薄膜規測量值不準？快看看安裝方向對不對！

Q:在傾斜、水平或倒立安裝薄膜規時(shí)，為何有時(shí)會(huì )出現測量值不準的情況？

A:INFICON專(zhuān)業(yè)工程師：薄膜規的精度非常高，通?？蛇_到讀值的千分之幾，甚至萬(wàn)分之幾，因此，其測量值對于安裝方向非常敏感。不同的安裝方向下，重力對薄膜規內膜片的影響，都會(huì )不同程度地引起測量值的偏差。

薄膜規的全稱(chēng)為電容薄膜規（Capacitance Diaphragm Gauge），其內部有一個(gè)薄膜，我們通常叫它膜片（Diaphragm），它是測量真空度的核心部件。膜片上與參考腔體（Reference Chamber）另一側均鍍有一層電極（Electrode），由此形成了一個(gè)電容，如圖①。

電容大小的計算公式為：C=εS/d

（ε為極板間介質(zhì)的介電常數，S為極板面積，d為極板間的距離）。

為什么薄膜規對安裝方向敏感？

在薄膜規中，介電常數ε和極板面積S為定量，只有極板間的距離d會(huì )發(fā)生變化。例如，當薄膜規的傳感器處于大氣狀態(tài)時(shí)，大量的分子撞擊膜片形成的壓力，使膜片向參考腔體方向位移形變，d值減小，如圖②；而當薄膜規的傳感器處于真空狀態(tài)時(shí)，撞擊膜片的分子減少，膜片上的作用力也減小，使膜片回移，d值則增大，如圖③。電容大小隨著(zhù)d值的改變發(fā)生變化，而后我們再基于這種變化，計算出真空度的變化。

以上是理想情況下薄膜規的工作狀態(tài)，而實(shí)際上，除了氣體分子撞擊外，其他因素也會(huì )引起膜片的形變，例如，膜片的重力（gravity），環(huán)境溫度等等。

由于薄膜規的精度非常高，重力對膜片產(chǎn)生的形變就變得不可忽略。例如，當薄膜規垂直安裝時(shí)，膜片處于水平位置，重力方向與膜片垂直，作用在膜片上的重力會(huì )產(chǎn)生一個(gè)附加形變，即Δd；而當薄膜規水平安裝時(shí)，重力方向與膜片平行，重力不會(huì )引起膜片形變，此時(shí)，Δd=0，如圖④。Δd的變化，也會(huì )改變電容大小，從而造成測量值的偏差（offset）。

不同安裝方向會(huì )如何影響薄膜規測量值？

當薄膜規的滿(mǎn)量程越小，重力產(chǎn)生的附加形變Δd對測量值的影響就越大，例如，對于100mtorr的薄膜規，垂直和水平方向安裝，測量值的偏差可能會(huì )達到18mtorr左右。

下列是不同滿(mǎn)量程薄膜規，在水平和垂直安裝時(shí)測量值的差別：

當薄膜規因安裝方向測量不準時(shí)，如何解決？

INFICON薄膜規在出廠(chǎng)時(shí)，通常是垂直安裝進(jìn)行校準的。若因為安裝方向而造成測量不準時(shí)，您也不用過(guò)于著(zhù)急，只需將薄膜規按照目前安裝的方向，遵行說(shuō)明書(shū)中調零的要求和步驟，進(jìn)行一次零點(diǎn)的校準即可。INFICON的薄膜規為一鍵調零，非常方便快捷。

零點(diǎn)校準操作后，薄膜規內置的程序會(huì )自動(dòng)將重力產(chǎn)生的測量值偏差重新計算和扣除，這樣，您的薄膜規就會(huì )恢復精準狀態(tài)啦！