二十世紀(jì)以來,真空科學(xué)與技術(shù)得到了迅速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。真空度的測(cè)量是真空科學(xué)與技術(shù)的一個(gè)重要組成部分,準(zhǔn)確測(cè)量真空度和控制真空度大小對(duì)工業(yè)裝置運(yùn)行、科學(xué)研究有著極其重要影響,對(duì)真空產(chǎn)品質(zhì)量起到關(guān)鍵性的作用。隨著我國航空航天事業(yè)的發(fā)展,進(jìn)行深入的空間探測(cè)活動(dòng)對(duì)國家的發(fā)展進(jìn)步有著重要的戰(zhàn)略意義,這就對(duì)空間真空壓力的測(cè)量提出了新的標(biāo)準(zhǔn)和要求。在當(dāng)前真空測(cè)量技術(shù)下,直接測(cè)量微小的壓力幾乎是不可能的,因此,通常采取在氣體中造成一定物理現(xiàn)象的辦法來間接確定出真實(shí)的壓力。電容薄膜真空計(jì)是唯一一種國際公認(rèn)可作為低真空測(cè)量副標(biāo)的真空儀器,具有體積小、質(zhì)量輕、精度高、線性好、響應(yīng)快等一系列特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于氣象監(jiān)測(cè)、化工生產(chǎn)、軍事國防與科研領(lǐng)域,對(duì)我國探索宇宙具有重要意義。開展電容薄膜真空計(jì)的自主研制,是實(shí)現(xiàn)核心真空儀器自主可控的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本課題針對(duì)電容薄膜真空計(jì)感壓膜片力學(xué)特性展開研究,以彈性力學(xué)和馮卡門薄板大撓度數(shù)學(xué)模型作為理論基礎(chǔ),運(yùn)用ANSYS軟件建立電容薄膜真空計(jì)感壓膜片有限元模型,并對(duì)其進(jìn)行仿真計(jì)算。分析了感壓膜片材料、結(jié)構(gòu)尺寸和預(yù)張力大小對(duì)膜片力學(xué)特性的影響。主要結(jié)論有:（1）感壓膜片撓度... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電容薄膜真空計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖

碩士學(xué)位論文5（a）MKS公司生產(chǎn)的電容薄膜真空計(jì)（b）INFICON公司生產(chǎn)的電容薄膜真空計(jì)圖1.2國外電容薄膜真空計(jì)產(chǎn)品二十世紀(jì)七八十年代，MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystems）[33,34]作為一種新興技術(shù)被應(yīng)用于電容薄膜真空計(jì)，使得該真空計(jì)在結(jié)構(gòu)和體積上發(fā)生了較大變化。MEMS機(jī)電系統(tǒng)主要由微型機(jī)構(gòu)、執(zhí)行器、傳感器和相應(yīng)的處理電路等部分組成，具有特定功能的電子器件和機(jī)械被融為一體，是依托現(xiàn)代信息技術(shù)并融合了多種精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展起來的高科技前沿學(xué)科。MEMS系統(tǒng)是一種集信號(hào)采集、處理、執(zhí)行為一體的多功能微系統(tǒng)，能把執(zhí)行器、傳感器、控制電路、信號(hào)處理電路微型化。Hemni于1993年設(shè)計(jì)出MEMS型薄膜規(guī)[35]，選取硅作為感壓膜片材料，膜片厚5~30μm，面積從1×12mm至4×42mm不等，整體封裝很校Esashi[36]在1996年開發(fā)設(shè)計(jì)了擁有2個(gè)5μm厚膜片的微小摩擦計(jì)，膜寬分別為2mm和4mm，通過加入力平衡傳感器[37]，工作時(shí)用施加在力平衡電極上的靜電力平衡表面壓力對(duì)膜片的作用力，可使膜片始終處在平衡位置，克服了單個(gè)膜片測(cè)量范圍窄的缺點(diǎn)，測(cè)量真空度范圍擴(kuò)大到10~5.0×104Pa。2000年Miyashita和Esash設(shè)計(jì)生產(chǎn)出一種新型電容真空計(jì)[38,39]提高了壓力敏感度并增強(qiáng)了信號(hào)采集能力。該真空計(jì)由2片玻璃襯底和一個(gè)硅膜片組成，硅膜片寬4.2mm，厚7μm。運(yùn)用差比法測(cè)量可準(zhǔn)確感知膜片的微小變化，極大提升了真空計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度與靈敏度。最近一個(gè)世紀(jì)，由于多種原因，中國真空技術(shù)發(fā)展較為緩慢。在上個(gè)世紀(jì)七十年代后，我國的真空測(cè)量才有了日新月異的發(fā)展，測(cè)量工具變得琳瑯滿目，測(cè)量范圍也越來越大，精度越來越高。劉家澍等人在1982年成功研制靜態(tài)變形電容式薄膜真空計(jì)[40]，為中國的粗低真空測(cè)量領(lǐng)域提供了一種新的儀器。該真空計(jì)?

碩士學(xué)位論文5（a）MKS公司生產(chǎn)的電容薄膜真空計(jì)（b）INFICON公司生產(chǎn)的電容薄膜真空計(jì)圖1.2國外電容薄膜真空計(jì)產(chǎn)品二十世紀(jì)七八十年代，MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystems）[33,34]作為一種新興技術(shù)被應(yīng)用于電容薄膜真空計(jì)，使得該真空計(jì)在結(jié)構(gòu)和體積上發(fā)生了較大變化。MEMS機(jī)電系統(tǒng)主要由微型機(jī)構(gòu)、執(zhí)行器、傳感器和相應(yīng)的處理電路等部分組成，具有特定功能的電子器件和機(jī)械被融為一體，是依托現(xiàn)代信息技術(shù)并融合了多種精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展起來的高科技前沿學(xué)科。MEMS系統(tǒng)是一種集信號(hào)采集、處理、執(zhí)行為一體的多功能微系統(tǒng)，能把執(zhí)行器、傳感器、控制電路、信號(hào)處理電路微型化。Hemni于1993年設(shè)計(jì)出MEMS型薄膜規(guī)[35]，選取硅作為感壓膜片材料，膜片厚5~30μm，面積從1×12mm至4×42mm不等，整體封裝很校Esashi[36]在1996年開發(fā)設(shè)計(jì)了擁有2個(gè)5μm厚膜片的微小摩擦計(jì)，膜寬分別為2mm和4mm，通過加入力平衡傳感器[37]，工作時(shí)用施加在力平衡電極上的靜電力平衡表面壓力對(duì)膜片的作用力，可使膜片始終處在平衡位置，克服了單個(gè)膜片測(cè)量范圍窄的缺點(diǎn)，測(cè)量真空度范圍擴(kuò)大到10~5.0×104Pa。2000年Miyashita和Esash設(shè)計(jì)生產(chǎn)出一種新型電容真空計(jì)[38,39]提高了壓力敏感度并增強(qiáng)了信號(hào)采集能力。該真空計(jì)由2片玻璃襯底和一個(gè)硅膜片組成，硅膜片寬4.2mm，厚7μm。運(yùn)用差比法測(cè)量可準(zhǔn)確感知膜片的微小變化，極大提升了真空計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度與靈敏度。最近一個(gè)世紀(jì)，由于多種原因，中國真空技術(shù)發(fā)展較為緩慢。在上個(gè)世紀(jì)七十年代后，我國的真空測(cè)量才有了日新月異的發(fā)展，測(cè)量工具變得琳瑯滿目，測(cè)量范圍也越來越大，精度越來越高。劉家澍等人在1982年成功研制靜態(tài)變形電容式薄膜真空計(jì)[40]，為中國的粗低真空測(cè)量領(lǐng)域提供了一種新的儀器。該真空計(jì)?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]一種電容薄膜真空計(jì)檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)[J]. 康恒,李勇滔,李超波,景玉鵬.  儀表技術(shù)與傳感器. 2019(03)
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[5]機(jī)械真空泵噪聲機(jī)理研究與控制[J]. 王超,高遜懿,羅根松,陳康,鄭博文.  真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(10)
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[10]火星探測(cè)器熱環(huán)境模擬與試驗(yàn)技術(shù)探討[J]. 張磊,劉波濤,許杰.  航天器環(huán)境工程. 2014(03)

碩士論文
[1]熱偶規(guī)真空計(jì)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 李楊.東北師范大學(xué) 2011
[2]電離規(guī)真空計(jì)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 黃帥.東北師范大學(xué) 2011
[3]安徽省真空計(jì)量站建設(shè)與寬量程真空計(jì)研制[D]. 梁平.合肥工業(yè)大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3068058