Устройство для измерения давления в электровакуумном диоде

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ЭЛЕКТРОВАКУУМНОМ ДИОДЕ с термокатодом, содержащее генератор .видеоимпульсов, снабженный схемой регулирования длительности и периода повторения видеоимпульсов, генератор высокочастотного напряжения, выход которого подключен к аноду электровакуумного диода, а вход - к выходу источника видеоимпульсоЬ, схему регистрации средних электронных токов диода, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и обеспечения возможности автоматизации процесса измерений, генератор видеоимпульсов выполнен в виде комбинации линейки делителей частоты и схем совпадений для формирования периодических последовательностей коротких и длинных:видеоимпульсов равной длительности с одинаковой скважностью,, а тактовый вход (Л генератора видеоимпульсов подключен к выходу задающего каскада генератора высокочастотного напряжения. 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (9)4 Н 01 J 9/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

tlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3695612/24-21 (22) 31.01. 84 (46) 23.09.85. Вюл. Р 35 (72) А.В.Кабин (53) 321. 387 (088. 8) (56). Коротченко В.А. и др. Метод контроля давления остаточных газов в отпаянных диодах. — Электронная техника, сер.4, вып.4, 1975, с. 8297.

Авторское свидетельство СССР

9 743077, кл. Н 01 J 9/42, опублик. 25.06.80. (54)(57) 1 ° УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДАВЛЕНИЯ В ЭЛЕКТРОВАКУУМНОМ ДИОДЕ с термокатодом, содержащее генератор видеоимпульсов, снабженный схемой регулирования длительности и периода повторения видеоимпульсов, генератор высокочастотного напряжения, выход которого подключен к аноду электровакуумного диода, а вход — к выходу источника видеоимпульсоЬ, схему регистрации средних электронных токов диода, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности йзмерений и обеспечения возможности автоматизации процесса измерений, генератор видеоимпульсов выполнен ввиде комбинации линейки делителей частоты и схем совпадений для формирования периодических последовательностей коротких и длинных:видеоимпульсов равной длительности с одинаковой скважностью, а тактовый вход генератора видеоимпульсов подключен к выходу задающего каскада генератора высокочастотного напряжения.

118101

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что схема регистрации средних электронных токов выполнена в виде измерительного прибора переменного тока.

3 ° Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что схема регистрации средних электронных токов содержит измерительный прибор постоянного тока и коммутатор, управляющий вход которого подключен к дополнительному выходу генератора.видеоимпульсов, измерительный вход коммутатора подключен к катоду электровакуумного диода, измерительный при бор постоянного тока подключен к вы ходам коммутатора.

4. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что схема регистрации средних электронных токов содержит последовательно соединенные преобразователь тока в частоту и реверсивный счетчик импульсов, управляющий вход которого подключен к генератору видеоимпульсов.

Изобретение относится к вакуумной технике, в частности к измерению давления остаточных газов и паров с помощью собственной электродной системы электровакуумного прибора (ЭВП).

Цель изобретения — повышение точности измерений и обеспечение возможности автоматизации процесса измерений за счет поддержания точных временных соотношений при регистрации средних электронных токов диода в условиях накопления ионов в межэлек10 тродном промежутке и в отсутствии накОпления, а также введения дополнительной связи между генераторной и 15 измерительной частями схемы.

На фиг.1 приведена схема устройства для измерения давления в электровакуумном диоде; на фиг.2 — вариант включения делителей частоты и 20 схем совпадения источника видеоимпульсов; на фиг.3 и 4 — варианты схемы регистрации средних электронных токов; на фиг.5 — эпюры токов и напряжений в различных точках схем. 25

Устройство содержит генератор 1 видеоимпульсов, формирующий периодическую последовательность коротких и длинных импульсов, вход 2 которого подключен к выходу 3 задающего каска- 30 да 4, а выход 5 — к входу 6 модулирующего каскада 7 генератора 8 высокочастотного напряжения. Выход 9 модулирующего каскада 7 генератора 8 высокочастотного напряжения соединен с анодом 10 диода 11 (ЭВП), катод 12 диода 11 подклю ен к входу 13 схемы

14 регистрации средних электронных токов.

В зависимости от конструкции ЭВП и давления газов и паров в нем время накопления ионов до состояния насыщения в межэлектродном промежутке может отличаться на несколько порядков. Оптимальной для измерений устройством является такая длительность длинного радиоимпульса, при которой увеличение электронного тока, связанное с накоплением ионов, происходит в достаточной мере линейно и не заходит в область насыщения.. Оптимальная длительность короткого радиоимпульса должна быть в несколько раз (2-100) меньше длинного и определяется компромиссом между снижением погрешности из-за увеличения величины измеряемого сигнала разности и увеличением погрешности из-за нестабильности фронтов радиоимпульсов.

Длительность паузы между короткими радиоимпульсами должна быть доста1 точной для рекомбинации или ухода ионов из межэлектродного промежутка

ЭВП. Амплитуда высокочастотного напряжения радиоимпульсов должна быть достаточной для эффективной ионизации молекул и поддерживается неизменной в процессе измерений. Скважность радиоимпульсов определяется конструктивными особенностями ЭВП и максимально допустимым воздействием устройства на ЭВП и на изменение измеряемого давления от этого воздействия.

Период повторения серии коротких

3 1181 . (длинных) импульсов определяется требуемой длительностью длинного радиоимпульса, компромиссом между снижением погрешности измерений от усреднения суммарного сигнала .электронного тока только коротких (или длинных) импульсов и необходимым быстродействием устройства.

Устройство работает следующим образом. f0

Задающий каскад 4 генератора 8 высокочастотного напряжения вырабатывает сигнал, например гармоническое напряжение, который подается на модулирующий каскад 7 и одновременно на вход 2 источника 1 видеоимпульсов.

Источник 1 видеоимпульсов преобразует этот сигнал в меандр, делит частоту меандра до требуемой и формирует на выходе 5 периодическую последователь- 2п ность коротких и длинных видеоимпульсов одинаковой скважности. С выхода

5 генератора 1 видеоимпульсов периодическая последовательность коротких и длинных видеоимпульсов поступает 25 на вход 6 модулирующего каскада 7, который вырабатывает последовательность радиоимпульсов. Радиоимпульсы поступают на анод 10 диода 11. Элек-. тронный ток, вызванный радиоимпульсами в цепи. катода 12 ЭВП 11,.поступает на схему 14 регистрации электронных токов, которая измеряет величину сигнала, пропорционального разности электронных токов одной серии корот35 ких и одной серии длинных импульсов, и по величине этого сигнала судят о давлении в ЭВП.

На фиг.2 показан вариант генератора 1 видеоимпульсов. Он содержит ли- 40 нейку делителей 15-21 частоты и схемы 22-25 совпадения, причем входы схемы 22 совпадения подключены соответственно к выходам делителей 15, 16 и 21, входы схемы 23 совпадения- 45 к выходам, делителей 17 и 21 и выходу схемы 22 совпадения, входы схемы 24 совпадения — к входу и выходу делителя 19 выходу делителя 21, входы схемы 25 совпадения — к выходам делителей 20 и 21 и выходу схемы 24 совпадения. Выходы схем 22 и 24, 23 и 25 попарно соединены между собой и подключены к входам переключателя 26.

Выход переключателя 26 одновременно является выходом 5 источника видеоимпульсов. Развязка выходов схем совпадения может быть выполнена на дио014 4 дах (не показаны). Переключатель 27 соединяет вход делителя 19 или с выходом, или с входом делителя 18.

Источник видеоимпульсов имеет также выход 28 делителя 21 для управления схемой 14 регистрации электронных токов

Переключатель 26 изменяет длительность импульсов при неизменном периоде серии, а переключатель 27— длительность длинного импульса при неизменной длительности короткого.

Могут быть использованы при измерений

ЭВП различных типов или с разными давлениями.

Генератор 1 видеоимпульсов (фиг.2) может быть реализован применением серийно выпускаемых логических микросхем.

На фиг.3 приведен вариант схемы 14 регистрации электронных токов, обеспечивающий точность и автоматизацню. измерений при больших (до секунд) длительностях длинного радиоимпульса.

Схема 14 регистрации электронных токов, (фиг.3) содержит коммутатор

29, вход 13 которого подключен к катоду 12 диода 11, управляющий вход

30 коммутатора 29 подключен к выходу

28 источника видеоимпульсов (подключение не показано), а выходы 31 и 2 подключены через конденсаторы 33 и

34 к входам 35 и 36 измерительного прибора 37 постоянного тока. Частота сигнала, поступающего на управляющий вход 30, такова, что при прохождении коротких импульсов коммутатор 29 соединяет вход 13 с выходом 31, а при прохождении длинных — с выходом 32.

Измерительный прибор 37 постоянного тока регистрирует сигнал, пропорциональный давлению.

На фиг.4 приведен вариант схемы 14 регистрации электронных токов, обеспечивающий измерение сигнала в форме,. облегчающей цифровую индикацию, при любой. частоте смены коротких. радиоимпульсов на длинные. Схема содержит преобразователь 38 амплитуды импульсного электронного тока в частоту, его вход 13 подключен к катоду 12 ЭВП 11, а выход — к входу 39 реверсивного счетчика 40 импульсов, управляющий вход 41 счетчика 40 импульсов подключен к выходу 28 источника 1 видеоимпульсов (фиг.2), к выходу 42 счетчика 40 импульсов подключен блок 43

1181014

ФигЗ

Фиг.Ф индикации. Счетчик 40 импульсов осуществляет счет импульсов за время, содержащее одинаковое число последовательностей коротких и длинных импульсов, поступивших на его вход 39 от преобразователя 38, а сигнал управляющего входа 41 определяет знак операции с поступающими импульсами.

Для пояснения работы устройства на фиг.5 приведены эпюры напряжений или токов в соответствующих точках (а,б-м) схем, изображенных на фиг. 1-4.

1181014 иг

Ug

Фиг.5

Составитель А.Перцев

Редактор О.Бугир Техред М.Надь Корректор В.Синицкая

Заказ 5937/53 Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4