Градуировка преобразователей для измерения общих давлений

Преобразователи для косвенных измерений давления, показания которых не могут быть рассчитаны с необходимой для практики точностью, градуируются путем сличения их показаний с показаниями образцовых приборов: механических преобразователей и компрессионных манометров. К таким преобразователям относятся тепловые, электронные, магниторазрядные и радиоизотопные.

Приборы для измерения давления, используемые в качестве исходных для градуировки всех других приборов, называются образцовыми средствами измерения первого разря-д а. Их постоянные или градуировочные кривые рассчитывают по размерам преобразователей и другим значениям, входящим в измерительное уравнение. Приборы, используемые в качестве образцовых, предварительно проградуированные по другим образцовым приборам, называют образцовыми средствами измерения второго разряда. Образцовые средства измерения первого разряда имеют погрешность градуировки не более 1 …5%, второго разряда — до 10… 15%.

Для расширения диапазона давлений, в котором осуществляется градуировка по образцовым приборам, можно использовать методы изотермического расширения и деления потока.

Метод изотермического расширения состоит в том, что камеру малого объема, давление в которой предварительно измеряется образцовым прибором, соединяют с камерой большего объема, начальное давление в котором можно принять равным нулю. По закону Бойля — Мариотта легко подсчитать конечное давление.

Дальнейшее понижение давления можно получить увеличивая число ступеней расширения. При этом важно учесть ошибки, связанные с натеканием, сорбционными процессами на стенках камер и откачивающим действием градуируемого преобразователя. Эти ошибки определяют нижний предел градуируемого давления. Дополнительная погрешность измерения давления, связанная с точностью измерения объемов, обычно не превышает 0,5%. Этот метод часто используется в диапазоне давлений 10~²… 10^-3 Па, когда натеканием и газо-выделением в калиброванном объеме можно пренебречь.

При низких давлениях (<10~⁷ Па), когда невозможно непосредственное сличе-¹ ние показаний градуированного прибора и компрессионного манометра, можно воспользоваться методом деления потока.

Метод деления потока состоит в том, что в динамической вакуумной системе поток газа, проходящий через последовательно соединенные ячейки (первая из которых показана на рис. 6.13), постепенно уменьшается за счет работы’вспомогательных вакуумных насосов. Уравнение потоков для такой ячейки где Q = t/i(po—Pi) —поток газа, поступающий в ячейку через трубопровод с проводимостью Ui при разности давлений на его концах р₀ и pi; Qi=Sipi — поток газа, откачиваемый вспомогательным насосом, подключенным к ячейке и имеющим эффективную быстроту откачки Si; Q₂ = U₂(p_x—р₂)—поток газа, удаляемый из ячейки через трубопровод с проводимостью U₂ при разности давлений на его концах р₍ и р₂.

С учетом выражений для Q, Q_x и Q₂ уравнение (6.14) можно представить в виде откуда

Недостатком этого метода является то, что для его реализации нужны насосы с очень низким предельным давлением и большой быстротой действия, так как для получения стабильного значения St, где г—1, 2…..п, насос подключается к камере через диафраг

му и соблюдается условие

При градуировке по методу деления потока ошибками, связанными с натеканием и сорбционными процессами, можно пренебречь до тех пор, пока газовый поток в градуировочной камере не будет существенно превышать суммарное натекание и газовы-деление. Использование насосов с большой быстротой откачки позволяет осуществить градуировку манометрических преобразователей с погрешностью 4…5% до самых низких давлений.