基于數(shù)字閉環(huán)控制的寬量程復合真空計研究與實現(xiàn).pdf

1、復合真空計是用于測量真空度的工具之一，其性能指標將直接影響科研、生產任務的完成質量。隨著科學技術的發(fā)展，進一步提高真空計測量指標與數(shù)字化程度，具有一定的研究意義和實用價值。論文目的是研究與設計一種由電離規(guī)和電阻規(guī)復合的寬量程真空計。
　　文章主要對直接影響高真空測量指標的穩(wěn)定發(fā)射電流控制、離子流檢測電路展開研究。首先明確高真空測量對電離規(guī)發(fā)射電流穩(wěn)定的需求指標，結合被控對象特征，進行了常用控制算法在穩(wěn)發(fā)射電流應用中的可行性分析，在

2、此基礎上，重點討論了參數(shù)模糊自整定PID算法控制發(fā)射電流穩(wěn)定的原理，對其功能進行仿真分析，并在單片機平臺上實現(xiàn)了發(fā)射電流的數(shù)字閉環(huán)穩(wěn)定控制。其次在對離子流信號的產生機理、檢測影響因素進行分析后，選取基于T型電阻網絡的改進型I-V轉換法作為離子流信號檢測方案，電路跨阻增益可切換、并對信號進行多級濾波以抑制噪聲，使電路能夠覆蓋檢測從皮安到微安的6個量級電流信號。
　　復合真空計測試從穩(wěn)定發(fā)射電流、離子流信號檢測功能模塊電路和系統(tǒng)整機三

3、個方面進行。結果表明，離子流信號測量范圍1pA～6uA，測量分辨率0.2pA，噪聲小于1.5mV;電離規(guī)發(fā)射電流、加速極、陰極對地電位示值誤差及時間穩(wěn)定度均小于±0.8％;電阻規(guī)1Pa～103Pa主要測量范圍內，示值誤差不超過±10％;電離規(guī)10-8Pa～10-1Pa測量范圍內，等效離子流法測試示值誤差不超過±1％。測試結果符合JBT10074-2004、JBT7463-2005等現(xiàn)行國家標準規(guī)定，能夠滿足一般工業(yè)生產及科學研究中的真空