Máy đo chân không màng điện dung được ca ngợi là "đo áp suất tuyệt đối" do độ chính xác cao, phạm vi rộng và các đặc tính không liên quan đến thành phần khí, chiếm vị trí trung tâm trong sản xuất chất bán dẫn, sơn chân không, thí nghiệm nghiên cứu khoa học và các lĩnh vực khác. Nguyên tắc cốt lõi của nó có thể được chia thành ba liên kết chính:

I. Biến dạng cơ học điều khiển áp suất

Thành phần cốt lõi của máy đo chân không màng điện dung là một màng kim loại siêu mỏng (thường sử dụng vật liệu Inconel Inconel hoặc gốm, dày chỉ vài chục micron), được kết nối riêng với khoang chân không và khoang tham chiếu ở hai bên. Khi áp suất trong khoang thực sự thay đổi, sự biến dạng đàn hồi của màng xảy ra dưới tác động của chênh lệch áp suất: nếu áp suất khoang thực thấp hơn khoang tham chiếu, màng được nâng lên phía chân không; Ngược lại thì lõm vào bên tham khảo. Biến dạng này phản ánh trực tiếp giá trị số của áp suất tuyệt đối và không liên quan đến loại khí, chỉ phụ thuộc vào kích thước chênh lệch áp suất.

Thứ hai, phát hiện chính xác sự thay đổi điện dung

Diaphragm và điện cực cố định tạo thành tụ điện tấm song song. Những thay đổi nhỏ trong khoảng cách giữa các điện cực (chẳng hạn như kích thước 0,1 micron) xảy ra khi biến dạng màng ngăn dẫn đến dao động đáng kể về công suất điện (khoảng 0,3 pF). Để nâng cao độ chính xác của phép đo, máy đo chân không hiện đại chủ yếu sử dụng cấu trúc tụ điện kép vi sai: các điện cực được bố trí đối xứng ở cả hai bên của màng để tạo thành hai tụ điện độc lập. Khi màng được bù đắp, một công suất điện tăng lên và một công suất khác giảm, chuyển đổi chênh lệch điện dung thành tín hiệu điện áp thông qua mạch cầu, loại bỏ hiệu quả nhiễu môi trường.

III. Chuyển đổi tín hiệu và đầu ra định mức

Mạch phụ trợ chuyển đổi số lượng thay đổi điện dung thành tín hiệu điện tiêu chuẩn (chẳng hạn như điện áp hoặc dòng điện) và tính toán giá trị áp suất thực thông qua công thức đặt trước. Ví dụ, một mô hình máy đo chân không đạt được phạm vi phủ sóng rộng từ 10⁻Pa đến 10 ⁵ Pa bằng cách đo mối quan hệ giữa điện áp bù và chênh lệch điện áp (P=KU, K là hằng số đo). Để loại bỏ hiệu ứng trôi nhiệt độ, một số thiết bị sử dụng chất nền điều khiển nhiệt độ silicon đa tinh thể để duy trì môi trường làm việc liên tục (chẳng hạn như 28 ° C), đảm bảo sự ổn định lâu dài.

Độ tuyến tính, độ lặp lại của máy đo chân không màng điện dung tốt hơn 0,1% và không cần áp suất tham chiếu chuẩn, sẽ không bị hỏng ngay cả khi tiếp xúc đột ngột với khí quyển, trở thành công cụ lý tưởng để đo áp suất tuyệt đối.