Устройство за автоматично измерване на налягането в електровакуумни устройства
Приложение: устройството се отнася до измерване на вакуум и може да се използва за измерване на налягане в електровакуумни устройства. Същността на изобретението: устройството съдържа ускоряващ източник на напрежение, източник на напрежение с нажежаема жичка, два превключвателя, контролиран блок за автоматична компенсация на фоновия ток, контролиран интегратор на йонния ток, източник на напрежение с катодно отклонение, интегриран интегриран електронен ток, електронен токов компаратор, йонен компаратор на заряд, логическа матрица, таймер, блок за управление, измервател на времеви интервал, източник на ток и три терминала за свързване на електродите на електрическо вакуумно устройство с подходящи връзки. 3 кал.
Изобретението се отнася до вакуумметър и може да се използва при измерване на налягане в електровакуумни устройства (EVP).
Известно е устройство, което съдържа източник на катодна нишка, източник на ускоряващо напрежение, източник на напрежение на катодно отклонение, устройство за компенсиране на фонов ток, усилвател на паметта на йонния ток и контролен блок [1].
Недостатъкът на това устройство е слабата шумоустойчивост, свързана с краткото време на измерване на йонния ток (части от секундата), което намалява праговата чувствителност на устройството, когато масивен ЕИО електрод се използва като йонен колектор. Наличието на ръчна компенсация на фоновия ток прави невъзможно използването на устройството в автоматичен режим.
Най-близкото до заявеното устройство е устройство за измерване на налягане в електровакуумни устройства, съдържащо катоден източник на нагряване, източник на ускоряващо напрежение, източник на напрежение на катодно отклонение, интегратори на електронни и йонни токове, електронен компаратор на ток, компаратор на заряд и контролиран единица за компенсация на фоновия ток [2]. Мярка за налягането в устройството е йонният заряд, получен в резултат на преминаването на фиксиран електронен заряд през ЕИО.
Недостатъкът на прототипното устройство е зависимостта на времето за измерване от емисионността на катода на контролираното ЕИО, малък динамичен диапазон (3 порядъка на промяна на налягането), което намалява точността на измерване на вакуума при условия на голямо разпространение на емисионността на тествания ЕИО, както и големи електрически грешки на веригата, тъй като нейната чувствителност зависи от параметрите на интегриращите кондензатори както в интегратора на електронния ток, така и в интегратора на йонния ток.
Целта на изобретението е да подобри точността на измерване на налягането в ЕИО и да разшири обхвата.
Устройството (фиг. 1) съдържа източник 1 на ускоряващото напрежение, свързан към терминал 17 за свързване на EVP мрежа 2, източник на 3 отоплително напрежение, контролиран блок 5 за автоматична компенсация на фоновия ток, изходът на който е свързан към терминал 19 за свързване на EVP анода през контактите на превключвателя 4 и с входа на управлявания интегратор 6 на йонния ток, източник 8 на отклоняващото напрежение на катода, чийто положителен полюс е свързан към клема 18 за свързване на катода на ЕИО; контролиран интегратор 9 на електронния ток, чийто вход е свързан с отрицателния полюс на източника на напрежение на катодно отклонение, а изходът през източника 16 на тока и превключвателя 7 може да бъде свързан към входа на управлявания интегратор 6 на йонния ток, компараторът 10 на електронния ток, чийто вход е свързан към изхода на управлявания интегратор 9 на електронния ток, йонен сравнителен заряд 11, чийто вход е свързан към изхода на управлявания интегратор 6 на йонния ток и към входа на контролирания блок 5 за автоматична компенсация на фоновия ток, таймерът 13, управляващият блок 14, чийто първи вход е свързан към изхода на управлявания интегратор 6 на йонния ток, а вторият - с изхода на контролирания интегратор 9 на електронния ток, логическата матрица 12, чийто първи, втори, трети и четвърти входове са свързани съответно с изхода на управляващия блок 14, с изходът на компаратора 11, с изхода на електронния токов компаратор 10 и с изхода на таймера 13, и от първия до шестия изходи са свързани съответно към управлението и входовете на управлявания блок 5 за автоматична компенсация на фоновия ток и контролирания интегратор 6 на йонния ток, с управляващия вход на превключвателя 4, с управляващия вход на превключвателя 7, с управляващия вход на управлявания интегратор 9 на електронния ток, с входа на измервателния уред 15 на интервали от време и с входа на таймера 13.
Измерването на налягането се извършва, както следва.
Ускоряващото напрежение (100-300 V) от източник 1 и напрежението на катодно отклонение (20-50 V) от източник 8 се подават към електродите на ЕИО 2. Фоновият ток, който се появява в анодната верига на ЕИО, автоматично се компенсира от компенсацията блок 5, включен в схемата за обратна връзка интегратор 6 йонен ток. Катодът е включен. В процеса на нагряването му електронният ток се увеличава и в момента t1 (фиг. 2, 3) достига стойността l1, която съответства на прага на работа на компаратора на електронния ток 10. На изхода на компаратора се появява логически единичен сигнал, който се подава към входа 13 на логическата матрица 12, което води до промяна в сигналите на изхода му и включване на интегратора 9 на електронния ток, интегратор 6 на йонния ток, таймера 13 и паметта на компенсационния блок 5. За да може изходът на компенсационната единица да записва само стойността на фоновия ток, прагът на работа на електронния компаратор 10 е избран с няколко порядъка по-нисък от стойността на електронния ток, характерен за работата на йонизацията манометър.