MKS—690A电容薄膜真空计精度调整方法研究
2014-11-11郭永刚蒋丽
郭永刚 蒋丽
摘 要：MKS-690A是美国MKS公司高精度电容薄膜真空计，精度达万分之五，常被用作国际间比对的传递标准。针对该标准电容薄膜真空计精度降低问题，在探讨其内部结构、工作原理后，给出利用现有设备对其进行精度调整的方法。实际检测证明：该方法简单实用，可操控性强，可为国内其他单位所借鉴。
关键词：真空测量 电容薄膜真空计 标准 校准 精度调整
中图分类号：TB772 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（a）-0087-02
真空测量是通过真空测量仪表即各种真空计实现的。真空测量涵盖的范围约为（10-4～105）Pa，在这个范围提供真空计的校准和量值溯源，可以保证真空计的统一性和准确性。各单位在真空计量的日常工作中有大量真空计量器具需要校准，以保证真空测量的准确可靠及研制、操作人员的人身安全。
1 真空校准装置
目前国内研制的真空校准装置多采用复合型真空校准方式，通常用不同量程的电容薄膜真空计和磁悬浮转子真空计作为参考标准。尤其是美国MKS公司生产的690 A电容薄膜真空计虽然价格高一些，但其稳定性好、精度高达0.05%，是公认的二等标准。
2 MKS-690A标准电容薄膜真空计精度调整的背景
我们在用MKS-690A电容薄膜真空计进行校准时发现：被校的真空计不合格率较高，改用其他标准进行检测，结果大部分是合格的，故怀疑MKS-690A电容薄膜真空计有问题，送中国计量科学研究院（以下简称中国计量院）检测、校准结果见表1。
由表1可得绝对误差最大值为-102.1 Pa，该电容薄膜真空计满量程为13333.3 Pa，故精度最差值为-0.77%。
3 电容薄膜真空计精度调整电路
图1是其内部电子线路中的精度调整电路。由图2可导出下式：
（1）
式中：R0为零点调节电位器，RS为满点调节电位器，RL为线性度调节电位器，C1=（R6+R2）R8/（R5R1），C2=R3/R4，RLT=R2+RL，RST=R6+RS，R0T=R7+R0
4 MKS-690A电容薄膜真空计精度的调整
MKS电容薄膜真空计由于其技术的敏感性，国内尚无厂家可以调修。在无厂家技术支持、无参照标准比对的情况下，研究摸索出一套“影像”法的调整方法，即把表1的数据传递给一个重复性好的真空计，形成一个“影像”真空计，由该真空计复现出表1的数据，即我们可溯源的值。然后把“影像”真空计与我们要调整的MKS-690A电容薄膜真空计（简称被调真空计）一起接到真空系统上，按中国计量院所给数据点进行调试，就可测出被调真空计调整前后精度的变化。选定MKS公司型号为220DA-D4B、量程为100torr、精度为1.5‰的电容薄膜真空计作为“影像”真空计。
调试过程
把被调和影像真空计接到真空校准装置上。先把中国计量院表1的数据传递给影像真空计：按照表1上示值在校准室上逐点调试出相应的压力值，同时利用接到校准室上的影像真空计测试出相对应的数值并记录。表2就是在表1的相应数据点上测出的被调真空计和影像真空计的数据。
由表2可知：越往满点走误差值越大，此时应调整满点电位器。点10097 Pa（影像）处的误差值最大，选该点调整Rs，Rs调整后，引起中间点误差值变大，这时要再调整线性度电位器RL。经反复多次调整Rs-RL-Rs方可达到理想结果。
5 结语
（表3）是被调真空计进行精度调整后，由中国计量院给出的数据校准结果。
由表3可得，绝对误差最大的值为3.2 Pa，此时精度最差为0.024%。由此可证明这种调整方法是可行的。该方法可为国内其他单位所借鉴。
参考文献
[1] 刘洪庆.真空计量[M].中国计量出版社.
[2] MKS Type 690A Absolute High Accuracy Pressure Transducer Instruction Manual.
[3] 培训资料.国防科技工业第一计量测试研究中心.计量基础知识.
[4] 中国计量科学研究院.真空检测与校准技术及计量检定.endprint
摘 要：MKS-690A是美国MKS公司高精度电容薄膜真空计，精度达万分之五，常被用作国际间比对的传递标准。针对该标准电容薄膜真空计精度降低问题，在探讨其内部结构、工作原理后，给出利用现有设备对其进行精度调整的方法。实际检测证明：该方法简单实用，可操控性强，可为国内其他单位所借鉴。
关键词：真空测量 电容薄膜真空计 标准 校准 精度调整
中图分类号：TB772 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（a）-0087-02
真空测量是通过真空测量仪表即各种真空计实现的。真空测量涵盖的范围约为（10-4～105）Pa，在这个范围提供真空计的校准和量值溯源，可以保证真空计的统一性和准确性。各单位在真空计量的日常工作中有大量真空计量器具需要校准，以保证真空测量的准确可靠及研制、操作人员的人身安全。
1 真空校准装置
目前国内研制的真空校准装置多采用复合型真空校准方式，通常用不同量程的电容薄膜真空计和磁悬浮转子真空计作为参考标准。尤其是美国MKS公司生产的690 A电容薄膜真空计虽然价格高一些，但其稳定性好、精度高达0.05%，是公认的二等标准。
2 MKS-690A标准电容薄膜真空计精度调整的背景
我们在用MKS-690A电容薄膜真空计进行校准时发现：被校的真空计不合格率较高，改用其他标准进行检测，结果大部分是合格的，故怀疑MKS-690A电容薄膜真空计有问题，送中国计量科学研究院（以下简称中国计量院）检测、校准结果见表1。
由表1可得绝对误差最大值为-102.1 Pa，该电容薄膜真空计满量程为13333.3 Pa，故精度最差值为-0.77%。
3 电容薄膜真空计精度调整电路
图1是其内部电子线路中的精度调整电路。由图2可导出下式：
（1）
式中：R0为零点调节电位器，RS为满点调节电位器，RL为线性度调节电位器，C1=（R6+R2）R8/（R5R1），C2=R3/R4，RLT=R2+RL，RST=R6+RS，R0T=R7+R0
4 MKS-690A电容薄膜真空计精度的调整
MKS电容薄膜真空计由于其技术的敏感性，国内尚无厂家可以调修。在无厂家技术支持、无参照标准比对的情况下，研究摸索出一套“影像”法的调整方法，即把表1的数据传递给一个重复性好的真空计，形成一个“影像”真空计，由该真空计复现出表1的数据，即我们可溯源的值。然后把“影像”真空计与我们要调整的MKS-690A电容薄膜真空计（简称被调真空计）一起接到真空系统上，按中国计量院所给数据点进行调试，就可测出被调真空计调整前后精度的变化。选定MKS公司型号为220DA-D4B、量程为100torr、精度为1.5‰的电容薄膜真空计作为“影像”真空计。
调试过程
把被调和影像真空计接到真空校准装置上。先把中国计量院表1的数据传递给影像真空计：按照表1上示值在校准室上逐点调试出相应的压力值，同时利用接到校准室上的影像真空计测试出相对应的数值并记录。表2就是在表1的相应数据点上测出的被调真空计和影像真空计的数据。
由表2可知：越往满点走误差值越大，此时应调整满点电位器。点10097 Pa（影像）处的误差值最大，选该点调整Rs，Rs调整后，引起中间点误差值变大，这时要再调整线性度电位器RL。经反复多次调整Rs-RL-Rs方可达到理想结果。
5 结语
（表3）是被调真空计进行精度调整后，由中国计量院给出的数据校准结果。
由表3可得，绝对误差最大的值为3.2 Pa，此时精度最差为0.024%。由此可证明这种调整方法是可行的。该方法可为国内其他单位所借鉴。
参考文献
[1] 刘洪庆.真空计量[M].中国计量出版社.
[2] MKS Type 690A Absolute High Accuracy Pressure Transducer Instruction Manual.
[3] 培训资料.国防科技工业第一计量测试研究中心.计量基础知识.
[4] 中国计量科学研究院.真空检测与校准技术及计量检定.endprint
摘 要：MKS-690A是美国MKS公司高精度电容薄膜真空计，精度达万分之五，常被用作国际间比对的传递标准。针对该标准电容薄膜真空计精度降低问题，在探讨其内部结构、工作原理后，给出利用现有设备对其进行精度调整的方法。实际检测证明：该方法简单实用，可操控性强，可为国内其他单位所借鉴。
关键词：真空测量 电容薄膜真空计 标准 校准 精度调整
中图分类号：TB772 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（a）-0087-02
真空测量是通过真空测量仪表即各种真空计实现的。真空测量涵盖的范围约为（10-4～105）Pa，在这个范围提供真空计的校准和量值溯源，可以保证真空计的统一性和准确性。各单位在真空计量的日常工作中有大量真空计量器具需要校准，以保证真空测量的准确可靠及研制、操作人员的人身安全。
1 真空校准装置
目前国内研制的真空校准装置多采用复合型真空校准方式，通常用不同量程的电容薄膜真空计和磁悬浮转子真空计作为参考标准。尤其是美国MKS公司生产的690 A电容薄膜真空计虽然价格高一些，但其稳定性好、精度高达0.05%，是公认的二等标准。
2 MKS-690A标准电容薄膜真空计精度调整的背景
我们在用MKS-690A电容薄膜真空计进行校准时发现：被校的真空计不合格率较高，改用其他标准进行检测，结果大部分是合格的，故怀疑MKS-690A电容薄膜真空计有问题，送中国计量科学研究院（以下简称中国计量院）检测、校准结果见表1。
由表1可得绝对误差最大值为-102.1 Pa，该电容薄膜真空计满量程为13333.3 Pa，故精度最差值为-0.77%。
3 电容薄膜真空计精度调整电路
图1是其内部电子线路中的精度调整电路。由图2可导出下式：
（1）
式中：R0为零点调节电位器，RS为满点调节电位器，RL为线性度调节电位器，C1=（R6+R2）R8/（R5R1），C2=R3/R4，RLT=R2+RL，RST=R6+RS，R0T=R7+R0
4 MKS-690A电容薄膜真空计精度的调整
MKS电容薄膜真空计由于其技术的敏感性，国内尚无厂家可以调修。在无厂家技术支持、无参照标准比对的情况下，研究摸索出一套“影像”法的调整方法，即把表1的数据传递给一个重复性好的真空计，形成一个“影像”真空计，由该真空计复现出表1的数据，即我们可溯源的值。然后把“影像”真空计与我们要调整的MKS-690A电容薄膜真空计（简称被调真空计）一起接到真空系统上，按中国计量院所给数据点进行调试，就可测出被调真空计调整前后精度的变化。选定MKS公司型号为220DA-D4B、量程为100torr、精度为1.5‰的电容薄膜真空计作为“影像”真空计。
调试过程
把被调和影像真空计接到真空校准装置上。先把中国计量院表1的数据传递给影像真空计：按照表1上示值在校准室上逐点调试出相应的压力值，同时利用接到校准室上的影像真空计测试出相对应的数值并记录。表2就是在表1的相应数据点上测出的被调真空计和影像真空计的数据。
由表2可知：越往满点走误差值越大，此时应调整满点电位器。点10097 Pa（影像）处的误差值最大，选该点调整Rs，Rs调整后，引起中间点误差值变大，这时要再调整线性度电位器RL。经反复多次调整Rs-RL-Rs方可达到理想结果。
5 结语
（表3）是被调真空计进行精度调整后，由中国计量院给出的数据校准结果。
由表3可得，绝对误差最大的值为3.2 Pa，此时精度最差为0.024%。由此可证明这种调整方法是可行的。该方法可为国内其他单位所借鉴。
参考文献
[1] 刘洪庆.真空计量[M].中国计量出版社.
[2] MKS Type 690A Absolute High Accuracy Pressure Transducer Instruction Manual.
[3] 培训资料.国防科技工业第一计量测试研究中心.计量基础知识.
[4] 中国计量科学研究院.真空检测与校准技术及计量检定.endprint
