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使用便携式真空计校准装置“小尺子”都出现在什么地方？便携式真空计校准装置自研制代至今，近几年来，产品得到国内外30多家单位的应用。“小尺子”发挥着“大作用”，在嫦娥系列月球探测器、火星探测器、空间站、北斗导航等重大航天型号任务的研制试验及发射中得到了极大应用；在芯片、行波管、高大上电气、真空器件、高精度时钟、电池等生产过程/生产设备的定期校准中也发挥着重要作用；

同时，在航空发动机、火箭、等的试验与生产，特种钢材冶炼、高纯度气体制备、装备生产现场都曾出现便携式真空计校准装置的小身影。科技要发展，计量须。2022年，514所将继续开足马力加持技术攻关，做好当前产品优化升级和市场推广，做好后续的深度开发和成果转化，为所高质量发展贡献力量，以实际行动为建设重大工程的顺利开展提供高可靠测量技术保障。

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视频作者：广州潽拓光电科技有限公司

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不同测量范围的加热电流也有差异。因此，在使用热偶计时，应按不同的量程确定规管的加热电流。①10～10-1Pa量程：规管须垂直倒置，在真空度优于10-2Pa时调定加热电流(此时热电势为10mV，即满刻度)，其加热电流可调节范围为95～150mA。②102～10Pa量程：规管须垂直倒置，在0.1MPa时调定加热电流，其加热电流可调节范围为175～300mA或以上。

热偶计规管的结构较电阻式规管复杂一些，但p-E校准曲线受外界温度的影响较小。 MEMS传感器具有小型化、低成本、、易与CMOS集成电路兼容等特点。在不同类型的MEMS传感器中， 很普遍、应用 很广泛的是压阻式和电容式传感器。与压阻式传感器相比，电容式传感器具有灵敏度高、温度系数低、功耗低等优点。

MEMS电容薄膜真空计作为MEMS电容式传感器的一种，能够满足深空探测、空气动力学研究、临近空间探索等领域对真空测量仪器测量准确度高、体积小、质量轻、功耗低的应用需求，具有广泛的应用前景。MEMS电容薄膜真空计包含真空规管和测量电路两个部分。其中，真空规管将真空度转化成电容量，测量电路对电容量进行处理得到真空度的值。MEMS电容薄膜真空规管初始电容量的范围为几到几十皮法，其电容变化量为几飞法甚至更小。

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单侧电极inficon电容薄膜真空规管结构图郭占社等提出了基于峰值检测的微电容测量法，该方法可用于检测inficon设备上的单一电容变化量。电路采用实时峰值检测技术，只检测待测电容的变化量。 首先正弦载波信号及微分电路对inficon器件输出的电容量进行载波调制，然后通过减法电路得到幅值与电容变化量成比例的正弦信号， 很后用峰值检测方法对信号进行解调，得到直流输出。测试结果表明，该测量电路具有良好的线性，测量精度可以达到2%，灵敏度可以达到3.6V/pF。但该电路不易于小型化集成。

图2基于峰值检测的微电容测量电路框图Wang等设计了一种具有宽温度范围的基于CMOS的微电容测量电路。 电路采用相关双采样方法，Vref为输入参考电压，时钟信号Φ1、Φ2通过控制开关控制电容的充放电从而完成对敏感电容的测量。保持电容Ch1、Ch2用来存储和消除低频噪声及运算放大器的偏置电压。

电路采用结构简单、性能稳定的二阶Σ-Δ调制器来实现高的分辨率，其中电容C3=2C4。测量过程分为两个阶段，当信号Cal置“0”时，电路处于正常工作状态，输出为y；当信号Cal置“1”时，电路处于校准状态，C1和C2位置互换，此时输出为y′。两种状态下的输出信号都包含由时钟反馈回路、电荷注入效应、开关漏电流等产生的噪声，两者相减即可消除这些噪声。

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