新型宽量程真空计的研制

摘要

真空计是一种真空测量仪器，它在科学研究和工业生产中应用广泛。论文第一部分讲述了真空计的发展现状，并对真空计的分类和发展趋势进行了介绍。第二部分详细地讲述了电阻真空计和热阴极电离真空计的测量原理和工作电路，并由此提出了一种新型宽量程真空计的设计方案。在当前测量宽范围真空环境的场合，国内外常用仪器是“模块复合”真空计和“规管复合”真空计。“模块复合”真空计是指每只规管的电路部分都制作成一个模块，然后将这些模块组合在一起，成为一台多规真空计。这种真空计的应用在只能使用单一规管测量的场合受到了限制。“规管复合”是指将几只测量范围不同的规管制作在一个管壳内，在测量不同的真空度时选用相应测量范围的规管，如同使用一只单一规管。但是这种真空规管制造工艺复杂，价格昂贵，且不同的规管灯丝会相互产生干扰，影响测量精度。不同于上面提到的两种复合式真空计，我们设计的新型宽量程真空计是在一个ZJ-2型的标准电离规管上实现电阻和热阴极电离两种不同的测量方式，从而实现了从1.0×1.05Pa～1.0×10-5Pa的宽量程测量范围。论文的第三部分详细的介绍了新型宽量程真空计的硬件及软件的研制和调试过程。硬件部分讲述了控制电路、工作电源、显示模块、采样模块、通讯模块、保护电路等的原理和设计过程。软件部分重点讲述了单片机与计算机程序流程和串行通讯协议的具体实现。在论文的结尾部分对整个新型宽量程真空计的设计进行了总结。