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真空计校准装置如何实现“小尺子”发挥“大作用”？

回顾便携式真空计校准装置的研发历程，为了保证校准装置的灵活使用，以实现在线校准的初心为牵引，真空事业部产品研发人员在前期技术积累基础上，开展集智攻关，突破了众多技术难关。为了满足不同空间、不同环境的灵活使用，要保证“尺子”体积足够小、方便携带。

便携式真空计校准装置技术负责人介绍，真空计一般都是应用在真空环境模拟试验装置上，这些装置可都是“大家伙”，按照传统的计量校准方法，需要将上面使用的各类真空计拆下来送到实验室进行定期校准，不仅增加了拆装的工作量，运输过程中还存在损坏的风险。真空计频繁拆装成了影响试验生产进度的重要因素之一。

为了保证真空计在各类产品的科研试验生产现场中的灵活计量，多年来，真空事业部研发人员在前期技术积累基础上，开展集智攻关，成功研制了便携式真空计校准装置。该装置解决了长期以来真空校准装置笨重无法携带到现场只能在实验室校准的技术难题，实现了真空计在线校准，保证了试验生产任务持续有效进行。

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视频作者：广州潽拓光电科技有限公司

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国内在90年代也有人研制了石英真空计，所用电路是以晶振本身为频率控制元件的自振荡，自跟踪电路。测量范围为0.1Pa~2×105Pa。 很近我们研制的DL-10A型石英真空计采用FC135晶振，测量范围为5×10-1~105Pa。目前已有石英真空计产品，

例如：CC-10真空计测量范围是1.33×10-2Pa到大气压，M-320XG晶振真空计测量范围是1X10-1Pa到大气压，DL-10A型石英真空计测量范围是5X10-1Pa到大气压。其优点为：传感器体积小，耗电功率小（约1W），精度较高（约10%），量程较宽（10-1~105Pa）等。

PART 01工作原理

石英晶振在谐振时，其谐振频率或谐振阻抗均与周围气体压强有关，二者均可用来测量压强。用谐振频率与压强有关的特性做真空计精度高，但测量范围较窄，它可以用作标准真空计或应用于要求精度高的真空测量领域。用谐振阻抗与压强有关的真空计测量范围较宽，可达0.1-105Pa，适合做工作用真空计。晶振在谐振时，同时自身也存在机械振动，振动时将受气体阻力，阻力的大小与气体压强有关，因而晶振的电学阻抗也与气体压强有关。

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安装晶振的集成机箱 真空腔体压强测量与外壳检漏

有些器件需要在真空条件下工作，就要将这些器件密封在腔体中，这样腔体中压强要测量，外壳也需要捡漏，并要估计漏率的大小。因为石英晶振体积比较小，选用石英真空计测量压强是合适的。只要将石英晶振密封在腔体中，用两根引线引出腔体即可。腔体的漏率可以用以下公式计算：漏率Q=V×dp/dt，式中V是腔体体积，dp是在dt时间内压强的变化。

若初始压强为10Pa，存放两天后压强上升到20Pa，体积为2cm3，可算出漏率为1.2×10-10Pa.m3/S。如有漏，可用密封材料堵怀疑有漏的地方,若压强不再变化，说明漏洞就在这个地方。

市电供应困难的环境

测量几万伏高压处的压强，真空计的外壳要接高压火线，可用石英真空计来测量。因为石英真空计的功率小，可用电池供电，这样可将石英真空计及电池均放置在高压绝缘柱上。此外，由于石英真空计耗电小，不一定要交流220V供电，仅需要9V直流电池供电即可，这样它会在航天事业中获得应用。

▲石英真空计放置高压绝缘柱上

石英真空计的下限决定于石英晶振阻抗的漂移，而阻抗的漂移决定于石英晶振的结构及环境温度的变化。选择适当结构的晶振，可以获得较低的下限。石英真空计的优点是传感器体积小，功耗小，精度较高，量程较宽等，因此它将有广泛的应用。

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