电容膜片真空计工作原理
电容膜片真空计是绝对压力测量,依靠弹性膜片受压形变改变电容,和气体种类无关。
结构
内部有一块很薄的弹性膜片,把腔体分成两部分:
参考腔:出厂时预先抽成真空并密封,作为压力零点基准。
测量腔:和被测真空设备相连,感受实际真空压力。
膜片本身是一个可动电极,对面有一块固定电极,两者组成平板电容器。
压力‑形变‑电容变化
被测真空压力作用在膜片两侧,两边存在压力差:
测量腔压力 − 参考腔(近乎 0)= 被测绝对压力
压力越大,膜片就向参考腔一侧发生微小弯曲变形,膜片与固定电极之间的间距发生改变。
平板电容的电容大小和极板间距成反比:间距变小 → 电容变大;间距变大 → 电容变小。
信号转换输出
内部电子电路检测电容的微小变化,把它换算成压力值,输出模拟信号(0‑10V /4‑20mA)或者数字信号 RS485。
核心本质:测机械力导致的膜片位移,不是测气体热效应。
所以不管是空气、氩气、氧气,同样压力下读数一样,不需要气体修正。
简单通俗版
一边是封死的超高真空基准,一边接你的真空罐;压力来了把薄膜压弯,薄膜弯多少改变电容,电路读出电容就算出压力。
关键点补充
零点:当测量腔抽到和参考腔一样高真空,膜片无变形,此时做零点调零。
限制:膜片机械形变有下限,一般测到 10⁻³Pa,再低膜片几乎不动,测不出。
温度会让膜片热胀冷缩,高精度规格自带温度补偿电路。