侯少毅 胡强 卫红 陈浩

开发设计

电容薄膜真空计用金属膜片电容传感器设计

侯少毅 胡强 卫红 陈浩

（季华实验室，广东 佛山 528251）

金属膜片电容传感器是高精度电容薄膜真空计的关键部分。为满足其国产化需求，以国内研发的某镍基合金膜片材料为基础，研究电容薄膜真空计用金属膜片电容传感器。首先，基于通用有限元分析软件，建立金属膜片电容传感器中感应膜片的计算模型；然后，采用非线性大挠度理论对不同预应力下的感应膜片变形进行计算，并与理论计算结果进行对比，对比结果表明，该计算模型具有较高精度；最后，分析预应力与感应膜片非线性误差关系，并对影响电容薄膜真空计测量特性的预应力、感应膜片与固定极板的初始极距等关键参数进行设计，以满足高精度真空测量的要求。

电容薄膜真空计；感应膜片；预应力；初始极距

0 引言

电容薄膜真空计作为一种直接测量式、全压型的真空计，具有灵敏度高、功耗低、稳定性好、精度高等特点[1]，且测量结果与气体成分和种类无关，在真空行业应用广泛，已成为半导体、航天、核工业等领域的重要仪表。由感应膜片、固定极板及电信号处理电路等组成的金属膜片电容传感器是电容薄膜真空计的核心部件。其中感应膜片的非线性误差、感应膜片与固定极板的极距，直接关系到真空计测量的准确性和灵敏度等性能参数。

高精度电容薄膜真空计长期被国外垄断，感应膜片关键材料主要依赖进口。……