39. Тепловые манометрические преобразователи.

Рис. 3.9. Схема измерительного блока манометрического преобразователя сопротивления:

1  впускной патрубок; 2  нить накала; 3  корпус; 4  миллиамперметр; 5  гальванометр; 6  потенциометр

Принцип действия тепловых манометрических преобразователей основан на зависимости теплопроводности разреженного газа (коэффициента теплопередачи в разреженном газе) от давления. Передача теплоты осуществляется от нагреваемой в вакууме тонкой металлической нити к корпусу преобразователя, находящемуся при комнатной температуре. Нагревается нить путем пропускания через нее электрического тока. Коэффициент теплопроводности газа зависит от давления лишь в определенном интервале давлений (примерно от 110^1 до 510^3 Па), что соответствует рабочему диапазону тепловых манометрических преобразователей. Возможны два основных способа измерения давления тепловыми вакуумметрами: при постоянной температуре нити чувствительного элемента и при постоянном токе накала нити. Первый способ обладает большей чувствительностью при низких давлениях, второй  обеспечивает расширение диапазона измерения в сторону более высоких давлений. При измерении в режиме постоянного тока накала регистрируется температура нити накала; а в режиме постоянной температуры нити  сила тока или напряжение накала, требуемые для поддержания этой температуры. Из-за зависимости теплопроводности от природы газа показания тепловых вакуумметров также зависят от рода газа.

В зависимости от способа измерения температуры нити накала тепловые преобразователи подразделяют на термопарные преобразователи и преобразователи сопротивления. На рис. 3.6 изображена схема устройства термопарного манометрического преобразователя. В стеклянном или металлическом корпусе 1 с патрубком для подсоединения к вакуумной системе расположена нить накала 2, к средней точке которой приварена термопара 3. Принципиальная схема измерительного блока термопарного вакуумметра приведена на рис. 3.7.

Рис. 3.9. Схема измерительного блока манометрического преобразователя сопротивления:

1  впускной патрубок; 2  нить накала; 3  корпус; 4  миллиамперметр; 5  гальванометр; 6  потенциометр

Рис. 3.9. Схема измерительного блока манометрического преобразователя сопротивления:

1  впускной патрубок; 2  нить накала; 3  корпус; 4  миллиамперметр; 5  гальванометр; 6  потенциометр

Рис. 3.9. Схема измерительного блока манометрического преобразователя сопротивления:

1  впускной патрубок; 2  нить накала; 3  корпус; 4  миллиамперметр; 5  гальванометр; 6  потенциометр

Рис. 3.9. Схема измерительного блока манометрического преобразователя сопротивления:

1  впускной патрубок; 2  нить накала; 3  корпус; 4  миллиамперметр; 5  гальванометр; 6  потенциометр

Рис. 3.9. Схема измерительного блока манометрического преобразователя сопротивления:

1  впускной патрубок; 2  нить накала; 3  корпус; 4  миллиамперметр; 5  гальванометр; 6  потенциометр

Рис. 3.9. Схема измерительного блока манометрического преобразователя сопротивления: 1  впускной патрубок; 2  нить накала; 3  корпус; 4  миллиамперметр; 5  гальванометр; 6  потенциометр

Сила тока, пропускаемого через нить накала, регулируется потенциометром 7 и измеряется миллиамперметром 8. Температура нити накала измеряется с помощью термопары 3, термоЭДС которой измеряется милливольтметром 6. При пропускании электрического тока определенной силы в нити накала выделяется соответствующее количество теплоты, нить нагревается до определенной температуры. При уменьшении давления в результате откачки теплопроводность уменьшается. Температура нити при этом возрастает, так как баланс подводимой и отводимой теплоты устанавливается при более высокой температуре. Мерой контролируемого давления является при этом температура нити накала, измеряемая термопарой, или ЭДС термопары. Манометрический преобразователь сопротивления (рис. 3.8) состоит из цилиндрического корпуса 1, вдоль оси которого натянута нить накала 2. В преобразователе сопротивления для измерения температуры используется зависимость сопротивления нити накала от температуры. Он включается в мостовую измерительную схему (рис. 3.9). Ток накала нити измеряется миллиамперметром 4, включенным в то же плечо моста что и нить преобразователя, а изменение сопротивления нити регистрируется по току гальванометра 5 в измерительной диагонали моста. Ток накала регулируется потенциометром 6. При понижении давления возрастает температура нити накала и увеличивается сопротивление нити.. Вакуумметры сопротивления имеют более широкий диапазон измеряемых давлений.Преимуществом тепловых преобразователей является то, что они измеряют общее давление всех газов и паров, имеющихся в вакуумной системе, и обеспечивают непрерывность процесса измерения давления.