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1、热阴极电离真空机的误差王迅 冯德章原载 真空，2，34（1985）电离真空机规管及其控制单元，都有各自的各项误差。本文讨论作为电离计整体的误差与各项误差的关系。电离计的压强读数可用下述公式表达： P= （1）试中_ 为收集极离子流； _ 为发射电流；k _ 为规管系数。 由误差传递公式1可得到压强的示值（相对）误差Ep的表达示： (2)式中 ， 和 分别为规管系数、离子流和发射电流的相对误差。下面分别讨论这三项误差。规管系数的误差规管测量的对象往往含有氧气、水蒸气或其他污染性气体，电极及玻壳往往受到氧化或污染。这样规管系数在寿命过程中会逐渐变化。使用后的规管比新规管的规管系数要低10%至20%
2、。在个别场合，规管系数会降低几倍。生产厂给的规管系数是未使用过的产品测量值。本文只考虑新产品的误差。生产厂所给的规管系数是在一定压强下的测量值，例如一般规定是在 10-4Torr 附近的测量值。然而最广泛使用的DL-2型规管及B-A计的非线性约为10%。可以近似认为在测量范围规管系数为常数。按一定工艺生产的规管存在零散。DL-2型规管的零散较小，约为5%，B-A计约为10%至15%。规管的零散在产品的技术要求中都给出指标。作为工作用电离规管，不能逐只进行测试与校准，所以规管的零散成为规管系数的误差的重要来源。对于新规管，规管系数的误差可以表示为： = （3）式中k为k的测量误差；为规管系数的零
3、散。一般规定不得超过20%。在k的测量中，测量误差主要由压强的测量误差所决定。a目前压强量的测量误差，对于一等标准动态膨胀装置为53%，一等压缩式真空机为5%2%，一等标准静态膨胀装置为52%。2、 离子流的相对误差离子流的相对误差由下式决定2: (4)式中i+为i+的测量误差，di+为由于规管电极电压不稳而引起离子流的误差，他可以表示为： （5）式中efg为阴极与电子加速之间的电压；eef为收集极偏压。i+/efg与i+/eef可由规管特性曲线得到。例如DL-2规管i+与efg，eef的曲线如图1、图2所示。由曲线可得到在规管工作参量出：为为一般控制单元加速极与阴极之间电压的变化不超过3%，
4、收集极偏压的变化不超过1%。所以在规管电参量下 为6v， 为0.25。因而由离子流放大器的误差决定，一般热阴极控制单元中，离子流放大器的满程误差为：当10-9A时不超过5%；10-9A10-11A ,不超过10%；为10-12时，不超过15%。3、 发射电流的相对误差发射电流的相对误差可由下式决定： （6）式中-为i-的测量误差；di-为控制单元在工作过程中发射电流的变化。在一般控制单元中， 不超过2%， 不超过1%。下面以DL-2型电离记为例估计一下误差。若规管在10-4Torr时零散为5%，它由压缩真空计测量，测量误差为5%，由（3）式可计算得到规管系数的误差为7.1%，若为1.5%，在10-4Torr 离子流放大器的误差为5%，由（4）式可算得离子流相对误差5.2%。若发射电流误差为2.2%。由（2）式算得10-4Torr的总误差为9%，他是新规管工作在10-4Torr纯氮中，表头指示处于满偏时，DL-2型热阴极电离真空计的误差。参考文献1冯师颜，误差理论与实验数据处理。2American vacuum Society Society Standard,J.Vac.Sei.Techn.（1970），370.