前言：
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1874年麦克劳制作的压缩式真空规是采用提升水银的方法把大体积V中压力为P1的气体压缩到毛细管的小体积v中,使小体积的压力增大到2,再按U形压力计原理测出P2,根据波耳定律P1=P2,计算出被测气体压力P1。压缩式真空规又称麦克劳规,是一种绝对真空规。
图2-105是压缩式真空规的结构图,A为抽气支管,D为测量毛细管,B为比较毛细管,两个毛细管的内径相同(d1=d2=d)。当把大体积V中压力为p的气体压缩到测量毛细管D中后,就可得到下面的关系:
式中,h为两毛细管中水银的高度差;g为重力加速度;p为汞的密度。
图2-104 油 U形压力计 图2-105压缩式真空规结构
从所测出的物理量h、v、V,按照式(2-44)可直接计算出压力值p。
图2-106压缩式真空规的三种定标法
图2-106压缩式真空规的三种定标法
(a)平方定标法;(b)直接定标法;(c)无标定标法
如把B中的水银面提升到D顶点进行读数(图2-106a),则得到平方定标公式:
如把D中水银面提到一固定参考点O进行读数(图2-106b),则得到直线定标公式:
式中,ho为常数。
如任选一固定参数点O,将水银面提升到毛细管D中任意位置进行读数(图2-106c),则得到无标定标公式:
一般情况下,只有在高精度测量中才采用无标定标法。毛细管D的有效顶点与实际观察到的顶点有差别,采用无标定标法可以从实验中求出有效顶点的位置ho。
压缩式真空规在1~10-3Pa压力范围内是一种很好的真空测量标准,在它一百多年的发展过程中,逐渐发现和消除了一些误差源,是一种研究得较深入的真空标准。曾经进行过压缩式真空规之间的互换、压缩式真空规与静态膨胀式校准系统之间的互换、压缩式真空规与动态流量法校准系统之间的互换,都获得了良好的一致性。在国际上已公认压缩式真空规具有很高的可靠性,并普遍将它定为国家级的真空测量标准。
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