[发明专利]一种热阴极电离真空计发射电流测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种热阴极电离真空计发射电流测试装置及方法，所述装置包括：热阴极灯丝等效电阻R_F，阻值与热阴极灯丝相一致，连接设置在热阴极电离真空计工作电路灯丝电源的输出端两极之间；低通滤波器，用于将热阴极灯丝加热交流电压转化为等效的直流电压，包括输入端、低频输出端和高频滤除端；基极电阻R_B，用于将所述直流电压转换为基极电流；三极管T₁，所述三极管T₁的基极与所述基极电阻R_B另一端电路连接，集电极与热阴极电离真空计工作电路栅极输出端电路连接，发射极与高频滤除端电路连接；测量模块，用于获得阴极电离真空计发射电流值I_e。本发明可实现热阴极电离真空计发射电流的直接测试，简化了测试系统，提高了测试效率。

技术领域

本发明涉及真空计量领域，特别地，涉及一种热阴极电离真空计发射电流测试装置及方法。

背景技术

随着科学技术迅猛发展，超高真空测量的需求日益广泛，其中热阴极电离真空计是目前超高真空测量最主要的真空仪器，在空间环境模拟、表面分析科学、高能粒子加速器、核聚变和航空航天领域具有极为广泛的应用价值。为了提高开发、调试效率，保证电离几率的稳定性，有必要对热阴极电离真空计最关键的发射电流进行准确测试。

目前，热阴极电离真空计的调试，必须通过连接热阴极电离规和超高真空系统为其建立电离工作状态，如图1所示，整体系统较为复杂，工作特性影响因素多，且在电路工作不稳定的情况下极易烧断电离规灯丝，也难以对热阴极电离真空计工作电路的特性进行单独测试。

因此，有必要设计热阴极电离真空计发射电流测试方法，使其可以脱离热阴极电离规和超高真空系统，直接对热阴极电离真空计工作电路的发射电流进行测试，简化调试、测试系统，提高测试效率、安全性和可用性。

发明内容

本发明一方面提供了一种热阴极电离真空计发射电流测试装置，以解决现有热阴极电离真空计的调试时整体系统较为复杂、工作特性影响因素多、且在电路工作不稳定的情况下极易烧断电离规灯丝，也难以对热阴极电离真空计工作电路的特性进行单独测试技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种热阴极电离真空计发射电流测试装置，包括：

热阴极灯丝等效电阻R_F，阻值与热阴极灯丝相一致，所述热阴极灯丝等效电阻R_F连接设置在热阴极电离真空计工作电路灯丝电源的输出端两极之间；

低通滤波器，用于将热阴极灯丝加热交流电压转化为电压值与其交流有效值相一致的直流电压，包括输入端、低频输出端和高频滤除端，所述输入端与热阴极灯丝等效电阻R_F的一端相连接，所述高频滤除端与所述热阴极灯丝等效电阻R_F的另一端相连接，所述低频输出端输出所述直流电压；

基极电阻R_B，一端与所述低通滤波器的低频输出端相连接，用于将所述低通滤波器输出的直流电压转换为基极电流；

三极管T₁，所述三极管T₁的基极与所述基极电阻R_B另一端电路连接，集电极与热阴极电离真空计工作电路栅极输出端电路连接，发射极与所述高频滤除端电路连接；

测量模块，与所述三极管T₁的集电极电路连接，通过测量集电极电流或电压降直接或间接获得阴极电离真空计发射电流值I_e。

进一步地，所述的测量模块包括电流表，所述电流表串联设在所述热阴极电离真空计工作电路栅极输出端与集电极之间的电路上，用于直接测量阴极电离真空计发射电流值I_e。