Con sus características de alta precisión, amplio rango e independiente de la composición del gas, El medidor de vacío de película capacitiva es conocido como la "medición de presión absoluta" y ocupa una posición central en la fabricación de semiconductores, recubrimiento al vacío, experimentos científicos y otros campos. Su principio central se puede desmontar en tres enlaces clave:
I. deformación mecánica impulsada por la presión
El componente central del medidor de vacío de película capacitiva es un diafragma metálico ultrafino (generalmente de aleación Inconel o cerámica, con un espesor de solo decenas de micras), con una cavidad de vacío y una cavidad de referencia conectadas a ambos lados. Cuando la presión en la cavidad real cambia, el diafragma se deforma elásticamente bajo la acción de la diferencia de presión: si la presión de la cavidad de vacío es inferior a la cavidad de referencia, el diafragma se sobresale hacia el lado del vacío; Por el contrario, se hunde hacia el lado de referencia. Esta deformación refleja directamente el valor de la presión absoluta y no tiene nada que ver con el tipo de gas, solo depende de la magnitud de la diferencia de presión.
II. detección precisa de cambios en la capacidad
El diafragma y el electrodo fijo forman un capacitor de placa paralela. Cuando el diafragma se deforma, el espaciamiento de los electrodos cambia ligeramente (como la magnitud de 0,1 micras), lo que resulta en fluctuaciones significativas en la capacidad eléctrica (alrededor de 0,3 pf). Para mejorar la precisión de la medición, las medidores de vacío modernos utilizan principalmente una estructura de doble capacitor diferencial: los electrodos se colocan simétricamente a ambos lados del diafragma para formar dos condensadores independientes. Cuando el diafragma se desvía, una capacidad aumenta y la otra disminuye, convirtiendo la diferencia de capacidad en una señal de voltaje a través del Circuito del puente eléctrico, eliminando efectivamente la interferencia ambiental.
3. conversión de señales y salida de calibración
El circuito trasero convierte la variación del capacitor en una señal eléctrica estándar (como voltaje o corriente) y calcula el valor de presión real a través de una fórmula preestablecida. Por ejemplo, un modelo de medidor de vacío logra una amplia cobertura de rango de 10 a 10 pa midiendo la relación entre el voltaje de compensación y la diferencia de presión (p = ku, k es la constante de regulación). Para eliminar el impacto de la deriva de la temperatura, algunos equipos utilizan sustratos de control de temperatura de polisilicio para mantener un ambiente de trabajo constante (como 28 ° c) para garantizar la estabilidad a largo plazo.
La directividad y la repetibilidad de las brújulas de vacío de película capacitiva son mejores que el 0,1%, y no se necesita presión de referencia, incluso si se expone repentinamente a la atmósfera, no se dañará, convirtiéndose en una herramienta ideal para la medición de presión absoluta.