JJF 1062-1999 电离真空计校准规范.pdf

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1、ZTZTF 中华人民共和国国家计量校准规范JJF 1062 -1999 电离真空计Ionization Vacuum Gauge 1999 - 09 -06发布1999 -12一06实施国家质量技术监督局发布JJF 1062-1999 电离真空计校准规范Calibration Specification of jm1062499; 代替JJG265-1992 Ionization Vacuum Gauge 本规范经国家质量技术监督局于1999年09月06日批准，并自1999年12月06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

2、规范委托全国压力计量技术委员会负责解释JJF 1062-1999 本规范主要起草人:曲传民(大连市计量检定测试所)林国平(国营南京电子管厂)吴跃(国营丽光电子管厂)JJF 1062-1999 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

3、果和校准时间间隔.(8) 附录A校准证书背面格式.飞.(9) JJF 1062-1999 电离真空计校准规范本校准规范参照了lSODIS-3568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11G 265-1992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。

4、它由电离规管和电路组成。3 计量性能要求3.1 压力示值相对误差压力示值相对误差见表1。表1山飞热阴极电离真空计压力示值相对误差3.2 规管常数标称值士15%03.3 电路的电参数超高真空电离真空计:!:70% 电路的电参数见表2。4 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。中、高真空电离真空计士50%冷阴极电离放射性电离真空计真空计+100% +100% -60% -60% 4.1.2 被校电路应元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。JJF 1

5、062-1999 4.2 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20Mn。表2项目指标发射电流示值(mA)误差不超过:!: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:!:5%电流大于1O-9A时，误差不大于:!:5%;离子流放大器满刻度时的示值误差电流1O-9-1O-l1A时，误差不大于:!:10%; 电流小于10-llA时，误差不大于士2%5 计量器具的控制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

6、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15%;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 静态膨胀法真空标准装置原理图(见图1)2 图1静态膨胀法真空标准装置原理图1一真空获得装置;4一被校电离真空计;9一压力计;2、6、8、11、12一阀门;5一监测电离真空计;1伽-气源、室;3一校准室;7一取样室;13一氮气源JJF 1062-1999 a)校准室静态保持1min后，压力不大于被校压力下限值的2%。b)各校准点的标准压力按下式计算:P = n作-;_PO +户1、，J41 ，、式中:户一一标准压力(Pa); 。一一气

7、源室压力(Pa); U一一取样室体积;户1一一校准室本底压力(Pa); V一一校准室体积;一一膨胀次数。5.2.1.2 动态流导法真空标准装置原理图(见图2)2 11 图2动态流导法真空标准装置原理图1一氮气源;2一阀门;3一压力计;4一流量测量装置;5一微调放气阀;命一监测真空计;7一校准室;8一小孔片下游容积;步一被校电离真空计;1命一监测真空计;11一真空获得装置;12一小孔片;13一注入校准气体管道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入校准室中，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%。c)校准室应是球形或直圆柱形，小孔应是圆形，它

8、的横截面积应小于校准室内接球内表面积的1/1000，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1/50。e)小孔的流导应大于1x 10 - 2 (m3 s - 1 )。抽气系统的抽速与小孔流导之比应大于50。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112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JJF 1062-1999 才能进入规管所在位置。h)各校准点的标准压力按下式计算:p=hg+户2式中:p一一标准压力(Pa); P2一一小孔片下游压力(Pa);

9、是一一分流比(不分流时k= 1); Q一一注人校准室内并被抽除的气体流量(Pa.m3 s - 1 ) ; C一一小孔片C构成的节流装置的有效流导(m3.s-1)。5.2.1. 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、3一阀门;7一标准真空计;4一监测真空计;8一微词放气阀;5一被校电离真空计;铲一氮气iM、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%。b)校准室的压力在校准范围内应连续可调。在1rnin内压力稳定度不大于1%。c)校准室的结构应符合下列要求:一一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20

10、倍;一一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;(2) 一一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112高度的同一水平面位置;一一为获得动平衡压力，所注入校准室的气体最少与校准室内壁碰撞一次后才能进入规管所在位置;一一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10倍;一一校准室内的有效抽速不应小于所有规管总抽速的50倍。5.2.1.4 可调节标准电离真空计电路4 JJF 1062-1999 加速极电位(100 - 300) v :t 0 . 5 % ; 阴极电位(0-150)V :t 0.5%; 发射电

11、流(0-10)mA:t0.5%。5.2.1.5 多量程直流电压表:(0. 1 -1 000) v , 0.5级。5.2.1.6 多量程直流电流表:(0.001-10) mA, 0.5级。5.2.1.7 高阻表:直流电压500V , 2.5级。5.2.2 其他设备5.2.2.1 交流稳压电源:1 kVA (l:t 1 %)。5.2.2.2 温度计:(0-50)C，分度值0.1C。5.2.2.3 湿度计:3.0级。5.2.2.4 校准气体为纯度不低于99.9%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(23士们C，室温变化不大于:t1 c。5.2

12、.3.2 环境的相对湿度不大于80%。5.2.3.3 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 采用自测法，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500V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

13、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100mrn。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30min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，向校准室注入校准

14、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 JJF 1062-1999 法真空标准装置，应计算各校准点的标准压力)。d)压力校准点应在被校量程内按下列方法选取:一一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30%、60%、90%附近的三点:一一对数刻度的真空计不得少于10个校准点，在每个数量级至少有2个校准点;一一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:m = (p -p)1户x100% 式中:户一一被校电离真空计压力示值(Pa); 户一一标准压力值(Pa); m一一被

15、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是按下式计算:走=户Ip式中:户一一被校电离真空计压力示值(Pa); 户一一标准压力值(Pa)。5.3.4 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。(3) (4) 5.3.4.2 在1x 1O-2Pa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:S-I+ 一一Ie x p 式中:S 一一一规管常数;1+一一标准电路指示离子流(A); Ie-一标准电路指示发射电流(mA);P一一标准装置指示压力(Pa)。规管常数偏离标称值的偏差按下式计算:s-s =一百-;=-

16、x 100% 式中:S一一规管常数标称值;S一一规管常数实测值。5.3.5 热阴极电离真空计电路的电参数校准(5) (6) 5.3.5.1 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30min使规管处于正常工作状态。5.3.5.2 电极电位用直流电压表分别测量各电极电位(见图4)。5.3.5.3 发射电流用多量程电流表串接在加速极回路上校准(见图的。5.3.5.4 离子流放大器示值校准a)等效电流法(见图5):按图5接好线路，先不输入等效离子流，将放大器量程6 W一稳压电源;A一标准电流表;JJF 1062- 1999 图4电参数校准线路图D一被检电离真空计电路;R一均衡电阻;G

17、一电离计规管;V一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，然后输入等效离子流，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Ir一-c二二=-)图5校准离子流放大器线路图i L_j I 一4_L W一稳压电源;D一电离计电路;E一可调直流电源;V一直流电压表;R一精密电阻(R二三100Ro，Ro为放大器输入阻抗)值，按公式(7)计算出输入等效离子流值。式中:1 +一一等效离子流值(A); U一一直流电压表读数(V); R一一精密高阻的实测值(0)。I一豆+- R 放大器该测量档各点的示值误差按下式计算:=I+I;I+100% 式中:

18、8一一示值误差;1+一一一放大器电表指示值;1+一一由公式(7)计算的等效离子流值。(7) (8) 7 JJF 1062-1999 注:如放大器外部有满度调节挡的话，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。对放大器其他测量档重复上述步骤，分别算出各档的示值误差3b)串接电流表法:用多量程直流电流表串接在收集极因路上校准。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

19、.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8。5.4.3 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

20、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。8 附录A一、校准条件室温二、主要标准器名称检定证书号三、规管工作的电参数四、压力示值误差标准值(Pa)被校值户I(Pa) 相对误差%标准值(Pa)被校值p(Pa) 相对误差%五、校准曲线六、校准系数K JJF 1062- 1999 校准证书背面格式表A.l电离真空计的校准结果湿度%RH 校准气体等级9 JJF 1062-1999 表A.2规管校准结果一、校准条件室温 湿度%RH 校准气体二、主要标准器名称检定证书号等级三、规管的工作电参

21、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:四、规管常数S五、规管常数偏差S10 JJF 1062-1999 表A.3电路电参数校准结果一、校准条件室温 湿度%RH 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:11 中华人民共和国国家计量校准规范电离真空计JJF 1062-1999 国家质量技术监督局颁布lE-中国计量出版社出版北京和平旦两街l:p2号邮政编码100013 中国计量出版社印刷厂印刷新华书店北京发行所发行版权所有不得翻印哈880 nun X 1230 nun 16开本印张1字数16千字1999年口月第1版四年11月第1次印刷印数1-1000统一书号155026-1075定价:12.00元