MKS—690A電容薄膜真空計精度調整方法研究

郭永剛　蔣麗

摘 要：MKS-690A是美國MKS公司高精度電容薄膜真空計，精度達萬分之五，常被用作國際間比對的傳遞標準。針對該標準電容薄膜真空計精度降低問題，在探討其內部結構、工作原理后，給出利用現有設備對其進行精度調整的方法。實際檢測證明：該方法簡單實用，可操控性強，可為國內其他單位所借鑒。

關鍵詞：真空測量 電容薄膜真空計 標準 校準 精度調整

中圖分類號：TB772 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（a）-0087-02

真空測量是通過真空測量儀表即各種真空計實現的。真空測量涵蓋的范圍約為（10-4～105）Pa，在這個范圍提供真空計的校準和量值溯源，可以保證真空計的統一性和準確性。各單位在真空計量的日常工作中有大量真空計量器具需要校準，以保證真空測量的準確可靠及研制、操作人員的人身安全。

1 真空校準裝置

目前國內研制的真空校準裝置多采用復合型真空校準方式，通常用不同量程的電容薄膜真空計和磁懸浮轉子真空計作為參考標準。尤其是美國MKS公司生產的690 A電容薄膜真空計雖然價格高一些，但其穩定性好、精度高達0.05%，是公認的二等標準。

2 MKS-690A標準電容薄膜真空計精度調整的背景

我們在用MKS-690A電容薄膜真空計進行校準時發現：被校的真空計不合格率較高，改用其他標準進行檢測，結果大部分是合格的，故懷疑MKS-690A電容薄膜真空計有問題，送中國計量科學研究院（以下簡稱中國計量院）檢測、校準結果見表1。

由表1可得絕對誤差最大值為-102.1 Pa，該電容薄膜真空計滿量程為13333.3 Pa，故精度最差值為-0.77%。

3 電容薄膜真空計精度調整電路

圖1是其內部電子線路中的精度調整電路。由圖2可導出下式：

（1）

式中：R0為零點調節電位器，RS為滿點調節電位器，RL為線性度調節電位器，C1=（R6+R2）R8/（R5R1），C2=R3/R4，RLT=R2+RL，RST=R6+RS，R0T=R7+R0

4 MKS-690A電容薄膜真空計精度的調整

MKS電容薄膜真空計由于其技術的敏感性，國內尚無廠家可以調修。在無廠家技術支持、無參照標準比對的情況下，研究摸索出一套“影像”法的調整方法，即把表1的數據傳遞給一個重復性好的真空計，形成一個“影像”真空計，由該真空計復現出表1的數據，即我們可溯源的值。然后把“影像”真空計與我們要調整的MKS-690A電容薄膜真空計（簡稱被調真空計）一起接到真空系統上，按中國計量院所給數據點進行調試，就可測出被調真空計調整前后精度的變化。選定MKS公司型號為220DA-D4B、量程為100torr、精度為1.5‰的電容薄膜真空計作為“影像”真空計。

調試過程

把被調和影像真空計接到真空校準裝置上。先把中國計量院表1的數據傳遞給影像真空計：按照表1上示值在校準室上逐點調試出相應的壓力值，同時利用接到校準室上的影像真空計測試出相對應的數值并記錄。表2就是在表1的相應數據點上測出的被調真空計和影像真空計的數據。

由表2可知：越往滿點走誤差值越大，此時應調整滿點電位器。點10097 Pa（影像）處的誤差值最大，選該點調整Rs，Rs調整后，引起中間點誤差值變大，這時要再調整線性度電位器RL。經反復多次調整Rs-RL-Rs方可達到理想結果。

5 結語

（表3）是被調真空計進行精度調整后，由中國計量院給出的數據校準結果。

由表3可得，絕對誤差最大的值為3.2 Pa，此時精度最差為0.024%。由此可證明這種調整方法是可行的。該方法可為國內其他單位所借鑒。

參考文獻

[1] 劉洪慶.真空計量[M].中國計量出版社.

[2] MKS Type 690A Absolute High Accuracy Pressure Transducer Instruction Manual.

[3] 培訓資料.國防科技工業第一計量測試研究中心.計量基礎知識.

[4] 中國計量科學研究院.真空檢測與校準技術及計量檢定.endprint

摘 要：MKS-690A是美國MKS公司高精度電容薄膜真空計，精度達萬分之五，常被用作國際間比對的傳遞標準。針對該標準電容薄膜真空計精度降低問題，在探討其內部結構、工作原理后，給出利用現有設備對其進行精度調整的方法。實際檢測證明：該方法簡單實用，可操控性強，可為國內其他單位所借鑒。

關鍵詞：真空測量 電容薄膜真空計 標準 校準 精度調整

中圖分類號：TB772 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（a）-0087-02

真空測量是通過真空測量儀表即各種真空計實現的。真空測量涵蓋的范圍約為（10-4～105）Pa，在這個范圍提供真空計的校準和量值溯源，可以保證真空計的統一性和準確性。各單位在真空計量的日常工作中有大量真空計量器具需要校準，以保證真空測量的準確可靠及研制、操作人員的人身安全。

1 真空校準裝置

目前國內研制的真空校準裝置多采用復合型真空校準方式，通常用不同量程的電容薄膜真空計和磁懸浮轉子真空計作為參考標準。尤其是美國MKS公司生產的690 A電容薄膜真空計雖然價格高一些，但其穩定性好、精度高達0.05%，是公認的二等標準。

2 MKS-690A標準電容薄膜真空計精度調整的背景

我們在用MKS-690A電容薄膜真空計進行校準時發現：被校的真空計不合格率較高，改用其他標準進行檢測，結果大部分是合格的，故懷疑MKS-690A電容薄膜真空計有問題，送中國計量科學研究院（以下簡稱中國計量院）檢測、校準結果見表1。

由表1可得絕對誤差最大值為-102.1 Pa，該電容薄膜真空計滿量程為13333.3 Pa，故精度最差值為-0.77%。

3 電容薄膜真空計精度調整電路

圖1是其內部電子線路中的精度調整電路。由圖2可導出下式：

（1）

式中：R0為零點調節電位器，RS為滿點調節電位器，RL為線性度調節電位器，C1=（R6+R2）R8/（R5R1），C2=R3/R4，RLT=R2+RL，RST=R6+RS，R0T=R7+R0

4 MKS-690A電容薄膜真空計精度的調整

MKS電容薄膜真空計由于其技術的敏感性，國內尚無廠家可以調修。在無廠家技術支持、無參照標準比對的情況下，研究摸索出一套“影像”法的調整方法，即把表1的數據傳遞給一個重復性好的真空計，形成一個“影像”真空計，由該真空計復現出表1的數據，即我們可溯源的值。然后把“影像”真空計與我們要調整的MKS-690A電容薄膜真空計（簡稱被調真空計）一起接到真空系統上，按中國計量院所給數據點進行調試，就可測出被調真空計調整前后精度的變化。選定MKS公司型號為220DA-D4B、量程為100torr、精度為1.5‰的電容薄膜真空計作為“影像”真空計。

調試過程

把被調和影像真空計接到真空校準裝置上。先把中國計量院表1的數據傳遞給影像真空計：按照表1上示值在校準室上逐點調試出相應的壓力值，同時利用接到校準室上的影像真空計測試出相對應的數值并記錄。表2就是在表1的相應數據點上測出的被調真空計和影像真空計的數據。

由表2可知：越往滿點走誤差值越大，此時應調整滿點電位器。點10097 Pa（影像）處的誤差值最大，選該點調整Rs，Rs調整后，引起中間點誤差值變大，這時要再調整線性度電位器RL。經反復多次調整Rs-RL-Rs方可達到理想結果。

5 結語

（表3）是被調真空計進行精度調整后，由中國計量院給出的數據校準結果。

由表3可得，絕對誤差最大的值為3.2 Pa，此時精度最差為0.024%。由此可證明這種調整方法是可行的。該方法可為國內其他單位所借鑒。

參考文獻

[1] 劉洪慶.真空計量[M].中國計量出版社.

[2] MKS Type 690A Absolute High Accuracy Pressure Transducer Instruction Manual.

[3] 培訓資料.國防科技工業第一計量測試研究中心.計量基礎知識.

[4] 中國計量科學研究院.真空檢測與校準技術及計量檢定.endprint

摘 要：MKS-690A是美國MKS公司高精度電容薄膜真空計，精度達萬分之五，常被用作國際間比對的傳遞標準。針對該標準電容薄膜真空計精度降低問題，在探討其內部結構、工作原理后，給出利用現有設備對其進行精度調整的方法。實際檢測證明：該方法簡單實用，可操控性強，可為國內其他單位所借鑒。

關鍵詞：真空測量 電容薄膜真空計 標準 校準 精度調整

中圖分類號：TB772 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（a）-0087-02

真空測量是通過真空測量儀表即各種真空計實現的。真空測量涵蓋的范圍約為（10-4～105）Pa，在這個范圍提供真空計的校準和量值溯源，可以保證真空計的統一性和準確性。各單位在真空計量的日常工作中有大量真空計量器具需要校準，以保證真空測量的準確可靠及研制、操作人員的人身安全。

1 真空校準裝置

目前國內研制的真空校準裝置多采用復合型真空校準方式，通常用不同量程的電容薄膜真空計和磁懸浮轉子真空計作為參考標準。尤其是美國MKS公司生產的690 A電容薄膜真空計雖然價格高一些，但其穩定性好、精度高達0.05%，是公認的二等標準。

2 MKS-690A標準電容薄膜真空計精度調整的背景

我們在用MKS-690A電容薄膜真空計進行校準時發現：被校的真空計不合格率較高，改用其他標準進行檢測，結果大部分是合格的，故懷疑MKS-690A電容薄膜真空計有問題，送中國計量科學研究院（以下簡稱中國計量院）檢測、校準結果見表1。

由表1可得絕對誤差最大值為-102.1 Pa，該電容薄膜真空計滿量程為13333.3 Pa，故精度最差值為-0.77%。

3 電容薄膜真空計精度調整電路

圖1是其內部電子線路中的精度調整電路。由圖2可導出下式：

（1）

式中：R0為零點調節電位器，RS為滿點調節電位器，RL為線性度調節電位器，C1=（R6+R2）R8/（R5R1），C2=R3/R4，RLT=R2+RL，RST=R6+RS，R0T=R7+R0

4 MKS-690A電容薄膜真空計精度的調整

MKS電容薄膜真空計由于其技術的敏感性，國內尚無廠家可以調修。在無廠家技術支持、無參照標準比對的情況下，研究摸索出一套“影像”法的調整方法，即把表1的數據傳遞給一個重復性好的真空計，形成一個“影像”真空計，由該真空計復現出表1的數據，即我們可溯源的值。然后把“影像”真空計與我們要調整的MKS-690A電容薄膜真空計（簡稱被調真空計）一起接到真空系統上，按中國計量院所給數據點進行調試，就可測出被調真空計調整前后精度的變化。選定MKS公司型號為220DA-D4B、量程為100torr、精度為1.5‰的電容薄膜真空計作為“影像”真空計。

調試過程

把被調和影像真空計接到真空校準裝置上。先把中國計量院表1的數據傳遞給影像真空計：按照表1上示值在校準室上逐點調試出相應的壓力值，同時利用接到校準室上的影像真空計測試出相對應的數值并記錄。表2就是在表1的相應數據點上測出的被調真空計和影像真空計的數據。

由表2可知：越往滿點走誤差值越大，此時應調整滿點電位器。點10097 Pa（影像）處的誤差值最大，選該點調整Rs，Rs調整后，引起中間點誤差值變大，這時要再調整線性度電位器RL。經反復多次調整Rs-RL-Rs方可達到理想結果。

5 結語

（表3）是被調真空計進行精度調整后，由中國計量院給出的數據校準結果。

由表3可得，絕對誤差最大的值為3.2 Pa，此時精度最差為0.024%。由此可證明這種調整方法是可行的。該方法可為國內其他單位所借鑒。

參考文獻

[1] 劉洪慶.真空計量[M].中國計量出版社.

[2] MKS Type 690A Absolute High Accuracy Pressure Transducer Instruction Manual.

[3] 培訓資料.國防科技工業第一計量測試研究中心.計量基礎知識.

[4] 中國計量科學研究院.真空檢測與校準技術及計量檢定.endprint