如何校准热传导真空计

一、校准前的准备

1. 设备与环境要求

• 标准装置：需使用精度高于被校真空计的仪器，如麦克劳德真空计（绝对真空计，适用于 10⁻¹~10³ Pa）、电容薄膜真空计（高精度相对真空计，适用于 10⁻⁴~10⁵ Pa）或动态流量法校准系统（宽量程）。

• 校准真空系统：包括真空室、真空泵组（能覆盖被校真空计的测量范围，如旋片泵 + 扩散泵）、阀门（控制压力）、恒温装置（减少环境温度影响）。

• 环境条件：温度控制在（23±2）℃，相对湿度≤65%，避免振动和强电磁干扰（防止加热丝或电路受影响）。

2. 被校真空计的检查

• 外观检查：确认加热丝、热电偶等元件无损坏，接线牢固。

• 通电预热：按说明书要求预热（通常 30 分钟以上），确保电路稳定。

二、校准方法（静态比对法为主）

1. 抽真空至校准下限

• 启动真空泵组，将校准真空室抽至被校真空计的zui低测量压力（如 10⁻¹ Pa），稳定 30 分钟以上，确保系统压力均匀。

2. 设置校准压力点

• 从低压力到高压力（或反之），通过微调阀门向真空室引入惰性气体（通常用氮气，避免气体种类对热传导的影响），设置至少 5 个均匀分布的校准点（覆盖被校真空计的全量程，如 10⁻¹ Pa、1 Pa、10 Pa、100 Pa、1000 Pa）。

• 每个压力点需稳定 10~15 分钟，待标准装置和被校真空计读数均稳定后记录数据。

3. 数据记录与处理

• 对每个压力点，记录标准装置的压力值（P 标）和被校真空计的输出值（如电阻、电动势或显示压力 P 测）。

• 计算误差：每个点的绝对误差 = P 测 - P 标，相对误差 =（P 测 - P 标）/P 标 ×100%。

• 绘制校准曲线：以 P 标为横坐标，P 测为纵坐标，或建立输出信号与 P 标的函数关系（如线性拟合、多项式拟合）。

4. 校准结果验证

• 选取 1~2 个非校准点（如 5 Pa、500 Pa）进行验证，若误差在允许范围内（通常 ±10%~±20%，根据精度要求），则校准有效。

三、特殊注意事项

1. 气体种类的影响

• 热传导真空计的测量结果与气体的热传导系数相关（如氢气、氦气的热传导系数远高于氮气），校准需使用与实际工作中相同的气体，或在非氮气环境下进行修正（通过气体种类修正系数）。

2. 环境温度补偿

• 环境温度变化会影响加热丝的散热（如室温升高时，热源与环境的温差减小，可能导致读数偏低），校准系统需配备恒温装置，或在校准曲线中引入温度补偿系数。

3. 定期校准

• 热传导真空计的加热丝可能因老化、污染（如真空系统中的油蒸气附着）导致电阻变化，建议每 6~12 个月校准一次；若用于关键工艺（如食品真空包装的质量控制），校准周期可缩短。

四、校准后的处理

• 生成校准报告：包含校准点数据、误差范围、校准曲线、环境条件等信息。

• 对于误差超标的真空计，可通过仪器自带的校准功能（如调整放大电路的增益）修正，或判定为不合格并更换。