摘要：在国际单位制量子化变革背景下,随着激光冷却碱金属原子技术的发展,基于冷原子的真空测量技术研究成为实现超高/极高真空范围量子化测量的突破点。本文对基于冷原子的真空测量方法进行原理解析,分析该方法的优缺点,并介绍了国内外计量机构对基于冷原子真空测量装置的研究进展情况,及项目组设计的基于冷原子量子真空测量装置原理及运作方式。综上可知,基于冷原子的量子真空测量方法在超高/极高真空计量领域具有独特优势,是实现超高/极高真空范围量子化真空测量的研究热点。结合基于冷原子的量子真空测量装置和abinitio算法,将成为超高/极高真空计量领域原级标准的测量方法之一。

摘要：为研究真空比对标准装置的性能,减少真空计量过程的不确定度。通过实验对真空比对标准装置的极限真空度、漏率、动态稳定度和体积膨胀比进行了研究,分析了该装置的不确定度影响因素。针对标准装置仅能手动操作、真空规计量过程复杂、人工数据处理繁琐的情况,基于Labview 8.2开发平台,依据真空比对校准装置的基本工作原理和真空规检定/校准规程规范,开发了真空规检定/校准程序,覆盖了各种真空规的检定/校准,给出一种多个被检器并行计量的模块化结构,实现数据的自动处理,原始记录和证书的批量生成。

摘要：为满足磁悬浮转子真空计球形转子在真空中的轴向位移测量与悬浮控制需求,针对其同时加载悬浮直流电流和电涡流传感器交流激励的悬浮系统,建立了基于交流电桥结构的交直流耦合的频域模型。采用四阶龙格库塔法解算其悬浮过程的位移响应,结果显示交流激励的加载为磁悬浮系统引入了非线性因素。制作空气磁芯的电涡流传感器线圈,设计测量电路并制作PCB板,实验分析交流激励产生的电涡流对磁悬浮转子真空计转子悬浮控制的影响。通过对线圈半径参数进行优化实现了对交流作用所产生影响的控制,为磁悬浮转子真空计的优化设计提供了理论指导。

摘要：针对磁悬浮转子真空计的永磁-电磁混合磁悬浮系统,考虑其磁悬浮结构中的永磁体影响,计算了磁悬浮轴向的磁场分布,建立了混合磁悬浮系统的频域模型。设计了永磁电流刚度系数与永磁位移刚度系数,用来表征线圈电流、转子距下线圈的距离及永磁体参数对混合磁悬浮系统的影响,并依据这两个参数对悬浮系统的设计做出限制与规定。设计了模拟比例-积分-微分控制电路以进行悬浮控制。最后按照此控制模型在真空下用测量头进行压力测量实验。实验结果表明,根据设计的混合磁悬浮模型的线圈参数与安装位置,在模拟比例-积分-微分控制电路的控制下,可以完成9×10^(-5)~1 Pa的压力测量。

摘要：商用电容薄膜真空规存在体积大、重量重等问题,无法满足深空探测中真空测量需求,因此设计了一种小型电容薄膜真空规。设计中采用倒T型结构固定极板和防热变形结构,防止测量过程中温度变化导致的规管部件热变形;采用面积相同的双电极结构,消除测量过程中外界杂散电容和温度变化引起的测量信号偏差。小型电容薄膜真空规整体尺寸为Φ42×24 mm,重量小于200 g,测量下限为10-2Pa,测量不确定度预计小于5%,能适应较宽的工作温度范围,可以满足深空探测需求。

摘要：动态真空校准装置由供气系统、抽气系统、校准系统、烘烤系统、测控及分析系统五部分组成。利用快开超高真空插板阀与限流元件组合的方法,在20ms至1s的时间范围内实现标准压力105Pa至100Pa范围的瞬态阶跃变化。采用稀薄流下DSMC法与连续流下Navier-Stokes方程相结合的模型,确定快速膨胀过程中标准压力时间常数。动态真空校准装置预计达到的技术指标为校准范围10-1Pa～105Pa,合成标准不确定度小于15%。