2. Косвенные вакуумметры

   1. Тепловые вакуумметры

Принцип действия тепловых преобразователей основан на зависимости теплопередачи через разреженный газ от давления. Передача теплоты происходит от тонкой металлической нити к баллону, находящемуся при комнатной температуре. Металлическая нить нагревается в вакууме путем пропускания электрического тока. Существует два метода работы тепловых манометров: постоян­ной температуры нити и постояного тока накала. Градуировочные кривые теплового манометра, показанные на рис. , а, б для обо­их методов работы, представляют собой в средней части параболу и гиперболу.

Тепловые преобразователи в зависимости от способа измерения температуры делятся на термопарные и преобразователи сопротив­ления.( рис. 35 ).

Рисунок 34 Схемы тепловых преобразователей

1

2

3

В термопарном преобразователе температура ни­ти 1 измеряется термопарой 2. Электроды расположены в стеклян­ном или металлическом баллоне 3, имеющем патрубок для под­ключения к вакуумной системе. Термо-ЭДС 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, включенным в то же плечо моста, что и преобразователь, а температура нити — по току гальванометра в измерительной диагонали моста. Ток накала регулируется реоста­том.

Оба преобразователя могут работать как в режиме постоянного тока накала, так и в режиме с постоянной температурой нити. Преимуществом тепловых преобразователей является то, что они измеряют общее давление всех газов и паров, присутствующих в вакуумной системе, и обеспечивают непрерывность измерения давления. Инерционность показаний, связанная с тепловой инер­цией нити, изменяется от нескольких секунд при низких давлениях до нескольких миллисекунд при высоких давлениях.

Тепловые преобразователи как приборы для относительных измерений давления обычно градуируются по компрессионному ма­нометру. Диапазон рабочих давлений 5-10³... 10^-1 Па.

2. Ионизационные вакуумметры

Существуют электрические методы измерения общих давлений, для этого используют:

• Нормальный триод, пригодный для измерения давления выше примерно 10Па;

• Прибор Байярда—Альперта позволяет расширить рабочий диапазон измерений в сторону очень низких давлений вплоть до 10^-9 ¼10^-8 Па, а для некоторых моделей— даже больше.

Оба типа датчиков основаны на одном и том же принципе. На сетку анода подается положительный потенциал +150—+200 В по отношению к коллектору, соединенному с корпусом измерительного прибора, а на катод—также положительный потенциал +30—+50 В по отношению к коллектору. Электроны, испущенные катодом, ускоряются под действием разности потенциалов между сеткой и катодом. Часть из них создает ионы в пространстве между сеткой и катодом, что также сопровождается энергетическими потерями, и захватывается сеткой. Другая часть электронов с более высокой энергией проникает в область между сеткой и коллектором через отверстия в сетке и также ионизирует газ, теряя при этом свою энергию.

Рисунок 35 Схемы электронных преобразователей а-с внутренним коллектором, б- с внешним коллекторм

Специально изготовленные элементы датчика и огнеупорная покрытая торием иридиевая нить накала делают возможным работу датчика при давлении до 1 x 10^-1 Toрр. Имеются версии датчика с повышенным сроком службы. Время работы считанные секунды - это главный недостаток устройства.

Рисунок 36 Схема датчика Баярда-Альперта : 1- полый цилиндр, 2-сеткаф( анод), 3- коллектор ионов , 4- нить( катод)

• Так же используются магниторазрядные приборы.

Принцип их действия основан на зависимости самостоятельного газового разряда в скрещенных электрическом и магнитных полях от давления.

Существенным недостатком магниторазрядного датчика является то, что электрический разряд в скрещивающихся магнитном и электрических полях имеет характер движется по гипоциклоиде рис.15.

Рисунок 37 Траектория движения электрона