科銳詩汀教您認識電容薄膜真空計

真空規(guī)管有真空規(guī)和相對真空規(guī)，電容薄膜真空規(guī)為真空規(guī)，不管什么氣體對真空值都沒有影響。此規(guī)管用于刻蝕、CVD、PVD、ALD等半導體制造設備；數(shù)據(jù)貯存和顯示制造設備；工業(yè)真空設備；一般高精度壓強測量。

根據(jù)彈性薄膜在壓差作用下產生應變而引起電容變化的原理制成的真空計稱為電容式薄膜真空計，它由電容式薄膜規(guī)管（又稱為電容式壓力傳感器）和測量儀器兩部分組成。根據(jù)測量電容的不同方法，儀器結構有偏位法和零位法兩種。零位法是一種補償法，具有較高的測量精度。目前在計量部門作為低真空副標準真空計的就是采用零位法結構。

圖示零位法薄膜真空計的結構原理圖由1、薄膜真空規(guī)，2、直流補償電源，3、低頻放大器，4、相敏檢波器，5、輸出表，6、低頻振蕩器，7、閥門組成。

電容式薄膜規(guī)管的中間裝著一張金屬彈簧膜片，在膜片的一側裝有一個固定電極，當膜片兩側的壓差為零時，固定電極與膜片形成一個靜態(tài)電容Co，它與電容C1串聯(lián)后作為測量電橋的一條橋臂，電容C2、C3和C4與C5的串聯(lián)電容組成其它三條橋臂。

金屬彈性膜片將薄膜真空規(guī)管隔離成兩個室，分別為接被測真空系統(tǒng)的測量室和接高真空系統(tǒng)（Pb＜10-3Pa）的參考壓力室。在這兩個室的連通管道上設置一個高真空閥門7。測量時，先將閥門7打開，用高真空抽氣系統(tǒng)將規(guī)管內膜片兩側的空間抽至參考壓力Pb。同時調節(jié)測量電橋電路，使之平衡，即指示儀表指零。然后，關閉閥門7，測量室接通被測真空系統(tǒng)。當被測壓力P1＞Pb時，由于規(guī)管中的壓力差P1—Pb，膜片發(fā)生應變引起電容Co改變，破壞了測量電橋電路的平衡，指示儀表上亦有相應的指示。調節(jié)直流補償電源電壓對電容Co充電，使其靜電力與壓力相等，此時，電橋電路重新達到平衡，指示儀表又重新指零。根據(jù)補償電壓的大小，就能得出被測壓力P1，故有

P1—Pb=KU2(12)

式中P1——被測壓力

Pb——參考壓力

U——補償壓力

K——規(guī)管常數(shù)，其值K=Co/do，Co和do分別為固定電極與膜片在平衡狀態(tài)下的靜態(tài)電容和間距。

當P1＞＞PO時，測量結果就是壓力，即

P1=KU2(13)

電容式薄膜真空計測量范圍為10-1～101Pa，其規(guī)管常數(shù)K可通過校準得到。

近年來，電容式薄膜真空計取得了重大進展，新型的雙電容式薄膜真空計的問世，提高了該類真空計的精度，擴展了測量范圍，使其測量下限可達10-3Pa。

單側雙電容薄膜真空計具有靈敏度高、氣體的介電常數(shù)不變、壓力讀數(shù)*不受氣體成分影響、反應速度快等特點。如將其規(guī)管參考室內加置消氣劑并抽至≤10-5Pa，就可測量≥10-3Pa的壓力。

INFICON公司有以下幾款電容膜片真空規(guī)：CDG020D;CDG025D,CDG025D-S；CDG025D-X3；CDG045D；CDG100D；CDG160D，CDG200D；CDG025-C和CDG160A-C/CGD160A-CS。