满量程(与其他制造商的一些低性能设备的情况一样)。例如,622A型仪器的指定精度为读数的0.25%。对于100 Torr满量程压力表,这意味着误差可能在100 Torr时高达0.25 Torr,在10 Torr时低至0.025 Torr等。换句话说,误差的绝对值会在测量范围内下降。因此,读数精度的百分比可确保您的测量精度达到满量程的10%,而满量程的100%。
      对于具有0.25%满量程精度的竞争100 Torr仪器,在任何读数压力下误差将高达0.25 Torr。在这种情况下,测量范围低端的误差将不确定性增加为读数的百分比。读数与满量程的百分比误差如下图所示。绿线代表读数的百分比不准确度,满量程仪器百分比的额外误差以粉红色表示。定义为读数百分比的精度可在压力范围的较低范围内为您提供更准确的输出信号,而不是满量程设备的百分比。


温度调节和高温Baratrons
      环境温度的变化可能导致零点的变化,这在仪器范围的下端最为明显。通过使用温度调节的电接点压力表可以最小化这种影响。通过在换能器内加入一个良好调节的烘箱(通常在45°C),可以实现稳定性的显着提高。


      可以使用更高温度的亚游ag登录电接点压力表(100,125,150和200℃),同时还希翼最小化压力表中可冷凝副产物的积聚。这些副产物是通过一些蚀刻和CVD工艺生产的。积聚在隔膜上的可冷凝物的影响是连续移动的零点。最终,会积累足够的材料,并且不再可能将仪器归零。
安装
做:
      1、与系统进行适当的真空连接。如果使用VCR接头,请使用新垫片,用手拧紧,然后使用扳手按照制造商的建议拧紧。不要过度紧固。
      2、留出足够的预热时间。
别:
      1、扭转单元(扭曲可能会导致内部损坏,从而导致性能问题)。
砰或放下装置。
      2、对量程或线性罐进行任何调整,因为这将改变校准。
      3、以校准方向以外的任何方向安装低满量程单元(0.1 Torr及以下)。
归零程序准备
      留出足够的预热时间,注意对非温度调节,加热和低范围传感器的不同要求。如果使用分支连接器,请在预热之前安装连接器。确保压力表处于真空状态,并且在实际进行零点调整时压力等于或低于最大调零压力(下图)。
适当的归零压力?
      0.1 Torr <1 x 10 -6 Torr
      1.0 Torr <1 x 10 -5 Torr
      10.0 Torr <1 x 10 -4 Torr
      100.0 Torr <1 x 10 -3 Torr
      1000.0 Torr <1 x 10 -2 Torr
      亚游ag登录电接点压力表可以使用电源/显示单元,数字电压表和分支连接器或来自过程工具的控制器进行归零。记录零数据以捕获每个单元的长期性能是个好主意。
将电接点压力表连接到电源/显示单元进行调零


      亚游ag登录电接点压力表可以使用显示单元上的零点调整罐(首选)或使用压力表上的零点来归零。如果在压力表上使用零点,请将显示屏上的零点设置到中间位置。用小螺丝刀调整零点,直到显示屏显示0.000伏。


      电接点压力表有一个粗调零开关,位于仪器的侧面。如果调零范围不足,则将电位器转到中间位置并将粗调开关调节到产生最接近零电压的输出信号的位置。然后调整设备顶部的零点,直到电压正好为零伏。
使用分线连接器归零
      使用压力表上的零点,按照与上述相同的步骤进行操作。信号电压将通过数字电压表测量,该数字电压表连接到分支连接器引脚2和12,而不是显示单元。
从Process Tool的Controller中归零
      该过程基本上与从电源/显示单元归零相同。但是,大多数工具的控制器都不能识别负电压。要确保零点没有负偏移,请将零点调整为约2 mV正值。定期检查以确保零点设置保持略微正值。有关其他安装细节,请参阅产品手册。
一般故障排除指南
电接点压力表的不正确操作通常可以追溯到以下因素:
      1、预热时间不足,如输出压力信号的漂移或零点调整所示。
      2、由压力测量的不可重复性表示的不正确的归零。
      3、如无输出压力信号或不稳定输出所示,电源电压不存在或有噪声。
      4、检查您的安装
      5、您的电接点压力表是否显示出物理损坏迹象?
      6、电接点压力表是否已正确连接,物理和电气?
      7、你有足够的预热时间吗?
      8、如果预热时间不够长,电接点压力表的内部组件将无法达到热平衡,读数将会漂移。
      9、电接点压力表是否已正确归零?
      10、如果不是,压力指示将显示偏移。
      11、您是否意识到对跨度或线性调整的任何篡改?
      12、如果是这样,仪器的校准将关闭。致电您当地的MKS服务中心。
如果上述问题都不是问题,那么一系列简单的电气检查通常会找到问题所在。
电气故障排除


如图所示安装分支连接器。
使用至少4.5位数字的数字电压表(DVM)。
      1、将DVM设置为测量直流电压,检查电源连接(通常为±15伏)。
      2、将DVM设置为测量交流电压,确保正负电源连接上的交流噪声小于50 mV RMS。
      3、将DVM设置为测量直流电压,检查公共和接地引脚之间的接地回路或杂散电压。任何一对之间都不应存在电压。
      4、将DVM设置为测量直流电压时,输出引脚应在0到10 VDC之间测量,与压力成比例,并取决于压力表的满量程压力等级。例如,1 Torr满量程压力表每100毫托压力变化就会产生1伏的变化。
      5、检查以确保在设备销上测量的压力与控制器屏幕上显示的压力相对应。如果不是,则电压(A / D)转换存在问题。检查A / D校准并确保使用正确的量程传感器。
      6、在最大零点调整压力或低于最大零点调整压力时,输出信号引脚应为0.000伏。如果不是,请按照归零程序中的说明调整零点。

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