pkr251真空计原理
金属圆筒内部设有一白金细线,两端连接电极。通过电极给白金细线提供电流时,白金细线会发热,气体分子碰撞白金细线或热辐射或通过固体热传导等方式,白金线的热量会被夺走。单位时间内以上三种方式夺走的热量为Qg,Qr,Qs,则平衡状态下时以下公式成立
Q=I2R=Qg +Qr +Qs(1)
Q是单位时间细线放出的热量,R是细线的电阻,I是细线的电流。
气体的平均自由行程比细线的直径大很多时,Qg通过自由分子的热传导被表示为
Qg =αΛπda(T-T0)p(2)
T和T0分别为细线和金属圆筒的温度,P为气体压力,a是细线长度。剩下的Qs和Qr可以分别表示如下
Qs =Sκ(T-T0)/L(3)
Qr =πdaσε(T4-T04)(4)
(3)是电极的热传导,其中S是细线的断面积,κ是固体的传导率,L是电极的长度。(4)式代表热辐射,σ和ε分别被称为常数和固体辐射率。如果保持T和T0一定,则(3)和(4)式为常数。如果用I02R表示一定量的固体热传导和热辐射,则式1可以表示为
I2R=Ap+I02R(5)
A=αΛπda(T-T0)(6)
I0是压力为0的时候细线的电流,是弥补固体热传导和热辐射而带来的热量损失。A式是不依存压力的定数
如果已知细线的电阻R,电流I0及定数A,则可以通过(5)式求得压力P
