电离规真空计的设计与研究

论文摘要

随着科学技术的不断进步，真空技术的应用日益广泛，真空技术不仅应用在科学研究与生产领域，并且在人们的日常生活中也得到广泛应用。如何精确的测量真空度和控制真空度对实验能否成功和产品的生产质量起到重要的作用。所以，各种真空测量仪器—真空计应运而生。当真空度为(10-1～10（-5）) Pa时，一般我们应用电离真空计来测量真空度，电离真空计使用方便，反应速度快，并且可以连续进行测量，因而电离真空计应用广泛。本论文详尽阐述了一种新型电离真空计的研制方案。我们设计的电离真空计以用于高真空测量的ZJ-2型标准电离规为信号传感器，实现了对1.0×10-1Pa～1.0×10-5Pa量程内真空度的测量。本系统选用凌阳科技推出的一款16位结构的微控制器—SPCE061A作为核心控制芯片来实现智能控制。ZJ-2型电离规输出的微弱电流信号，经过信号放大，送入SPCE061A中，经过量程转换、SPCE061A内置ADC非线性误差的补偿和标度变换后通过6位数码管以数字的形式实时显示采集的压强值。测量系统还设计了操作按键，可以通过按键操作来设定继电器工作阈值，使系统能够根据工作阈值来控制两路继电器的输出以实现对分子泵机组的控制。此外，针对SPCE061A单片机模-数转换器存在非线性问题，本文提出了一种采用软、硬件共同消除非线性误差的方法，使得ADC的积分非线性误差由原来的±4LSB，提高到±1LSB。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外真空计发展状况
• 1.2.1 国外真空计发展状况
• 1.2.2 国内真空计发展状况
• 1.2.3 真空计发展的新动向
• 1.3 本文研究的主要内容
• 1.4 小结
• 第二章 电离真空计
• 2.1 电离真空计的总体结构
• 2.2 电离规结构与分类及工作原理
• 2.2.1 电离规的结构与分类
• 2.2.2 电离规的工作原理
• 2.3 电离真空计的使用注意事项
• 2.4 电离真空计的优缺点
• 2.5 小结
• 第三章 电离真空计硬件部分设计
• 3.1 系统的原理框图和功能概述
• 3.2 控制模块电路设计
• 3.2.1 控制模块核心器件— SPCE061 A单片机
• 3.2.2 单片机硬件资源分配
• 3.2.3 按键输入电路
• 3.2.4 智能控制输出电路
• 3.2.5 LED显示电路
• 3.2.6 A/ D转换部分
• 3.3 测量模块电路设计
• 3.4 电源模块电路设计
• 3.5 小结
• 第四章 电离真空计软件部分设计
• 4.1 主程序设计
• 4.2 定时中断程序
• 4.3 按键输入处理子程序
• 4.4 放大倍数控制子程序
• 4.5 数据处理及显示码转换子程序
• 4.6 显示子程序
• 4.7 继电器输出子程序
• 4.8 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间公开发表论文及著作情况