13. Тепловые манометры. Работа и устройство термопарного преобразователя и преобразователя сопротивления:

Принцип действия теплового манометра основан на зависимости теплопроводности разреженного газа от давления. Передача теплоты происходит от тонкой металлической нити к баллону, находящемуся при комнатной температуре. Металлическая нить нагревается в вакууме путем пропускания электрического тока. Различают термопарные манометры и манометры сопротивления. В термопарном преобразователе температура нити измеряется термопарой. Электроды расположены в стеклянном или металлическом баллоне, имеющем патрубок для подключения к вакуумной системе. ТермоЭДС термопары измеряется милливольтметром, ток накала нити регулируется реостатом и измеряется миллиамперметром. В преобразователе сопротивления для измерения температуры используется зависимость сопротивления нити от температуры. Он включается в мостовую схему. Ток накала нити измеряется миллиамперметром, включённым в то же плечо моста, что и преобразователь, а температура нити – по току гальванометра в измерительной диагонали моста. Ток накала регулируется реостатом. Существует 2 метода работы тепловых манометров: постоянной температуры нити и постоянного тока накала. Оба преобразователя могут работать как в режиме постоянного тока накала, так и в режиме с постоянной температурой нити. Для каждого термопарного преобразователя перед началом работы требуется проведение калибровки для определения рабочего тока накала (если он не указан в паспорте). Для этого при давлении в преобразователе менее , когда термоЭДС не зависит от давления, устанавливают ток нагревателя такой величины, чтобы ЭДС термопары составляла 10 мВ. Достоинством тепловых манометров является их применяемость к измерению давления всех газов, возможность непрерывного наблюдения за изменением давления, простота конструкции, большой срок службы, сохранение работоспособности при прорыве атмосферного давления. Недостатки: изменение тока накала с течением времени, что требует периодической его проверки, инерционность при низких давлениях.

14. Электронные преобразователи. Принцип действия, конструкция, особенности работы.

В электронных манометрах для ионизации молекул и атомов остаточных газов в рабочее пространство преобразователя инжектируются ионы с энергиями, превышающими потенциал ионизации (50эВ). При столкновении электрона с молекулами газа они ионизируются. Образующиеся положительные ионы ускоряются в направлении к коллектору. Число положительных ионов, появляющихся в результате столкновений, пропорционально плотности газа n и, следовательно, давлению Р. Сущ. 2 схемы электронных преобразователей: с внутренним и внешним коллектором.

Схема с внутренним коллектором аналогична обычному триоду. Коллектором ионов является сетка, на которую относительно катода подается отрицательное напряжение 100..200В. Электроны на пути от катода к аноду соударяются с молекулами остаточных газов, и образовавшиеся положительные ионы попадают на сетку, создавая ионный ток, измеряемый гальванометром.

В схеме с внешним коллектором потенциалы сетки и анода меняются местами, и коллектором становится анод. Электроны, летящие от катода к сетке, совершают вокруг её витков ряд колебаний, что увеличивает длину траектории электронов и повышает вероятность ионизации молекул остаточных газов. Это делает схему более чувствительной. Область измерения давлений электронными ионизационными маноматерами 10 – 10^-8Па.

Ионизационный электронный преобразователь предст. собой стеклянную колбу с расположенными в ней коллектором ионов, сеткой, катодом. Электроны, эмитируемые катодом, нагретым электрич.током, ускоряются в направлении сетки, и большая часть их пролетает сквозь неё. В пространстве между сеткой и коллектором электроны попадают в тормозящее электрическое поле и их движение реверсируется. В результате электроны совершают колебательные движения до тех пор, пока не попадут на сетку. На своем пути они тсалкиваются с атомами остаточных газов и ионизируют их, создавая при этом пару электро-ион. Положительно заряженным ион устремляется к коллектору, создавая ток. Этот ионный ток пропорционален давлению, в случае , если электронный ток постоянен. Показания ЭП зависят от рода газа.

Нижний предел измерения ЭИП опред-ся фоновыми токами в цепи коллектора, не зависящими от давления, кот. появляются из-за эмиссии фотоэлектронов в результате мягкого рентгеновского излучения, возникающего при торможении электронов и ультрафиолетового накаленного катода.

Верхний предел опред-ся длиной свободного пробега электрона в объеме прибора, она становится меньше пути электрона между электродами, нарушается линейная зависимость тока от давления, так как заметную роль в ионизации газа начинают играть вторичные электроны.