JJF 1062-1999（代替JJG 265-1992） 电离真空计校准规范.pdf

1t r t f中华人民共和国国家计量校准规范 J J F 1 0 6 2-1 9 9 9电 离 真 空 计 I o n i z a t i o n V a c u u m G a u g e1 9 9 9 一0 9 一0 6 发布1 9 9 9 一1 2 一 0 6 实施国 家 质 量 技 术 监 督 局发布J J F 1 0 6 2-1 9 9 9电离真空计校准规范C a l i b r a t i o n S p e c i f i c a t i o n o f尹口.0.口.口.0.口.0.0.伪伪、J J F 1 0 6 2-1 9 9 9 代 替J J G 2 6 5-1 9 9 2、.o.o.o.o.o.o.o.o.o.o.o.o.o.o.o.o.aI o n i z a t i o n V a c u u m G a u g e 本规范经国家质量技术监督局于1 9 9 9 年0 9 月0 6日 批准，并自1 9 9 9 年1 2 月0 6 日 起施行。归 口 单 位:全国压力计量技术委员会主要起草单位:大连市计量检定测试所国营南京 电子管厂国营丽光 电子管厂本规范委托全国压力计量技术委员会负责解释J J F 1 0 6 2-1 9 9 9本规范主要起草人:曲传民 林国平 吴跃(大连市计量检定测试所)(国营南京电子管厂)(国营丽光电子管厂)J J F 1 0 6 2-1 9 9 9目录1 范围 ，(1)2 概述 。(1)3 计量性能要求 ，(1)3.1 压力示值相对 误差 。(1)3.2 规管常数 (1)3.3 电路的电 参数 (1)4 通用技术要求 ，(1)4.1 外观 (1)4.2 电气使用安全 性能 。(2)5 计量器具的控制 (2)5.1 新生产、有效使用期内和使用中的校准 (2)5.2 校准条件 、，、(2)5.3 校 准 项目 和 校准 方 法 (5)5.4 校 准 结 果 和 校 准时 间 间 隔 。(8)附录A 校 准 证书 背 面 格 式 ，.。(9)J J F 1 0 6 2-1 9 9 9电离真空计校准规范 本校准规范参照了 I S O/D I S3 5 6 8国际标准和工业发达国家的真空标准中有关热阴极电 离真空计、冷阴极电离真空计和放射性电 离真空计的校准内容，并为适合我国国情，保留了J J G 2 6 5-1 9 9 2中行之有效的内容。1 范围 本校准规范适用于新生产和使用中的工作用电离真空计的校准。也适用于热阴极电离真空计规管和电路的单独校准。2 概述 电离真空计是基于在一定条件下、待测气体压力与气体电离产生的离子流成正 比关系的原理制作的真空测量仪器。电离真空计有:热阴极电离真空计、冷阴极电离真空计和放射性电离真空计。它由电离规管和电路组成。3 计f性能要求3.1 压力示值相对误差 压力示值相对误差见表 t o电离 真空计、种类热 阴极 电离 真空计标 准 项 目超高真空电离真空计中、高真空电离真空计冷 阴极 电离 真 空计放 射性电离 真空计压力示值相对误差 土7 0%士5 0%+1 0 0%一6 0%+1 0 0%一6 0%3.2 规管常数 标称值士 巧%。3.3 电 路的电 参数 电路的电 参数见表2 04 通用技术要求4.1 外观4.1.1 规管电极应无短路和断路现象。4.1.2 被校电 路应无引起测量误差的外观缺陷:如电表机械零位失调、指针弯曲、卡针和表盘刻度不清 楚;数学显示模糊、叠字、缺笔画和乱跳等现象。各开关、旋钮、插头、插座和电缆等应完好、齐全。J J F 1 0 6 2-1 9 9 94.2 电 气使用安全性能 被校电离真空计供电电源进线与机壳之间的绝缘电阻应不小于 2 0 Ma.表2项目指标发射电流示值(m A)误差不超过士3%加速极对阴极中心点电位(V)误差不超过士3%阴极中心点对地电位(V)误差不大于士5%离子流放大器满刻度时的示值误差电流大于1 0 一 9 A时，误差不大于1 5%;电流1 0-1 0-A时，误差不大于士 1 0%;电流小于1 0 A时，误差不大于士 2%5 计f器具的 控制5.1 新生产、有效使用期内和使用中 的校准 对新生产、有效使用期内和使用中的工作用电离真空计的校准应符合第 3,4 章的要求。5.2 校准条件5.2.1 标准设备 标准装置的测量范围应满足被校电离真空计和规管的待校范围。用于压力示值校准的标准装置的总 不确定度，不大于1 5%;用于规管校准和标准装置的总不确定度，不大于 5%。5.2.1.1 静杰膨胀法真串标准装置原理图 见图 1)图 1 静态膨胀法真空标准装置原理图1 一真空获得装置;2,6,8,1 1,1 2-阀门;4-被校电离真空计;5 一监侧电离真空计;乡 一.压力计;1 0-一气源室;3-校准室;7-取样室;1 3-氮 气 源.L I F 1 0 6 2-1 9 9 9校准室静态保持 1 mi n 后，压力不大于被校压力下限值的 2%0各校准点的标准压力按下式计算:、!、，产廿 abp=n_ uV+石 p o+p 1(1)式中:p 标准 压力(P a);p o 气源室压力(P a);u 取样室体积;p 1 校准室本底压力(P a);V 校准室体积;n-膨胀次数。5.2.1.2 动态流导法真空标准装置原理图 见图2)图2 动态流导法真空标准装置原理图1-氮气源;2-阀门;3 一压力计;4 一流量测量装置;5 一微调放气阀;6 一监测真空计;7 一校准室;8 小孔片下游容积;9 一 被校电离真空计;1 0 一监测真空计;1 1 一真空获得装置;1 2 一小孔片;1 3-注人校准气体管道 a)被校电离真空计规管连接到校准室上，通过一个流量测量装置将气体放人校准室中，然后通过小孔抽走。b)校准室的本底压力不大于被校压力下限值的2%0 c)校准室应是球形或直圆柱形，小孔应是圆 形，它的横截面积应小于校准室内接球内 表面积的1/1 0 0 0，小孔位于内 接球表面上。小孔片和抽气系统之间的容积应比 校准室大。d)小孔的边缘厚度应小于其直径的 1/5 0,e)小孔的 流导应大于1 X 1 0-2(m 3 S-1)。抽气系统的抽速与小孔流导之比 应大于5 00 f)标准真空计和被校电离真空计应安装在球形校准室的赤道位置或圆柱体校准室的1/2 高度的同一水平面位置上。g)注人校准气体的进气管装置，应保证注人的气体至少碰撞校准室器壁一次以后 3d J F 1 0 6 2-1 9 9 9才能进人规管所在位置。h)各校准点的标准压力按下式计算:，QR 于 哥 t 了+D2(2)式中:P 标准压力(P a);P 2 小孔片下游压力(P a);k 分流比(不分流时 k 二 1);Q 注人校准室内 并被抽除的气体流量(P a-时。一 );c 小孔片 C构成的节流装置的 有效流导(耐.S-1)o5.2.1.3 动态相对法真空标准装置原理图(见图3)1 一真空获得装置;6 一校准室;图 3 动态相对法真空标准装置原理图2,3-阀门;4 一监测真空计;7.一标准真空计;8-0调放气阀;5 一被校电离真空计;9 一 氮 气 源 a)校准室的本底压力不大于被校真空计待校压力下限值的2%0 b)校准室的压力在校准范围内应连续可调。在 1 min内压力稳定度不大于 1%0 c)校准室的结构应符合下列要求:校准室的总 容积应大于规管和与它相连接的管道总容积的2 0 倍;校准室的形状为球形体或高度与内径之比为 1-3 倍的圆柱体;标准电离真空计和被校电离真空计的安装:对球状校准室应在球赤道位置，对圆柱体校准室应在 1/2高度的同一水平面位置;为获得动平衡压力，所注人校准室的气体最少与校准室内壁碰撞一次后才能进人规管所在位置;校准室上连接被校规管的过渡管道的流导值，不应小于被校规管本身支管流导值的1 0 倍;校准室内的有效抽速不应小于所有规管总抽速的5 0 倍。5.2.1.4 可调节标准电离真空计电路 a.UF 1 0 6 2-1 9 9 9 加速极电位(1 0 0-3 0 0)V 士 0.5%;阴极电位(0-1 5 0)V 士 0.5%;发射电流(0-1 0)m A10.5%05.2.1.5 多量程直流电压表:(0.1 一1 0 0 0)V,0.5 级。5.2.1.6 多量程直流电流表:(0.0 0 1-1 0)m A,0.5 级。5.2.1.7 高阻表:直流电压5 0 0 V,2.5 级。5.2.2 其他设备5.2.2.1 交流稳压电源:1 k V A(1 士1%)05.2.2.2 温度计:(0 一5 0)C，分度值 0.1 c o5.2.2.3 湿度计:3.0级。5.2.2.4 校准气体为纯度不低于9 9.9%的干燥氮气或用户 指定气体。5.2.2.5 万用表5.2.3 环境条件5.2.3.1 环境温度为(2 3 士 5)C，室温变化不大于士 1 C o5.2.3.2 环境的相对湿度不大于 8 0%05.2.3.3 校准设备周围不应有影响校准的热源、强电磁场等外界干扰。5.2.3.4 校准设备周围不应有明 显的 气体对流。5.3 校准项目和校准方法5.3.1 外观检查5.3.1.1 用多用表检查规管电 极应无短路、断路现象。5.3.1.2 采用目测法，在测试过程中检查电表机械零位应无失调，卡针及数字显示模糊、叠字、缺笔画、乱跳等现象。5.3.2 绝缘电阻检测 用 5 0 0 V高阻表测量被校电离真空计供电电源进线与机壳之间的绝缘电阻。5.3.3 压力示值校准5.3.3.1 将电气使用安全性能检查合格的被校电离真空计按产品技术条件规定进行电参数调整，并记录表征规管工作状态的电参数值。5.3.3.2 将电参数符合产品技术条件要求的被校电离真空计规管竖直连接在校准室上，规管连接管长度不得超过 1 0 0 mm。按真空获得的操作程序进行抽气、烘烤和除气。5.3.3.3 接通被校电 离真空 计的电 源，使真空计预热3 0 m i n 以上，使真空计处于工作状态，待校准室的温度与环境温度达到平衡以后，记录环境温度。5.3.3.4 当校准室内压力达到 5.2.1.1(或 5.2.2.2,5.2.3.2)条的要求后，记录校准室内的本底压力，并开始校准。a)根据被校压力范围调节气源室的校准气体压力。b)调整被校电离真空计，使其处于测 量工作状态。c)按照从低压力到高压力的顺序进行校准，向校准室注人校准气体，待压力稳定后记录标准真空计和被校电离真空计的读数(采用动态流导法真空标准装置或静态膨胀 5.T.T F 1 0 6 2-1 9 9 9法真空标准装置，应计算各校准点的标准压力)。a)压力校准点应在被校量程内按下列方法选取:线性刻度的真空计每个数量级至少有3 个校准点，一般选取该量程的3 0%,6 0%,9 0%附近的三点;一 一 对数刻度的真空计不得少于 1 0 个校准点，在每个数量级至少有 2 个校准点;送校单位有特殊要求，可以根据送校单位的要求进行校准。5.3.3.5 压力示值相对误差按下式计算:8 m=(p 一P)净 x 1 0 0%(3)式中:力 被校电离真空计压力示值(P a);p 标准压力值(P a);a-被校值与标准值的最大相对误差。5.3.3.6 压力示值的校准系数 k按下式计算:k=p 劫(4)式中:p 被校电 离真空计压力示值(P a);p 标准压力值(P a)o5.3.4 热阴极电离真空计规管的校准5.3.4.1 参考 5.3.3条使配有标准电路的被校规管处于测量工作状态。5.3.4.2 在1 x 1 0-2 P a 附近压力点上，对规管常数重复校准3 次，规管常数 S按下式计算:_I.5=于了 尸丁 1 e x p(5)式中:S 规管常数;I+一一标准电 路指示离子流(A);I,标准电 路指示发射电流(m A);p 标准装置指示压力(P a),规管常数偏离标称值的偏差 S按下式计算:S 一 5八八。a=下 万.入 1 V V o 乃(6)式中:S 规管常数标称值;S 规管常数实测值。5.3.5热阴极电离真空计电路的电参数校准 将被校电路与一未启封的规管连接，接上规定的电源电压，预热 3 0 mi n使规管处于正常工作状态。5.3.53.5.4 a)电极电位用直流电压表分别测量各电极电位(见图 4)0发射电流用多量程电流表串接在加速极回路上校准(见图 4)0离子流放大器示值校准伪乙2口等效电流法(见图5):按图5接好线路，先不输人等效离子流，将放大器量程J J F 1 0 6 2-1 9 9 9W-稳压电源;A，标准电流表;图4 电参数校准线路图D-被检电离真空计电路;R 一均衡电阻;C-电离计规管;V-直流电压表选择开关拨至任一测量档，调节放大器的零点电 位器使电 路电表指示为零，然后输人等效离子流，使 电表指示分别为满度的 0.3,0.6,1.0倍，分别读出直流电压表的电压1!1111!11!月 图5 校准离子流放大器线路图W-稳压电源;D-电离计电路;E 一可调直流电源;V-直流电压表;R-精密电阻(R)1 0 0 R,R。为放大器输人阻抗)值，按公式(7)计算出输人等效离子流值。U1平=石 找(7)式中:I+等效离子流值(A);U 直流电压表读数(V);R-精密高阻的实测值(n)。放大器该测量档各点的示值误差按下式计算:I,一I S=一I+式中:S 示值误差;I+,放大器电表指示值;I+由公式(7)计算的等效离子流值。x 1 0 0%(8)J J F 1 0 6 2-1 9 9 9 注:如放大器外部有满度调节 档的话，应事先将放大器零点与满度调节好，然后再按上 述步 骤校 准。对放大器其他测f档重复上述步骤，分别算出 各档的示值误差。b)串接电流表法:用多量程直流电流表申接在收集极回路上校准。5.4 校准结果和校准时间间隔5.4.1 经校准的电离真空计发给电离真空计校准证书，校准证书应包括下列内容(见附录表 A.1):5.4.1.1 校准条件;5.4.1.2 主 要标准器的 名称、等级、检定证书编号;5.4.1.3 被校电离真空计规管的工作电 参数;5.4.1.4 根据送校单位要求可提供如下中任一种结果:a)示值误差对照表;b)校准曲线;c)电离真空计校准系数。5.4.2 经校准的热阴极电离真空计规管，发给规管校准证书。校准证书应包括以下内容(见附录表A.2):5.4.2.1 校准条件;5.4.2.2 主 要标准器的 名称、等级、检定证书编号;5.4.2.3 规管工作的电 参数;5.4.2.4 规管常数 S和偏差S o5.4.3 经校准的热阴极电离真空计电路，发给电路校准证书。校准证书应包括下列内容 见附录表A.3):5.4.3.1 主要标准器的名称、等级、检定证书编号;5.4.3.2 被校电离真空计电 路的电参数。5.4.4 电 离真空计的校准(包括规管和电路的单独校准)时间间隔为 1 年。送校单位可以根据电离真空计准确度的要求、失准造成的后果以及上次校准等情况，向计量部门提出缩短或延长校准时间间隔的建议。J J F 1 0 6 2-1 9 9 9附录 a校准证书背面格式裹 A.1 电离真空计的校准结果一、校准条件 室温湿度%R H校准气体二、主要标 准器 名称 检定证书号等级三、规管工作的电参数四、压力示值误差豁五、校准曲线六、校准系数 K标准值p(P a)被校值p (P a)相对误差 S%标准值p(P a)被校值厂(P a)相对误差 S%J J F 1 0 6 2-1 9 9 9裹 A.2J J F 1 0 6 2-1 9 9 9裹 A.3二、主要标准器 名称 检定证书号等级三、电参数 1.加速极对阴极中心点电位:2.阴极中心点对地电位:3.发射电流示值:4.离子流放大器示值误差: