在某大型航天器的調(diào)試試驗(yàn)中，需使用電容薄膜規(guī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)薄膜規(guī))進(jìn)行密封艙內(nèi)真空度測(cè)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)薄膜規(guī)測(cè)量數(shù)據(jù)出現(xiàn)了較大的偏差。本文即對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行原因分析，提出在真空環(huán)境下，薄膜本底偏移量是產(chǎn)生偏差的最重要原因，并有針對(duì)性地采取解決措施。

　　電容薄膜真空計(jì)作為全壓強(qiáng)計(jì)，具有測(cè)量結(jié)果與氣體成分無(wú)關(guān)、測(cè)量精度高、反應(yīng)速度快、測(cè)量范圍寬、抗干擾性能強(qiáng)、重復(fù)性好等特點(diǎn)，是一種非常理想的真空計(jì)。目前，常用的薄膜規(guī)屬于“絕壓式”，即薄膜的一端為密封的參考真空，另一端接入被測(cè)真空系統(tǒng)。

　　對(duì)于常規(guī)的真空測(cè)量來(lái)說(shuō)，真空規(guī)都是布置在大氣環(huán)境下的，它通過(guò)一個(gè)密封通道與被測(cè)的真空容器連通，達(dá)到測(cè)量容器真空度的目的。但對(duì)于一些特殊需求，需要將真空規(guī)布置在被測(cè)真空容器內(nèi)部，進(jìn)行某一局部位置或區(qū)域的真空度測(cè)量，這種做法會(huì)對(duì)不同真空規(guī)帶來(lái)不同的影響，進(jìn)而影響到測(cè)量結(jié)果。本文所分析的問(wèn)題就是將薄膜規(guī)置于真空環(huán)境下(試驗(yàn)設(shè)備稱(chēng)密封艙)所產(chǎn)生的。

1、系統(tǒng)建立

　　試驗(yàn)中采用的測(cè)量系統(tǒng)原理圖如圖1 所示。每種型號(hào)的薄膜規(guī)各用2 支，組成兩組，一組主份一組備份，同一組的兩支薄膜規(guī)安裝位置非常接近，兩組距離較遠(yuǎn)。薄膜規(guī)的測(cè)量信號(hào)先通過(guò)密封艙穿艙密封插頭，再通過(guò)真空容器穿墻密封插頭引出到容器外，與配套真空計(jì)ACM1000 連接。ACM1000 真空計(jì)輸出的模擬量信號(hào)通過(guò)控制系統(tǒng)的PLC 進(jìn)入測(cè)控計(jì)算機(jī)中。

圖1 測(cè)量系統(tǒng)原理圖

　　根據(jù)試驗(yàn)要求，本套密封艙真空度測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量范圍為10⁵ Pa~10 Pa。通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外的大部分真空測(cè)量產(chǎn)品，最后決定采用阿爾卡特公司生產(chǎn)的ASD1001 及ASD1003 兩種薄膜規(guī)進(jìn)行測(cè)量，這兩種規(guī)性能穩(wěn)定且量程互補(bǔ)，滿足試驗(yàn)要求。其性能技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 所選真空規(guī)的詳細(xì)技術(shù)指標(biāo)

　　選用兩種真空規(guī)共同使用主要是基于如下的考慮：

　　(1)ASD1001 規(guī)的測(cè)量下限雖然名義上可以達(dá)到10 Pa，但是根據(jù)以往我們使用的經(jīng)驗(yàn)，薄膜規(guī)的測(cè)量讀數(shù)在接近10 Pa 極限時(shí)存在較大的誤差。

　　(2) ASD1003 規(guī)的量程范圍10^-1 Pa~10³ Pa，比較窄，但10 Pa 恰好為其量程的中間部分，在該真空度段其測(cè)量的準(zhǔn)確度較高。

　　(3) 兩種規(guī)使用方法如下： 在真空度10⁵Pa~10³ Pa 范圍內(nèi)，利用ASD1001 規(guī)測(cè)量，在真空度10³ Pa~10 Pa 范圍內(nèi)，利用ASD1003 規(guī)來(lái)測(cè)量。

5、結(jié)論

　　本文嘗試著對(duì)薄膜規(guī)在真空環(huán)境下使用時(shí)出現(xiàn)測(cè)量偏差的原因進(jìn)行了分析，并提出了解決方法，雖然已驗(yàn)證了該方法的有效性，但要想將該方法廣泛應(yīng)用于同類(lèi)型真空規(guī)滿足某種特殊需求還存在一些局限性，如：使用密閉容器后，測(cè)量組件體積遠(yuǎn)大于真空規(guī)，安裝位置受限;由于測(cè)量組件處于真空環(huán)境中互換性很差，增加備份會(huì)增加成本，單機(jī)測(cè)量如出現(xiàn)故障就會(huì)造成單點(diǎn)失效，只能停機(jī)處理。因此，本文涉及的常規(guī)產(chǎn)品性能擴(kuò)展只是其中的一個(gè)方向，繼續(xù)開(kāi)展特殊環(huán)境、特殊需求的真空度測(cè)量工作是很有必要的。

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