[发明专利]一种用于压力测量的真空计校准方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及真空测量技术领域，具体涉及一种用于压力测量的真空计校准方法及其装置。

背景技术

真空计（Vacuum Gauge），又称真空表，是测量真空度或气压的仪器。一般是利用不同气压下气体的某种物理效应的变化进行气压的测量。在科研和工业生产中广泛使用。

真空计校准是真空计制造和使用中常见的工作，真空计通常由规管与仪器电路组成。不同类型的规管适用于不同的真空度，如电离规、冷规适用于高真空，热导式规用于低真空，两种以上的复合能够实现从低到高真空范围的测量。真空规管大部分是与气体种类有关的相对真空规，规管的校准曲线难以由计算决定，通常仅作定性计算，即使使用计算的曲线，准确的定量最终要由实验验证。真空规管具有零散性，如热导式类的电阻规可以达到25%、热偶规达到20～30 %，与电路组成仪器的整体后允许误差20～50%，因此在仪器生产过程中常采取逐台调试和校准。热导规在使用寿命周期内，灵敏度和零点会变化，曲线因此会发生位移，须要定期进行校准。校准是确保仪器生产品质和使用效果的必要环节。

真空计的准确与否依据检定规程或校准规范 (如JJF1050-1996)作为判断，校准在几种情况中开展：1、真空计的制造中的生产调试和品质检验；2、规管与仪器配套或更换规管；3、仪器定期检定； 4、用户在使用中对于仪器准确度的检测。

当校准数据表明被校真空计示值误差超出允许范围，真空计失准时，现有处理方法分别如下：1、调整模拟电路工作参数，如电位器等可调元件；2、更换规管或电路元件；3、对带有补偿电路的规管，调整工作参数；4、各个规管的惟一的修正参数，存入芯片中与规管配套使用。

由于规管制造公差、材料的离散性、老化、温度等因素的影响，使得每只规管与仪器配套后的准确度都不同；不同种类型的规管因结构原理不同，各自的影响因素、修正方法和参数也是不同的。目前通常方法是依据工厂校准各个规管的惟一的修正参数，并存入芯片中与规管配套使用，如专利CN101084422A、CN202403867 U，对规管做个性化修正。实际上，经过逐一修正的规管，与仪器配套后的整体结果，也仍然由校准规范所提供的方法作为最终检验。以上方法1、2、3是传统模拟电路方法，依靠硬件调整的范围和效果有限。以上方法4是现有普遍采用的方法，将校正参数存入在规管和仪器中的记忆芯片，以提高真空计的准确性，它的特点是：针对规管作个性化的修正参数，修正参数的产生在仪器之外，完成后参数存入仪器，供仪器工作时调用。此方法须由专业人员经过用标准真空计的读数作为标准，与被校真空计的读数进行比对，记录、分析、计算和再次输入仪器等一系列工作，通常每次由手工进行数据敲入、软件调入打开、运算及输入输出的操作，主要依赖人工处理，费时且繁琐。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目在于提供一种用于压力测量的真空计及真空计自校准方法，其旨在解决现有目前依靠硬件调整的范围和效果有限，现有方法主要依赖人工处理，费时且繁琐的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于压力测量的真空计校准方法，其特征在于，该方法主要包括如下步骤：数据输入、自校准数据生成、现场校准及数据修正；

所述数据输入：若干系列校准点的标准值和被测值的输入，标准值预先被确定并输入，被测值实时触发输入；被测值在实时校准中，等待压力达到某一标准值再给触发输入动作，则该标准值对应的被校值相应输入；

所述自校准数据生成：校准检定过程中直接输入数据后，形成原始数据，根据输入的原始数据用插值法制表和曲线拟合；

所述现场校准：依标准值确定触发，并记录和保存此刻来自于规管测量电压信号，以标准值作为函数值，电压作为插值节点值；由此多点重复操作，得到一系列的函数值和节点值，再应用插值法构造整个测量范围的函数表 (Pa ~V)，必要时求拟合公式 P= f (v)；

所述数据修正：在测量状态下，依规管的实时数据经过查表或公式计算作出校准修正，并转换为真空值显示。

本发明提供的自校准装置，其特征在于，包括热导式规管、电离规管、规管工作与检测电路、多通道模数转换电路、数据输入及处理电路，所述热导式规管的电信号经规管工作与检测电路中的规管加热测量电路输出，再由数据输入及处理电路中的放大电路和模拟多路开关匹配传输至模数转换器(ADC)转换成数字信号，该数字信号经微控制器处理后传至显示器显示或传至存储器保存。

所述存储器中存放有预定校准点的标准压力数据、被测数据、表格及拟合公式。