比對法真空計校準系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),如圖2所示,它由校準真空室、高壓氣源氣瓶、膨脹小室、抽氣系統(tǒng)及管道及閥門等組成。核心單元校準室采用名為“封頭”的直徑為450mm的球形容器,球體赤道圈上均布了10個真空規(guī)接口,以保證室內(nèi)真空壓力的均勻性。標準規(guī)選用高準確度的副標準規(guī),它使校準裝置的不確定度大大降低。真空系統(tǒng)采用分子泵-旋片泵機組,主泵采用啟動迅速的分子泵,縮短了校準過程所需的時間。

1、16. 旋片泵　2、15. 分子泵　3、6、8、11、13、14. 真空閥門 4. 校準真空室　5. 標準規(guī)　7. 被校規(guī) 9. 膨脹小室　10. 壓電規(guī)　12. 高壓氣源氣瓶

圖2真空計校準系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

       連接在校準真空室上的10 個規(guī)管, 包括1 個INFICON 薄膜規(guī)、1個INFICON 冷規(guī)和8 個ZJ227C 型電離規(guī)。8個電離規(guī)中有2 個是經(jīng)過真空計量一級站校準過的, 這里把它們作為副標準規(guī)。另外6 個電離規(guī)和冷規(guī)、薄膜規(guī)是被校規(guī),標準規(guī)和被校規(guī)均與各自的真空儀器配套使用。這些電離規(guī)的測量范圍是1E-5 ～1 Pa ,而薄膜規(guī)是一種全壓力規(guī),不受氣體種類的影響。高壓氣瓶用于提供實驗氣體的氣源, 實驗氣體有6 種,分別為氮氣、氫氣、氦氣、氘氣、甲烷和二氧化碳,其純度均高達99.999% 。在高壓氣瓶與膨脹小室之間連接有減壓閥,用以減壓。

       在標定裝置上開展標定實驗,首先將校準真空室抽至極限真空5×10-6 Pa(盡量減小本底誤差),然后依次在1E-4～1E-1Pa的每一個量級內(nèi)測量若干個樣本數(shù)據(jù), 即在每一量級內(nèi),通過膨脹過程使真空度緩慢變化,以等間距地讀取穩(wěn)定后的數(shù)據(jù)。每個量級共記錄9個點,一個規(guī)管對一種氣體需記錄36個數(shù)據(jù)(實測數(shù)據(jù)還要多)。

      表1給出了被校熱陰極規(guī)與副標準規(guī)在10-4量級內(nèi)比對結(jié)果的數(shù)據(jù)記錄,因受篇幅所限,這里只給出4種氣體的實驗數(shù)據(jù)。可以看出,在校準之前,被校規(guī)的示值與標準規(guī)的真值之間存在著10%～20%的偏差。