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《西安工业大学》 2018年
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小尺寸真空测试技术研究

王顺录  
【摘要】:随着化工行业以及产品工艺和质量的不断发展,真空技术被广泛的应用在工业以及科学研究中,同时市场对产品的质量也提出了越来越高的要求,这将导致真空技术也相应的得到了快速的发展。通过真空测量去衡量真空的大小,真空测量的准确性对一些元器件能否正常工作具有重要的影响。在现有的真空测量方法中,大多数的传感器由于体积过大、测量范围不够宽或测量精度低等不能被广泛应用。本课题在满足宽量程的基础上,采用圆柱形的石英晶振作为气压传感元器件,设计了一款小尺寸真空测量装置,来实现对狭小空间真空的测量。借鉴国内外相关成熟的真空测量方案,本课题选用体积较小的圆柱形石英晶振作为真空测试元器件,根据石英晶振振荡时其两端阻抗随环境中气压的变化而改变的原理,利用石英晶振两端阻抗与气压之间的关系。以STM32F103RCT6单片机为系统核心处理单元,设计一款小尺寸真空测量装置。整个装置包括传感探测部分、数据处理部分以及显示部分。传感探测部分主要对模拟信号进行处理,其电路包括电源电路、石英晶振振荡电路、差分放大电路、电压跟随器等电路;数据处理部分是对传感探测部分输出的信号进行采集并利用单片机进行处理,其电路主要包括单片机最小系统电路、温度采集控制电路和存储电路;显示部分利用OLED显示屏进行气压显示,将串口助手通过RS232通讯协议与单片机通讯作为前期测量的辅助显示。编写相应的软件程序实现对传感探测部分输出信号的采集与标定,最终利用线性插值法实现真空的测量,并将其整合成一款安全、可靠的真空测量装置。根据课题的任务要求,通过对石英晶振真空测量装置进行实际测量,最终能够实现真空的测量范围面为0.1-105Pa,并[且在1-1OOPa时,测量误差大约为10%,在101-105Pa时,测量误差大约为8%,传感探测部分电路板的实际尺寸为40*28(mm),该结果基本能够达到课题的任务要求。整个石英晶振真空测量装置总体工作正常,测量装置安全可靠。
【学位授予单位】:西安工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TP212;TB77

【参考文献】
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1 王顺录;小尺寸真空测试技术研究[D];西安工业大学;2018年
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