二十世紀以來,真空科學與技術得到了迅速發(fā)展和廣泛的應用。真空度的測量是真空科學與技術的一個重要組成部分,準確測量真空度和控制真空度大小對工業(yè)裝置運行、科學研究有著極其重要影響,對真空產(chǎn)品質(zhì)量起到關鍵性的作用。隨著我國航空航天事業(yè)的發(fā)展,進行深入的空間探測活動對國家的發(fā)展進步有著重要的戰(zhàn)略意義,這就對空間真空壓力的測量提出了新的標準和要求。在當前真空測量技術下,直接測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的壓力。電容薄膜真空計是唯一一種國際公認可作為低真空測量副標的真空儀器,具有體積小、質(zhì)量輕、精度高、線性好、響應快等一系列特點,被廣泛應用于氣象監(jiān)測、化工生產(chǎn)、軍事國防與科研領域,對我國探索宇宙具有重要意義。開展電容薄膜真空計的自主研制,是實現(xiàn)核心真空儀器自主可控的關鍵環(huán)節(jié)。本課題針對電容薄膜真空計感壓膜片力學特性展開研究,以彈性力學和馮卡門薄板大撓度數(shù)學模型作為理論基礎,運用ANSYS軟件建立電容薄膜真空計感壓膜片有限元模型,并對其進行仿真計算。分析了感壓膜片材料、結(jié)構(gòu)尺寸和預張力大小對膜片力學特性的影響。主要結(jié)論有:（1）感壓膜片撓度... 

【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

電容薄膜真空計結(jié)構(gòu)示意圖

碩士學位論文5（a）MKS公司生產(chǎn)的電容薄膜真空計（b）INFICON公司生產(chǎn)的電容薄膜真空計圖1.2國外電容薄膜真空計產(chǎn)品二十世紀七八十年代，MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystems）[33,34]作為一種新興技術被應用于電容薄膜真空計，使得該真空計在結(jié)構(gòu)和體積上發(fā)生了較大變化。MEMS機電系統(tǒng)主要由微型機構(gòu)、執(zhí)行器、傳感器和相應的處理電路等部分組成，具有特定功能的電子器件和機械被融為一體，是依托現(xiàn)代信息技術并融合了多種精細加工技術發(fā)展起來的高科技前沿學科。MEMS系統(tǒng)是一種集信號采集、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、信號處理電路微型化。Hemni于1993年設計出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)設計了擁有2個5μm厚膜片的微小摩擦計，膜寬分別為2mm和4mm，通過加入力平衡傳感器[37]，工作時用施加在力平衡電極上的靜電力平衡表面壓力對膜片的作用力，可使膜片始終處在平衡位置，克服了單個膜片測量范圍窄的缺點，測量真空度范圍擴大到10~5.0×104Pa。2000年Miyashita和Esash設計生產(chǎn)出一種新型電容真空計[38,39]提高了壓力敏感度并增強了信號采集能力。該真空計由2片玻璃襯底和一個硅膜片組成，硅膜片寬4.2mm，厚7μm。運用差比法測量可準確感知膜片的微小變化，極大提升了真空計測量準確度與靈敏度。最近一個世紀，由于多種原因，中國真空技術發(fā)展較為緩慢。在上個世紀七十年代后，我國的真空測量才有了日新月異的發(fā)展，測量工具變得琳瑯滿目，測量范圍也越來越大，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[40]，為中國的粗低真空測量領域提供了一種新的儀器。該真空計?

碩士學位論文5（a）MKS公司生產(chǎn)的電容薄膜真空計（b）INFICON公司生產(chǎn)的電容薄膜真空計圖1.2國外電容薄膜真空計產(chǎn)品二十世紀七八十年代，MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystems）[33,34]作為一種新興技術被應用于電容薄膜真空計，使得該真空計在結(jié)構(gòu)和體積上發(fā)生了較大變化。MEMS機電系統(tǒng)主要由微型機構(gòu)、執(zhí)行器、傳感器和相應的處理電路等部分組成，具有特定功能的電子器件和機械被融為一體，是依托現(xiàn)代信息技術并融合了多種精細加工技術發(fā)展起來的高科技前沿學科。MEMS系統(tǒng)是一種集信號采集、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、信號處理電路微型化。Hemni于1993年設計出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)設計了擁有2個5μm厚膜片的微小摩擦計，膜寬分別為2mm和4mm，通過加入力平衡傳感器[37]，工作時用施加在力平衡電極上的靜電力平衡表面壓力對膜片的作用力，可使膜片始終處在平衡位置，克服了單個膜片測量范圍窄的缺點，測量真空度范圍擴大到10~5.0×104Pa。2000年Miyashita和Esash設計生產(chǎn)出一種新型電容真空計[38,39]提高了壓力敏感度并增強了信號采集能力。該真空計由2片玻璃襯底和一個硅膜片組成，硅膜片寬4.2mm，厚7μm。運用差比法測量可準確感知膜片的微小變化，極大提升了真空計測量準確度與靈敏度。最近一個世紀，由于多種原因，中國真空技術發(fā)展較為緩慢。在上個世紀七十年代后，我國的真空測量才有了日新月異的發(fā)展，測量工具變得琳瑯滿目，測量范圍也越來越大，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[40]，為中國的粗低真空測量領域提供了一種新的儀器。該真空計?

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]熱偶規(guī)真空計的設計與研究[D]. 李楊.東北師范大學 2011
[2]電離規(guī)真空計的設計與研究[D]. 黃帥.東北師范大學 2011
[3]安徽省真空計量站建設與寬量程真空計研制[D]. 梁平.合肥工業(yè)大學 2011



本文編號：3068058