僅就“絕對(duì)真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)”略加評(píng)論，對(duì)真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的“絕對(duì)性”含義作一討論。隨著真空度的提高，真空度計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的絕對(duì)性越來(lái)越下降;相對(duì)真空度計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)而言，氣體微流量標(biāo)準(zhǔn)的絕對(duì)性還要更差些。

1 引言

　　真空計(jì)量學(xué)(vacuum etorlogy)這一術(shù)語(yǔ)，在國(guó)際上許多文獻(xiàn)中出現(xiàn)，并被較普遍采用還是近十多年的事。真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)已具備了較高的準(zhǔn)確度，進(jìn)行了真空度標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際比對(duì)，建立了微流量、分壓力等多參量標(biāo)準(zhǔn)。真空測(cè)試技術(shù)和儀器向精密、準(zhǔn)確和可靠方向發(fā)展。它標(biāo)志著真空計(jì)量學(xué)已經(jīng)到達(dá)一個(gè)新階段，已成為計(jì)量學(xué)的一個(gè)新的獨(dú)立分支。

　　發(fā)展中的真空計(jì)量學(xué)，有必要對(duì)一些重要的名詞術(shù)語(yǔ)給與更準(zhǔn)確的定義和規(guī)范。本文僅就“絕對(duì)真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)”略加評(píng)論，對(duì)真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的“絕對(duì)性”含義作一討論。

2 絕對(duì)真空計(jì)A標(biāo)準(zhǔn)的特性

　　在ISO3529/Ⅲ文件中對(duì)絕對(duì)真空規(guī)的定義是:僅由所測(cè)量的物理量就能確定壓力的真空規(guī)。

　　英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室(NPL)的K.F.Poulter對(duì)絕對(duì)真空規(guī)的定義是:由所測(cè)量的國(guó)際單位制(SI)中的基本量就能計(jì)算壓力的真空規(guī)。

　　以上兩個(gè)定義相比，K.F .Poulter的定義更嚴(yán)格，即指明所測(cè)量的物理量是SI中的基本量。但此兩個(gè)定義，僅定義了絕對(duì)真空規(guī)，還沒涉及能夠用于校準(zhǔn)真空規(guī)的整個(gè)校準(zhǔn)系統(tǒng)。

　　德國(guó)物理技術(shù)研究院(PTB)的G.Messer是這樣定義校準(zhǔn)真空規(guī)的基本方法的:此方法僅涉及到Si基本量的直接測(cè)量。

　　綜合這三個(gè)定義并加以擴(kuò)展，絕對(duì)真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的定義或所具有的特征是:

　　(1) 直接測(cè)量的物理量是SI基本量，并由此依據(jù)基本理論公式計(jì)算出真空量(壓力P，微流量Q，抽速S)。

　　(2) 標(biāo)準(zhǔn)的校準(zhǔn)容器中的氣體處于熱力學(xué)平衡態(tài)。

　　幾點(diǎn)說明如下:

　�、僬婵沼�(jì)量學(xué)中主要涉及到SI中四個(gè)基本量(長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間、溫度)，目前這四個(gè)量的測(cè)量不確定度非常小，分別為10^-11,10^-10,10^-14,10^-6。

　�、谟�(jì)算要依據(jù)基本理論公式，以保證計(jì)算的準(zhǔn)確性。

　　③氣體只要在熱力學(xué)平衡態(tài)時(shí)，P,Q,S才有明確的物理意義。三者之間才有P=Q/S的關(guān)系。

　　具有上述兩個(gè)基本特征的真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)通常認(rèn)為具有“絕對(duì)性”，才有可能具有高的準(zhǔn)確度，故稱為絕對(duì)真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3 絕對(duì)真空計(jì)f標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀

　　本文對(duì)真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)僅從“絕對(duì)性”角度進(jìn)行簡(jiǎn)要評(píng)述。

3.1 真空度計(jì)且標(biāo)準(zhǔn)

3.1.1 直接比對(duì)法真空規(guī)校準(zhǔn)系統(tǒng)—低、高真空

　　直接比對(duì)法校準(zhǔn)真空規(guī)的方法是在靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的校準(zhǔn)室中，將被校規(guī)與參考規(guī)進(jìn)行直接比較。其絕對(duì)性主要由校準(zhǔn)室的設(shè)計(jì)合理性和參考規(guī)的絕對(duì)性確定。

　　國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)公布的標(biāo)準(zhǔn)ISO/DIS5 300中對(duì)直接比對(duì)法真空規(guī)校準(zhǔn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)作了如下具體規(guī)定:

　　(1) 校準(zhǔn)室的體積至少應(yīng)該是接在校準(zhǔn)室上的所有規(guī)管的總體積的20倍;

　　(2) 校準(zhǔn)室的形狀應(yīng)該使其表面積與體積之比盡可能小;選用球形容器最理想，若選用圓柱形容器，則要求筒長(zhǎng)與筒徑之比不大于4;

　　(3) 規(guī)管的連接要保證氣體分子進(jìn)人規(guī)管的工作區(qū)域前，至少能夠與管壁碰撞一次;

　　(4) 安裝在校準(zhǔn)室上的所有規(guī)管之間的壓力差和溫度差不應(yīng)該導(dǎo)致明顯的測(cè)量誤差;

　　(5) 規(guī)管連接處的流導(dǎo)至少應(yīng)該為規(guī)管吸附速率或解吸速率的100倍;

　　(6) 校準(zhǔn)室的極限壓力應(yīng)該小于最低校準(zhǔn)壓力的2%。

　　采用直接比對(duì)法校準(zhǔn)真空規(guī)時(shí)，絕對(duì)性較好的參考規(guī)有U形壓力計(jì)和壓縮式真空計(jì);在粗、低真空范圍一般采用靜態(tài)方式進(jìn)行比對(duì);在高真空采用動(dòng)態(tài)平衡方式進(jìn)行比對(duì)，此時(shí)氣流狀態(tài)要偏離熱平衡態(tài)，絕對(duì)性有所下降，設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)要盡可能降低這種偏離的程度。

　　U形壓力計(jì)測(cè)量壓力時(shí)，涉及的物理量為長(zhǎng)度、質(zhì)量和時(shí)間，其原理公式為

P=ρ g △ h (1)

　　式中ρ為工作液體密度，kg·m^-3;g為重力加速度，m·s^-2;△h為兩液面高度差，m。

　　壓縮式真空計(jì)的測(cè)量原理是根據(jù)波義耳定律，測(cè)量的物理量涉及長(zhǎng)度、質(zhì)量和時(shí)間，壓力計(jì)算公式采用式(2)。

　　P=(V0/V)ρg △h (2)

　　式中V為壓縮前體積，m³; V0為壓縮后一段毛細(xì)管體積，m³。

3.1.2 靜態(tài)膨脹法真空規(guī)校準(zhǔn)系統(tǒng)—低、高真空

　　其測(cè)量原理是根據(jù)波義耳定律

　　P= (V0/V)P0  (3)

　　式中Q為膨脹前高壓氣體壓力，Pa;Vo為內(nèi)含高壓氣體(Po)的小容器的體積，m³;V為校準(zhǔn)室的體積，m³。

　　測(cè)量的物理量除涉及長(zhǎng)度外，還需測(cè)量壓力p0，其絕對(duì)性主要由測(cè)量OP的真空規(guī)的絕對(duì)性確定。