基于數(shù)字閉環(huán)控制的寬量程復(fù)合真空計(jì)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、復(fù)合真空計(jì)是用于測量真空度的工具之一，其性能指標(biāo)將直接影響科研、生產(chǎn)任務(wù)的完成質(zhì)量。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)一步提高真空計(jì)測量指標(biāo)與數(shù)字化程度，具有一定的研究意義和實(shí)用價(jià)值。論文目的是研究與設(shè)計(jì)一種由電離規(guī)和電阻規(guī)復(fù)合的寬量程真空計(jì)。
　　文章主要對(duì)直接影響高真空測量指標(biāo)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(duì)電離規(guī)發(fā)射電流穩(wěn)定的需求指標(biāo)，結(jié)合被控對(duì)象特征，進(jìn)行了常用控制算法在穩(wěn)發(fā)射電流應(yīng)用中的可行性分析，在

2、此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)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(duì)其功能進(jìn)行仿真分析，并在單片機(jī)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了發(fā)射電流的數(shù)字閉環(huán)穩(wěn)定控制。其次在對(duì)離子流信號(hào)的產(chǎn)生機(jī)理、檢測影響因素進(jìn)行分析后，選取基于T型電阻網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)型I-V轉(zhuǎn)換法作為離子流信號(hào)檢測方案，電路跨阻增益可切換、并對(duì)信號(hào)進(jìn)行多級(jí)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(gè)量級(jí)電流信號(hào)。
　　復(fù)合真空計(jì)測試從穩(wěn)定發(fā)射電流、離子流信號(hào)檢測功能模塊電路和系統(tǒng)整機(jī)三

3、個(gè)方面進(jìn)行。結(jié)果表明，離子流信號(hào)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(duì)地電位示值誤差及時(shí)間穩(wěn)定度均小于±0.8％;電阻規(guī)1Pa～103Pa主要測量范圍內(nèi)，示值誤差不超過±10％;電離規(guī)10-8Pa～10-1Pa測量范圍內(nèi)，等效離子流法測試示值誤差不超過±1％。測試結(jié)果符合JBT10074-2004、JBT7463-2005等現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，能夠滿足一般工業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)研究中的真空