UU場中華人民共和國國家計量檢定規程 J J G 4 6 2 -2 創 娜二等標準電離真空計S e c o n d a r y S t a n d a r d I o n i z a t i o n V a c u u m G a u g e s2 0 0 4一 0 9 一 2 1 發布2 0 0 5 一 0 3 一 2 1實施國 家 質 量 監 督 檢 驗 檢 疫 總 局發布J J G 4 6 2 - 2 0 0 4場.心.心。.。.0.0.護廣.。.心.0.。.。.。、二等標準電離真空計檢定規程V e r i fi c a t i o n R e g u l a t i o n o f S e c o n d a r yS t a n d a r d I o n i z a t i o n V a c u u m G a u g e s J J G 4 6 2 -2 0 0 4代替 J J G 4 6 2 -8 6 本規程經國家質量監督檢驗檢疫總局 2 0 0 4 年 0 9 月 2 1 日 批準，并自2 0 0 5 年0 3 月 2 1 日 起施行。歸 口 單 位:主 要起 草單 位 :參加起草單位:全國壓力計量技術委員會中國計量科學研究院大連市計量檢定測試所北京興華真空儀表廠本規程委托全國壓力計量技術委員會負責解釋J J G 4 6 2 - 2 0 0 4本規程主要起草人 : 于紅燕 趙士燕 曲傳民 參加起草人: 徐 自勇( 中國計量科學研究院)( 中國計量科學研究院)( 大連市計量檢定測試所)( 北京興華真空儀表廠)J J G 4 6 2 - 2 0 0 4目錄1 范圍 ( 1 )2 概述 一(1 )3 計量性能 要求 ( 2 )3 . 1 控制單元 ( 2 )3 . 2 示值檢定 ( 2 )4 通用技術要求 ( 2 )4 . 1 控制單元 。 ( 2 )4 . 2 規管 ( 3 )5 計量器具控制 ( 3 )5 . 1 檢定條件 ， 一( 3 )5 . 2 檢定項 目 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 3 )5 . 3 檢定方法 ( 4 )5 . 4 檢定結果的處理 ( 7 )5 . 5 檢定周期 ( 8 )附錄 A 檢定證書 ( 內頁)格式 ( 9)附錄 B 檢定結果通知書 ( 內頁)格式 ( 1 0 )附錄 C 檢定記錄單格式 ( 1 1 )I I G 4 6 2 - 2 0 0 4二等標準電離真空計檢定規程范 圍 本規程適用于測量范圍為 ( 5 x 1 0 - 4 一 1 x 1 0 - ) P a 的二等標準電離真空 計的首次檢定、后續檢定和使用中檢驗。2概 述 二等標準電離真空計由控制單元和標準規管 ( 以下簡稱規管)組成。 二等標準電離真空計的 工作原理 ( 圖1 )是基于一定條件下待測氣體壓力 P 與氣體的離子流I ; 成正比，計算公式如下。 1 I ,P =S I ,( 1 )式中 P 待測氣體壓力， P a S 規管系數 ，P a - ; I ; 收集極離子流， A ; h 發射電流 ， A oIct 圖 1 電離真空計工作原理圖V一加速極對陰極中心點電壓;價一陰極中心點對地電壓;I , 一發射電流; I ;一收集極離子流;A 一加速極;f 一陰極;C 一收集極當檢定規管系數時可把公式 ( 1 )寫成、 = 1 李 P o e( 2 )式中 P o 標準壓力， P a .J J G 4 6 2 - 2 0 0 43 計量性能要求3 . 1 控制單元 控制單元性能要求見表2 示值檢定2 . 1 以壓力示值表示 壓力示值允許誤差限:士1 0 %2 . 2 以規管系數表示 規管系數及其允許誤差限: 0 . 1 5 0 P a ( 1 士 1 0 %)4 通 用技術要求4 . 1 控制單元4 . 1 . 1 二等標準電離真空計控制單元應有產品型號、制造商名稱 、巨 標志 、編號、出廠 日期及保證該真空計正確使用的標志，且不應有引起測量錯誤和儀表損壞的缺陷。4. 1 . 24. 1 . 3現象 。4. 1 . 4象 。 2各旋鈕 、開關應轉動靈活，限位清晰。模擬式儀表的機械零點正確可調，不應有指針彎曲、卡針和表面刻度不清楚等數字式儀表顯示讀數應連續、無疊字、缺字、不亮及影響讀數的閃、跳動等現J J G 4 6 2 - 2 0 0 44 . 2 規管4 . 2 . 1 規管應有產品型號、制造商名稱、編號、出廠日期等標志。4 . 2 . 2 規管外殼、芯柱應無裂紋。4 . 2 . 3 規管外殼內壁與電極不應有明顯污染或氧化現象。電極裝架應牢固，不得有松動、歪斜、變形等現象。4 . 2 . 4 規管的引管長度不小于 8 0 m m，引管直徑不小于 1 8 m m o4 . 2 . 5 新規管在檢定前應先檢查其保存真空度，其值應優于 2 x 1 0 - 2 P a o4 . 2 . 6 裸規電極應無明顯銹蝕 ，法蘭密封口無損傷。5 計a 器具控制 計量器具控制包括首次檢定、后續檢定和使用中檢驗。5 . 1 檢定條件5 . 1 . 1 檢定設備5 . 1 . 1 . 1 計量標準器 標準裝置通常有靜態膨脹法、動態流導法和相對比較法等真空標準裝置。標準裝置的測量范圍應滿足二等標準電離真空計的檢定范圍。其擴展不確定度不大于二等標準電離真空計允許誤差限的 1 / 3 05 . 1 . 1 . 2 其他標準設備 a . 直流電流表:( 0 一 3 ) m A, 0 . 2 級。 b . 數字電 壓表: 優于0 . 0 5 級，內阻R _ - l00&( 其中，R 。 為二等標準電離真空計等效輸人電阻) 。 c . 精密電阻一套:( 1 0 ， 一 1 0 8 ) n ，士 0 . 5 %. d . 標準電阻兩只:l o o n，土 0 . 5 %.5 . 1 . 1 . 3 配套設備 a . 可調直流電源:( 0 - 1 0 0 ) V ，在 一 2 2 0 V士 2 2 V的供電和給定負載情況下，輸出電壓隨時間的波動應不超過 士 0 . 1 %，波紋電壓不超過 2 m V o b . 交流穩壓電源:1 k W, ( 1 9 0 - 2 4 5 ) V可調，穩定度優于士 0 . 5 %. c . 溫度計:( -1 0 一十 5 0 ) 9 c ，分度值優于0 . 5 c c o d . 濕度計:3 . 0 級。5 . 1 . 1 . 4 檢定用氣體為純度不低于 9 9 . 9 %的干燥氮氣。5 . 1 . 2 環境條件5 . 1 . 2 . 1 檢定的環境溫度為 ( 2 3 士 5 ) C，檢定過程中溫度變化不超過土1 9 c o5 . 1 . 2 . 2 環境相對濕度不大于 8 0 %.5 . 1 . 2 . 3 檢定設備周圍應無熱源、 強電磁場和放射性源等外界干擾。5 . 1 . 2 . 4 在檢定過程中，室內不應有明顯的氣體對流。5 . 2 檢定項 目 檢定項目見表 2 0d .I G 4 6 2 - 2 0 0 4表 2類別控制單檢定項目首次檢定后 續檢 定使用 中檢驗加速極電壓 ( 對陰極中點)V .麗 電 一 電 源 電 壓 一 220 V 1 2 2V 時 ， 加 速 極 電 壓: 5f 性一 變 化 - 一 一陰極中點電壓 ( 對地)V ,發射電流人+_ _ 萬 _一 匡III g I 0 GT 14發射 電流 一電源電壓 一2 2 0 V( 1 h )土 2 2 V時，發射電流變化一 于 一二十 一一一一一一一| l元 穩定性 A : 力 從5 x 1 0 - P a 變化到 1 、 1 0 - , P a 時零點漂移 ( I h )大器零點電源電壓2 2 0 V - 2 2 V時離子流放 大二一月 f $ hC C a T i T M I1_ ) 7 T (=-1 i一 一 一 一檢定一 規管系數恒及 誤差在示值檢定中，如果儀表以壓力示值表示，則檢定 “ 壓力示值誤差”一項;如果儀表以規管系數表示 ，則檢定“ 規管系數值及誤差”一項 ?！笆?一號表示應檢項 目;“一”表示可不檢項 目。5 . 3 檢定方法5 . 3 . 1 控制單元5 . 3 . 1 . 1 外觀的檢定 用 目視方法檢查 ，外觀應符合 4 . 1 的要求。5 . 3 . 1 . 2 加速極電壓及其穩定性的檢定 a . 將控制單元與未啟封的規管連接，接通電源，按控制單元的使用說明書或技術要求進行預熱。 注:控制單元也可直接與真空系統上規管相連接，其系數真空度應優于2 x 1 0 - P . b . 按圖 2 所示線路，用數字電壓表測出加速極電壓值。其相對誤差按公式 ( 3 )計算 。 V。 一 V6= 一x 1 0 0 F 0( 3 )式中V L 電壓表測出的加速極電壓值，V ; V O 規定加速極電壓值，V o C . 穩定性檢定。改變電源電壓 ( 一2 2 0 V 1 2 2 V ) ，觀察加速極電壓的變化。其相對誤差按公式 ( 4 )計算。 4.i .T G 4 6 2 - 2 0 0 4圖2 檢定電極電壓線路圖W一 交 流 穩 壓 電 源C 一 控 制 單 元 : r 一規 管 ; k 一 標 準 電 阻V - 數 字 電 壓 表V .x 1 0 0%( 4 )式中V , 電源電 壓為一 2 2 0 V時的加速 極電壓值，V ; V 電源電壓為 一 2 4 2 V( 或 一1 9 8 V )時的加速極電壓最大值 ( 或最小值) ，V o5 . 3 . 1 . 3 陰極中心點電壓的檢定 按圖 2 所示線路中虛線位置，用數字電壓表測出陰極中心點電壓。其相對誤差按公式 ( 5 )計算。8 3 = - -V ,V , x 1 0 0 % a( 5 )式中V , 電壓表測出的陰極中心點電壓值，V ; V f 陰極中心點電壓標準值 ，V o5 31 4 發射電流示值及其穩定性的 檢定 a . 將標準直流電流表 ( 或用數字電壓表和標準電阻并聯)串聯在圖 3 所示的加速極回路中，將控制單元的發射電流調至指定位置 ( 2 m A處) ，觀察標準直流電流表的示值 其相對誤差按公式 ( 6 )計算。 ; = I e - IoI 1 00 %( 6 )式中 I o 標準直流電 流表測得的發射電流的 標準值， A ; I e 控制單元的發射電流的示值，A o 卜 . 穩定性的檢定。 使控制單元工作 1 h 后 ，觀察發射電流的示值變化。 改變電源電壓 ( 一 2 2 0 V士 2 2 V ) ,觀察發射電流的示值變化。 將規管接至標準裝置測量室上，改變系統壓力從 5 x 1 0 - 0 P . 到 1 x 1 0 - 1 p . ，觀察發射電流的示值變化。其相對變化量按公式 ( 7 )計算。 I e一I e6 ， 二 一 I 廠x 1 0 0 %( 7 )J J G 4 6 2 - 2 0 0 4 圖3 檢定發射電流線路圖 W一交流穩壓電源;C一控制單元;A 一標準直流電流表 ( . A表) ;G一規管式中 I r 發射電 流的 起始值， A ; I , 發射電 流變化后的示值，A o5 . 3 . 1 . 5 離子流放大器零點穩定性的檢定 a . 將放大器的零點調至稍高于零位 ( 如2 %刻度位置) 。工作 1 h ，觀察其漂移情況。相對誤差按公式 ( 8 )計算。 b 改變電源電壓 ( 一 2 2 0 V土 2 2 V ) ，觀察放大器零點變化情況，其相對誤差按公式( 8 )計算。8 6 二 爭 10 0 %( 8 )式中 I 放大器零點的起始值， A ; I , 放大器零點變化后的示值，A ; 人 放大器表盤滿度值， A o5 . 3 . 1 . 6 離子流放大器的示值誤差檢定 a . 采用等效離子流法，按圖4 所示接好線路。首先調整好放大器指示單元的零點，并將量程開關撥至最大測量擋，然后輸人等效離子流。一 一 一 一 一 一 一 二 上 圖4 檢定離子流放大器線路圖 W一交流穩壓電源;C一控制單元;D一可調直流電源;V -數字電壓表;R -精密電阻 ( 對靜電計管的離子流放大器R_ I O R;對孿生管的差動放大器 R-1 0 0 Ro R 。 為放大器輸人電阻)3 0% 6b . 調節可調直流電源，改變等效離子流的大小，使放大器指示單元分別為滿度的，5 0 %, 8 0 %和 1 0 0 %，讀取數字電壓表示值，求出等效離子流值:J J G 4 6 2 - 2 0 0 4U-R - 獷廳書 U 數字電壓表示值，V; R 精密電阻值，n; I ; 等效離子流值， A c則離子流放大器的相對誤差按公式 ( 1 0 )計算。放大器指示單元的示值 ，等效離子流值，A o旱 10 0 %A;( 9 )( 1 0 )中中式式5 . 3 . 1 . 7 離子流放大器其他各擋的檢定 重復 5 . 3 . 1 . 6的步驟，根據公式 ( 1 0 )分別計算出各擋的示值誤差。5 . 3 . 2 規管 用目視方法檢查外觀，應符合4 . 2的要求。5 . 3 . 3 示值5 . 3 . 3 . 1 將被檢規管與標準裝置連接。按規定的程序進行操作，使規管與控制單元處于正常工作狀態。當測量室的本底壓力比被檢壓力低兩個數量級以后，即可開始檢定。5 . 3 . 3 . 2 記錄環境溫度和濕度。5 . 3 . 3 . 3 在 ( 5 x 1 0 - 一 5 x1 0 - 2 ) P a 壓力范圍內，由低壓到高壓選取大于或等于5 個壓力點進行檢定。每個壓力點的測量次數不少于 3 次，以平均值作為此壓力點的示值。5 . 3 . 3 . 4 數據處理。 a .以壓 力示值 表示 。壓 力示 值誤差按公式( 1 1 )計算 。P一PoO g= x 1 W % a Po( 1 1 )式中 P 被檢計測量得到的 真空度 值， P a ; P o 標準真空度值， P a . b . 以規管系數表示。規管系數 S 按公式 ( 1 2 )計算。“ = = 青 客 S ;( 1 2 )式中 又 計算出的第 i 次被檢規管系數值， P a - ; S 被檢規管系數，P a - o規管系數誤差按公式 ( 1 3 )計算。S q =S o *S1 0 】 %( 1 3 )式中 S M 被檢規管系數檢定值中的最大值 ( 或最小值) ， P a - 1 ; S o 被檢規管系數標準值， P a - 1 o5 . 4 檢定結果的處理 按本規程的規定和要求 ，檢定合格的二等標準電離真空計發給檢定證書。檢定不合 7J J G 4 6 2 - 2 0 0 4格的二等標準電離真空計發給檢定結果通知書。5 . 5 檢定周期 二等標準電離真空計的檢定周期一般不超過 1 年。送檢時應帶齊附件 、使用說明書和近期檢定證書。J J G 4 6 2 - 2 0 0 4附 錄 A檢定證書 ( 內頁)格式1 . 加速極電 位 ( 對陰極中 點)V e :誤差: 加速極電壓穩定性: 電源電壓 一 2 2 0 V士 2 2 V時，加速極電壓變化:2 . 陰極中點電位 ( 對地) V f :誤差:3 . 發射電子流 I r :誤差: 發射電流穩定性 : 發射電流的漂移 ( 1 h ) : 電源電壓 一 2 2 0 V土 2 2 V時，發射電流變化: 壓力從 5 x 1 0 - 0 P . 變化到 1 x 1 0 - P a 時發射電流的變化:4 . 離子流放大器示值誤差: 離子流放大器零點穩定性: 離子流放大器零點漂移 ( 1 h ) : 電源電壓 一 2 2 0 V士 2 2 V時，離子流放大器零點變化: 表 1離子流放大器示值/ P a - A 等效離子流值/ A示值誤差( 或規管系數及 誤差) :說明 : J J G 4 6 2 - 2 0 0 4附錄 B檢定結果通知書 ( 內頁)格式1 . 加速極電 位 ( 對陰極中 點)V , :誤差: 加速極電壓穩定性: 電源電壓 一 2 2 0 V 1 2 2 V時，加速極電壓變化:2 . 陰 極中點電 位 ( 對