Разработка и исследование лазерного интерференционного жидкостного манометра высшей точности с целью повышения уровня обеспечения единства измерений низкого абсолютного давления
Диссертация
Исследования, проводимые в области приоритетных направлений развития науки, технологий и техники РФ, таких как перспективные вооружения, военная и специальная техника, производственные технологии, радиоэлектроника, научные исследования в области физики плазмы и элементарных частиц, термоядерного синтеза и масс-спектрометрические исследования, — все эти и многие другие области науки и техники… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Обзор существующих методов и средств измерений низкого абсолютного давления высшей точности и выбор направления работы
- 1. 1. Методы и средства измерений абсолютного давления высшей точности. Классификация и принципы действия
- 1. 2. Мембранно-емкостный метод измерений давления
- 1. 3. Абсолютные методы измерения давления
- 1. 4. Жидкостные манометры
- 1. 4. 1. U-образные (двухтрубные) манометры
- 1. 4. 2. Компрессионные манометры
- 1. 5. Термодинамический метод воспроизведения абсолютного давления
- 1. 5. 1. Термодинамический метод воспроизведения абсолютного давления на основе фиксированных точек фазовых переходов чистых веществ
- 1. 5. 2. Термодинамический метод воспроизведения абсолютного давления на основе непрерывных участков Р-Т кривой фазового перехода 1-го рода чистых веществ
- 1. 6. Воспроизведение шкалы давлений в области высокого и сверхвысокого вакуума
- 1. 7. Выбор направления работы
Список литературы
- Розанов JI.H. Вакуумная техника. М.: Высшая школа, 1990. 320 с.
- Ерюхин А.В. Государственный специальный эталон единицы давления для области абсолютных давлений в диапазоне от 10″ до 10 Па // Измерительная техника. 1975. № 4. С.43−45.
- ГОСТ 8.107−81 ГСИ. Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений абсолютного давления в диапазоне 1 • 10"8 -1 • 103 Па.
- Рыжов В.А. Диссертация ВНИИМ. JI. 1964 г.
- Гуляев М.А., Ерюхин А. В. Измерение вакуума. М.: Из-во Стандартов, 1967.147 с.
- Рыжов В.А. Образцовый мембранно-емкостный манометр // ПТЭ. № 5. С. 198−202.
- B.Aubry, R.Delbart. Manometre differential interferometrique systeme Peube // Le Vide. 1965. V. 20, № 117. P.194−199.
- Отчет по НИР ВНИИМ. Jl. 1991 г.
- Селиванов М.Н., Фридман А. Э., Кудряшова Ж. Ф. Качество измерений: Метрологическая справочная книга. JL: Лениздат, 1987. 295 с.
- Рыжов В.А. О верхнем пределе измерения мембранно-емкостного компрессионного манометра//Измерительная техника. 1963. № 11. С. 14−16.
- Кукушкин В.А., Рыжов В. А. Повышение верхнего предела измерения мембранно-емкостного манометра // Исследования в области механических измерений. Труды метрологических институтов СССР. 1978. Вып. 223 (283). С. 36−38.
- Горобей В.Н., Садковская И. В., Чуновкина А. Г. (Россия), Крч-Турба Я., Ширицова А. (Словакия). Сличения национальных эталонов единицы давления России и Словакии в диапазоне 1−1000 Па // Измерительная техника. 1995. № 4. С. 65 66.
- Горобей В.Н., Садковская И. В. (Россия), Крч-Турба Я., Ширицова А. (Словакия). Результаты сличений национальных эталонов единицы давления России и Словакии в диапазоне 10"2−103 Па // Измерительная техника. 2001. № 6. С.68−71.
- Горобей В.Н., Садковская И. В. Мембранно емкостные вакуумметры -эталоны сравнения России и Словакии // Вакуумная техника и технология. 2002. T.12,№ 3.C.137- 139.
- Жоховский М.К. Теория и расчет приборов с неуплотненным поршнем. М.: Из-во Стандартов, 1980. 312 с.
- Кузьмин В.В. Градуировка и поверка вакуумметров. М.: Из-во Стандартов, 1987. 136 с.
- Дж. Лекк. Измерение давления в вакуумных системах. М.: Мир, 1966. 207 с.
- Stuart P.R. Standards for measurement of pressure // Measurement and Control. 1987. V. 20, № 8. P. 7−11.
- Poirier F. APX50, the first fully automatic absolute pressure balance in the range 10 kPa to 1 MPa // Metrologia. 1999. V.36, № 6. P.531−533.
- Schmidt J.W., Yuegin Cen, Driver R.G., Bowers W.J., Houck J.C., Tison S.A., Ehrlich C.D. A primary pressure standard at 100 kPa // Metrologia. 1999. V.36, № 6. P.525−529.
- Bandyopadhyay A.K., Gupta A.C. Realization of a national practical pressure scale for pressures up to 500 MPa // Metrologia. 1999. V.36, № 6. P.681−688.
- Горобей B.H. Современное состояние эталонной базы ВНИИМ им. Д. И. Менделеева в области измерений избыточного давления и разности давлений // Главный метролог. 2003. № 5. С. 9−14.
- Stuart P.R. Progress Report on an International Intercomparison in the Pressure Range 10 kPa to 140 kPa // Metrologia. 1994. V.30, № 6. P.705−709.
- Harrison E.R., Hatt D.J., Prowse D.B., Wilbur-Ham J. A New Interferometric Manometer // Metrologia. 1976. V.12. P. l 15−122
- Ueki M., Ooiwa A. A Heterodyne Laser Interferometric Oil Manometer // Metrologia. 1993/94. V.30. P. 579−583.
- Alasia F., Capelli A., Cignolo G., Goria R., Sardi M. The MM1 laser interferometer low-range mercury manometer of the IMGC // Metrologia. 1999. V.36. P.505−509.
- Miiller A.P., Bergoglio M., BignellN., Fen K.M.K., Hong S.S., JoustenK., Mohan P., Redgrave F J., Sardi M. Final Report on Key Comparison CCM. P-K4 in Absolute Pressure from 1 Pa to 1000 Pa // Metrologia, 2002, 39, Tech. Suppl., 7 001.
- Ooiwa A., Ueki M., Kaneda R. New Mercury Interferometric Baromanometer as the Primary Pressure Standard of Japan // Metrologia. 1993/94. 30, № 6. P.727−731.
- Tilford C.R. Three and a Half Centuries Later The Modern Art of Liquid -column Manometry//Metrologia. 1993/94.30. P. 545−552.
- Jitschin W. High accuracy calibration in the vacuum range 0,3 Pa to 4000 Pa using the primary standard of static gas expansion // Metrologia. 2002. V.39. P.249−261.
- Rendle C.G., Rosenberg H. New absolute pressure standard in the range 1 Pa to 7 kPa//Metrologia. 1999. V.36. P.613−615.
- Исаев Б.И. Эталонный манобарометр // Труды метрологических институтов СССР. М.: Из-во Стандартов. 1977. вып. 213 (273). С. 5−17.
- Poulter K.F., Nash P.J. An interferometric oil micromanometer // J.Phys.E: Sci. Instrum. 1979. V.12. P. 931−936.
- Thomas A.M., Johnson D.P., Little J.W. Design of an Interferometric Oil Manometer for Vacuum Measurement // The Ninth National Vacuum Symposium, American Vacuum Society. 1962.
- Heydemann P.L.M., Tilford C.R., Hyland R.W. Ultrasonic manometers for low and medium vacuum under development at the National Bureau of Standards // J. Vac. Sci. Technol., 1977. V. 14(1). P 597−605.
- Alasia F., Birello G., Capelli A., Cignolo G., Sardi M. The HG5 laser interferometer mercury manometer of the IMGC // Metrologia. 1999. V.36,№ 6. P.499−503.
- Tesar J., Krajicek Z., Schultz W. Pressure comparison measurements between the CMI and the PTB in the range 0,07 MPa to 0,4 MPa // Metrologia. 1999. V.36, № 6. P.647−650.
- Stuart P.R. Measurement Uncertainties of U-tube Manometers and Pressure Balances // Metrologia. 1994. V.30, № 6. P.727−731.
- Захаров A.A., Астров Д. Н., Белянский Л. Б., Дедиков Ю. А., Полунин С. П. Интерференционный ртутный манометр // Приборы и техника эксперимента. 1986. № 6. С. 196−201.
- Legras J.C., Jager J., Molinar G.F., Palomino S., Quintas J., White M.R. EUROMET Intercomparison in the Pressure Range 100 MPa to 700 (1000) MPa // Metrologia. 1994. V.30, № 6. P.721−725.
- Бэр. Г. Д. Техническая термодинамика. М.: Мир, 1977. 518 с.
- W.A. Van Hook. Triple Point Pressures as Secondary Standards (Especially Water) // Metrologia. 1971. V.7, № 1. P.499−503.
- Guilduer L.A., Johnson D.P., Jones F.E. Vapor pressure of water at its triple point // J. of Research of the National Bureau of Standards. 1976.V.80A, № 3. P. 505.
- Bedford R.E., Bonnier G., Maas H., Pavese F. Recommended Values of Temperature for a Selected Set of Secondary Reference Points // Metrologia. 1984. V.20, № 4. P. 145−155.
- Книна C.JI., Нечай А. А., Зенкин Е. Ф., Походун А. И. Исследование метрологических характеристик реперной точки плавления галлия // Метрология. 1987. № 1. С. 39−41.
- Bignell N., Bean V.E. A Fixed Point on the Pressure Scale: Carbon Dioxide Vapor Pressure at 273,16K//Metrologia. 1988. V.25, № 3. P. 141−145.
- Pavese F. The use of triple point of gases in sealed cells as pressure transfer standards: oxigen (14 625 Pa), methane (11 696 Pa) and argon (68 890 Pa) // Metrologia. 1981. V.17, № 2. P. 35−42.
- Bonhoure J., Pello R. Cellule a' Point Triple de Г Argon: Instrument de Transfert de Pression//Metrologia. 1983. V.19, № 1. P. 21−23.
- Bonnier G. Point Triple de I' Argon (83,798 K) Reference de Transfert // Bull. BNM. 1975. № 22. P. 14−16.
- Афанасьев C.H., Степанов А. Ю., Супрунюк B.B. Метод построения вторичных эталонов абсолютного давления на основе фиксированных точек давления фазовых переходов чистых веществ // Измерительная техника.1987. № 6. С. 23−25.
- Афанасьев С.Н., Супрунюк В. В., Степанов А. Ю. Способ получения эталонных давлений // А.с. № 1 425 500 СССР. MKU4G01L27/00. Бюлл. изобр.1988. № 35.
- Боровик Е.С., Гришин С. Ф., Гришина Е. Я. Упругость паров азота и водорода при низких давлениях // Журнал технической физики. 1960. Т.30, вып.5. С. 539−545.
- Кириллин В.А., Сычев В. В., Шейндлин А. Е. Техническая термодинамика. М.: 1983. С. 123−132.
- Жоховский М.К. Об уравнении Р-Т кривой плавления // Измерительная техника. 1976. № 4. С. 49−52.
- Жоховский М.К. Результаты проверки уравнения Р-Т кривой жидкость-пар // Труды метрологических институтов СССР. М.: ВНИИМС. 1977. вып.213 (273). С.73−88.
- Жоховский М.К. Результаты проверки уравнения Р-Т кривой сублимации // Измерительная техника. 1980. № 7. С. 43−46.
- Жоховский М.К. Результаты проверки универсального уравнения Р-Т кривых фазовых переходов первого рода // Измерительная техника. 1989. № 3. С. 21−23.
- Жоховский М.К. Об особенностях универсального уравнения Р-Т кривой фазовых переходов первого рода // Измерительная техника. 1989. № 11. С.51−53.
- Жоховский М.К., Новикова С. И., Оглоблина Г. А. Термодинамический метод воспроизведения малых абсолютных давлений // Труды метрологических институтов СССР. М.: ВНИИМС. 1977. вып.213 (273). С.66−72.
- Гурская О.Б., Новикова С. И. Оценка погрешности воспроизведения абсолютных малых давлений по процессу сублимации аргона // Сборник научных трудов «Исследования в области измерений давления». М.: ВНИИМС. 1985. С. 28−37.
- Жоховский М.К., Новикова С. И. Разработка термодинамического метода воспроизведения малых абсолютных давлений. Науч-техн. реферативный сборник «Метрологическая служба СССР». Новые методы и средства точных измерений. 1982. вып.7. С. 29−34.
- Горобей В.Н., Рыжов В. А., Фетисов В. А., Ефет Е. Е. Способ воспроизведения единицы давления и устройство для его осуществления // А. с. № 1 569 619. СССР. 1990. Бюлл. изобр. № 21.
- Jousten К., Menzer Н., Wandrey D., Niepraschk R. New, fully automated, 1П «7primary standard for generating vacuum pressures between 10″ Pa and 3−10″ Pa with respect to residual pressure // Metrologia. 1999. V.36, № 6. P.493−497.
- Hong S.S., Chung K.H., Hirata M. Bilateral comparison of high-vacuum standards at the KRISS and the ETL // Metrologia. 1999. V.36, № 6. P.643−645.
- Szwemin P., Szymanski K., Jousten K. Monte Carlo study of a new PTB primary standard for very low pressures // Metrologia. 1999. V.36, № 6. P.561−564.
- Кузьмин В.В. Развитие экспансионных методов градуировки вакуумметров // Вакуумная техника и технология. 2003. Т. 13, № 2. С. 59 75.
- Горобей В.Н., Леонтьев В. Н., Садковская И. В., Эйхвальд А. И. Эталонная аппаратура для воспроизведения единицы давления в области низких абсолютных давлений // Вакуумная техника и технология. 2002. Т.12, № 1. С. 23 -25.
- Коронкевич В.П., Ханов В. А. Лазерные интерферометры и их применение. Новосибирск: Институт автоматики и электрометрии СО АН СССР, 1984. 102 с.
- Иванов В.А., Привалов В. Е. Применение лазеров в приборах точной механики. Санкт-Петербург: Политехника, 1993. 216 с.
- Кирьянов В.П., Коронкевич В. П. Лазерные интерферометры перемещений // Автометрия. 1998. № 6. С. 65−84.
- Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1970. 855 с.
- Батарчукова Н.Р., Ирикова Л. А. Длины волн монохроматических источников света и показатели преломления в стандартном и нормальном воздухе // Гос. служба стандартных и справочных данных. М.: Из-во Стандартов, 1968.18 с.
- Сивухин Д.В. Общий курс физики. Механика. М.: Наука, 1979. 450 е., Термодинамика и молекулярная физика. М.: Наука, 1979. 552 с.
- Ерюхин А.В., Рыжов В. А. Депрессия ртути в капиллярах компрессионных манометров // Труды ВНИИМ, 1962. вып. 66 (126). С. 46−51.
- CRC Handbook of Chemistry and Physics 1997−1998. Boca Raton, FL: CRC Press.1997−1998.
- Агалецкий П.Н. Труды ВНИИМ. 1958. вып. 32 (92). 91 с.
- Садковская И.В., Эйхвальд А. И. Жидкостный манометр с интерференционным отсчетом для измерения давления газа // Научно-технический семинар „Обеспечение единства измерений“: Тез. докл. СПб, 2000. С.36−37.
- Садковская И.В. Интерференционный жидкостный манометр // 2-ая Всероссийская научно-техническая конференция (Computer-Based Conference): Тез. докл. Н. Новгород, 2000. С. 26.
- Садковская И.В. Виброзащитное устройство интерференционного жидкостного манометра // Материалы 3-ей Всероссийской научно-технической конференции (Computer-Based Conference). Н. Новгород. 2001. С. 20.
- Садковская И.В. Измерение низкого абсолютного давления газа, интерференционным жидкостным манометром // Материалы 5-ой Всероссийской научно-технической конференции (Computer-Based Conference). Н.Новгород. 2002. С. 44.
- Садковская И.В., Эйхвальд А. И. Интерференционный U-образный масляный манометр для измерения низких абсолютных давлений // Вакуумная техника и технология. 2003. Т. 13, № 2 С.101−106.
- Sadkovskaya I.V., Eichwald A.I.» Special floats for intereferometric oil manometer Abstracts of 16th International Vacuum Congress (June 28 -July 2,2004, Venice, Italy), Posters. P. 1012.
- Садковская И.В., Эйхвальд А. И. О влиянии капиллярных эффектов на точность измерения давления жидкостными манометрами // Измерительная техника. 2005. № 3. С. 24−26.
- Смирнов В.И. Курс высшей математики. М.: Наука, 1965. Т.2. 656 с.
- Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М.: Наука, 1977. 832 с.
- Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. И. К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. 1008 с.
- Русанов А.И., Прохоров В. А. Межфазная тензиометрия. СПб.: Химия, 1994.397 с.
- Bashforth F., Adams J.C. An attempt to test the theories of capillary action. Cambridge: University Press, 1883.140 p.
- Andreas J. M., Hauser E.A., Tucker W.B. // J. Phys. Chem. 1938. V. 42, № 8. P. 1001−1019.
- Winkel D. Theoretical Refinement of the Pendant Drop Method for Measuring Surface Tensions // J. Phys. Chem. 1965. V. 69, № 1. P. 348−350.
- ГОСТ 8.381−80. ГСП. Эталоны. Способы выражения погрешностей.
- МИ 2552−99. Рекомендация. ГСИ. Применение «Руководства по выражению неопределенности измерений». Санкт-Петербург. 2000. 26 с.
- Программа управления процессом измерения давления ИЖМinclude #include ftinclude #include int dat=OxFFFF- //буфер данныхvoid menu (void), pause (int) —
- Чтение данных inport (0×278) */
- Опрос триггеров dat & 0×3000 */
- Сброс счетчика outportb (0×27А, 0×20) — outportb (0×27А, 0×21)-outportb (0×27А, 0×20) — */
- Показания эталонов, мм.рт.ст. Расхождение показаний
- S 0,89 893 0.90 018 0.125 0.149 0,99 968 1.90 0.122 0.12
- Показания эталонов, мм.рт.ст. Расхождение показаний
- ЯнКрч-Турба'7 АннаШирицова $уt'
- От ВНИИМ им. Д.И. Менделеева1. В. Н. Горобейs^Asj А. И. Эйхвальд И. В. Садковская1. Дрртоколсличений U-образного жидкостного манометра с интерференционным отсчетным устройством (ИЖМ) с эталоном Словакии19.30 сентября 2003 г.
- Показания эталонов, мм.рт.ст. Расхождение показаний
- От ВНИИМ им. Д. И. Менделеева Or SMU
- S^/Oj/^ в. Н. Горобей Крч-Турба• / -Г
- А. И. Эйхвальд /, АннаШирицова11. О^.—¦ И. В. Садковская1. Протоколсличений U-образного жидкостного манометра с интерференционным отсчетным устройством (ИЖМ) с эталоном Словакии19.30 сентября 200 Зг.
- Показания эталонов, мм.рт.ст. Расхождение показаний
- От ВНИИМдш. Д. И. Менделеева В. Н. Горобей. А. И. Эйхвальд И. В. Садковская1. Or SMU1. Ян Крч-ТурбаI1. Анна Ширицова
- Программа расчета коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом висящей капли
- Программа строит решение задачи о форме капли жидкости (масла) в осесимметричном случае
- Программа расчета формы мениска
- Программа строит решение задачи о форме мениска на поверхности жидкости (масла) в осесимметричном случае (в цилиндре).
- Исходные параметры: кривизна в центре RO, ro*g/sigma=0.87*980/32=28 CGSE.