真空計(jì)量的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)張滌新(國(guó)防科工委 真空計(jì)量一級(jí)站，甘肅 蘭州94號(hào)信箱 730000)摘要：介紹了真空計(jì)量、真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、真空測(cè)量與校準(zhǔn)技術(shù)、空間真空測(cè)量等方便的內(nèi)容?；谡婵沼?jì)量的現(xiàn)狀，提出了真空計(jì)量的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：真空計(jì)量；真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)；真空測(cè)量；真空標(biāo)準(zhǔn)中圖分類(lèi)號(hào)：TB772 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-7086(2001)02-0063-05 ACTUALITY AND DEVELOPEMENT TENDENCY ABOUT VACUUM METROLOGYZHANG Di-xin(Vacuum Metrology Center of National Defee Commiion on Science,Technology and Industry,P.O.Box 94,Lanzhou 730000,China)Atract: The contents about vacuum metrology,vacuum standard,vacuum measurement and calibration and ace vacuum measuerement,etc.are introduced.On the basis of the actuality of vacuum metrology ,the development tendency of vacuum metrology is put forward.Key words:vacuum metrology;vacuum standard;vacuum measurement;vacuum calibration　　1 引言　　真空計(jì)量要滿(mǎn)足在真空應(yīng)用中量大面廣的實(shí)際需要，解決其真空測(cè)量和校準(zhǔn)問(wèn)題，可以為真空應(yīng)用提供計(jì)量服務(wù)和技術(shù)保障。正是真空應(yīng)用對(duì)真空計(jì)量不斷增長(zhǎng)的需要和越來(lái)越高的要求，促進(jìn)了真空計(jì)量學(xué)的發(fā)展，使真空計(jì)量的研究領(lǐng)域不斷擴(kuò)充，量程不斷延伸，精度不斷提高。真空計(jì)量已成為計(jì)量學(xué)一個(gè)新的獨(dú)立分支，在國(guó)際上得到了承認(rèn)。　　真空計(jì)量中三個(gè)基本物理量是真空度(全壓力p和分壓力pi)、氣體微流量(Q)和抽速(S)。真空計(jì)量的主要研究?jī)?nèi)容為：(1)真空度（全壓力）的測(cè)量與校準(zhǔn)；(2)真空質(zhì)譜分析、分壓力的測(cè)量與校準(zhǔn)；(3)氣體微流量(或漏率)的測(cè)量與校準(zhǔn)；(4)真空泵的抽速測(cè)量。　　真空計(jì)量學(xué)是有關(guān)真空測(cè)量和校準(zhǔn)的知識(shí)領(lǐng)域，包括理論和實(shí)踐的各個(gè)方面。在計(jì)量學(xué)中，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)不是一臺(tái)臺(tái)孤立的儀器和設(shè)備，而是一個(gè)個(gè)完整的、統(tǒng)一的、有機(jī)的體系。建立國(guó)家級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，要求不同區(qū)域(或不同實(shí)驗(yàn)室)相同類(lèi)型(或不同類(lèi)型)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)之間以相互標(biāo)準(zhǔn)作為基礎(chǔ)?！　≡趪?guó)際上，許多國(guó)家建立了真空計(jì)量中心，建立了國(guó)家級(jí)真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，形成了真空量值傳遞系統(tǒng)。真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際化比對(duì)，是真空計(jì)量學(xué)發(fā)展的重要階段，是真空量值統(tǒng)一的中心工作。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)設(shè)立的真空科學(xué)技術(shù)委員會(huì)(TC)頒布了一系列有關(guān)真空計(jì)量方面的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)文件，促進(jìn)了在國(guó)際范圍內(nèi)真空量值的統(tǒng)一。 ^[1]　　1980年以來(lái)，在國(guó)際計(jì)量局(BIPM)組織下，在世界范圍內(nèi)開(kāi)展了統(tǒng)一真空度量值的工作，歷時(shí)近10年，12個(gè)國(guó)家級(jí)真空標(biāo)準(zhǔn)參加了以德國(guó)PTB真空標(biāo)準(zhǔn)為核心的國(guó)際比對(duì)。1987~1989我站參加了這一國(guó)際比對(duì)，比對(duì)結(jié)果一致性小于1.5%，優(yōu)于12個(gè)國(guó)際比對(duì) 2%的平均值。 此后，我站還與意大利 IMGC、美國(guó)NIST 等進(jìn)行了多次真空量值的直接或間接比對(duì)，均取得了良好的一致性。　　1990年以來(lái)，真空計(jì)量的研究重點(diǎn)放在了氣體微流量和分壓力的測(cè)量與校準(zhǔn)上，建立了相應(yīng)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)， 開(kāi)展了國(guó)際間真空漏孔的比對(duì)工作。 1980~1999年，我站與國(guó)家計(jì)量研究院先后進(jìn)行了三輪真空漏孔的國(guó)內(nèi)比對(duì)， 取得了較好的結(jié)果，具備了開(kāi)展國(guó)際比對(duì)的條件。我站正在與美國(guó)NIST進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)漏孔的國(guó)際比對(duì)， 與國(guó)際上統(tǒng)一漏率量值， 以保證漏率量值的校準(zhǔn)精度?！　∧壳?，我站已建立了較完整的真空度(全壓力)、分壓力和氣體微流量(或漏率)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)體系， 建成了國(guó)防真空校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室， 基本上滿(mǎn)足了真空應(yīng)用對(duì)真空計(jì)量的需求。　　2 真空度(全壓力)測(cè)量與校準(zhǔn)　　在真空計(jì)量中， 真空度(全壓力)測(cè)量與校準(zhǔn)占有十分重要的地位，它是分壓力、氣體微流量(或漏率)計(jì)量的基礎(chǔ)， 技術(shù)上相對(duì)比較成熟， 在真空應(yīng)用中占有較大的比重?！　?.1 真空度(全壓力)測(cè)量　　在真空度測(cè)量方面， 目前，已有從10⁵Pa壓力到極高真空(10^-11Pa)的各種真空計(jì)，有工業(yè)化的產(chǎn)品。當(dāng)今， 根據(jù)真空應(yīng)用中對(duì)真空計(jì)使用要求，國(guó)際上真空計(jì)的新產(chǎn)品正在向小型化、一體化、集成化、系統(tǒng)化和智能化的方向發(fā)展。小型化是指真空計(jì)的體積越來(lái)越?。灰惑w化是指真空計(jì)測(cè)量單元與規(guī)管集成為一體； 集成化是指將多臺(tái)真空計(jì)組合成一臺(tái)； 系統(tǒng)化是指將真空度測(cè)量與控制相結(jié)合； 智能化是指真空計(jì)具有自我診斷、 自我保護(hù)、 自動(dòng)操作、 數(shù)據(jù)采集與處理的綜合功能?！　≌婵沼?jì)小型化是電子技術(shù)的產(chǎn)物， 它是一體化和集成化的基礎(chǔ)。小型化使真空計(jì)便于安裝；一體化提高了真空計(jì)的測(cè)量精度；集成化擴(kuò)展了真空計(jì)的測(cè)量范圍，適合于真空系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用；系統(tǒng)化滿(mǎn)足了工業(yè)自動(dòng)化控制的要求；智能化使真空計(jì)便于操作和使用。真空計(jì)的這些特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)值得關(guān)注?！　?.2 真空度(全壓力)校準(zhǔn)　　在真空度的校準(zhǔn)方面，從粗低真空、中真空到高真空等區(qū)域內(nèi)的絕對(duì)真空標(biāo)準(zhǔn)裝置都已經(jīng)建立；具有可從10⁵Pa壓力到極高真空(10^-10Pa)校準(zhǔn)的各種真空計(jì)，開(kāi)展了國(guó)家級(jí)真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)之間的直接和間接比對(duì)工作。　　20世紀(jì)60年代是真空度標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展時(shí)期， 各國(guó)相繼建立了許多不同類(lèi)型的真空度標(biāo)準(zhǔn)，初步開(kāi)展了在一國(guó)之內(nèi)的真空標(biāo)準(zhǔn)之間的互校，逐步建成了國(guó)家級(jí)真空度標(biāo)準(zhǔn)和形成了國(guó)家真空計(jì)量中心。20世紀(jì)70年代是真空度標(biāo)準(zhǔn)深入發(fā)展時(shí)期，從實(shí)踐和理論兩個(gè)方面對(duì)真空標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量不確定度進(jìn)行了仔細(xì)地探討，繼續(xù)開(kāi)展了一國(guó)之內(nèi)的真空度標(biāo)準(zhǔn)的互校，逐步開(kāi)展了國(guó)際間真空度標(biāo)準(zhǔn)的比對(duì)工作。20世紀(jì)80年代以后，通過(guò)開(kāi)展國(guó)際間真空度標(biāo)準(zhǔn)的比對(duì)，不斷完善和提高已有真空標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量精度。延伸了真空校準(zhǔn)下限，建立了超高和極高真空校準(zhǔn)裝置。如德國(guó)PTB建立了分子束法校準(zhǔn)系統(tǒng)， 校準(zhǔn)下限為10^-10Pa ^[2]。
　　在國(guó)內(nèi)，真空計(jì)量技術(shù)與國(guó)際上同步發(fā)展。20世紀(jì)60年代，我站開(kāi)始研制從低真空到超高真空較完整的玻璃真空標(biāo)準(zhǔn)裝置系列，即壓縮式真空計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置、低真空膨脹式標(biāo)準(zhǔn)裝置、高真空膨脹式標(biāo)準(zhǔn)裝置、 小孔流導(dǎo)法超高真空標(biāo)準(zhǔn)裝置， 為真空計(jì)量一級(jí)站的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。　　自從1983年國(guó)防科工委組建國(guó)防計(jì)量體系以來(lái)，國(guó)防真空計(jì)量技術(shù)加速發(fā)展，也是我站發(fā)展z*迅速的一個(gè)時(shí)期。 通過(guò)“七五” 、“八五”和“九五” 3個(gè)五年計(jì)劃的建設(shè)發(fā)展，我站已研制建立了精密壓力計(jì)、金屬膨脹式真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、程控式真空規(guī)校準(zhǔn)裝置、真空規(guī)比對(duì)法校準(zhǔn)裝置等真空標(biāo)準(zhǔn)裝置，形成了全壓力真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的體系， 可在 10⁵~10^-7Pa真空度范圍內(nèi)對(duì)各種類(lèi)型的真空計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。　　我站十分重視國(guó)防真空計(jì)量體系的建設(shè)，形成了真空量值的傳遞網(wǎng)，由國(guó)防科工委真空計(jì)量一級(jí)站、2個(gè)真空計(jì)量二級(jí)站組成的較完整的國(guó)防真空計(jì)量量值傳遞體系，使真空量值的傳遞渠道暢通，保證了真空量值的準(zhǔn)確與統(tǒng)一。　　為了延伸真空的校準(zhǔn)下限，需要開(kāi)展超高、極高真空校準(zhǔn)技術(shù)的研究，使真空校準(zhǔn)下限達(dá)到 10^-10Pa，以滿(mǎn)足超高和極高真空校準(zhǔn)需求。 　　3 氣體微流量(或漏率)測(cè)量與校準(zhǔn)　　隨著真空計(jì)量向準(zhǔn)確、精密和更深層次的發(fā)展，提出了氣體微流量(或漏率)的測(cè)量與校準(zhǔn)， 建立氣體微流量(或漏率)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，已成為真空計(jì)量學(xué)研究的重要內(nèi)容?！　≡趯?shí)際應(yīng)用中， 精確測(cè)量氣體微流量(或漏率)和建立氣體微流量(或漏率)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)是十分重要的。例如， 為了保持飛船艙內(nèi)的壓力長(zhǎng)期工作正常，不但要找到漏孔位置，還要精確測(cè)量微小的漏率，這對(duì)于長(zhǎng)期在空間飛行的載人飛船尤為重要?；鸺剂鲜且兹肌⒁妆⒂卸镜臍怏w或液體，微小的泄漏具有很大的危險(xiǎn)性， 為此要對(duì)火箭燃料的加注過(guò)程和發(fā)射陣地進(jìn)行安全檢測(cè)。在電子工業(yè)中的半導(dǎo)體元件、 集成電路、 計(jì)算機(jī)芯片的生產(chǎn)工藝中， 要求精確控制氣體微流量的注入，以保證工藝質(zhì)量和產(chǎn)品性能的穩(wěn)定。　　國(guó)內(nèi)外對(duì)氣體微流量(或漏率)測(cè)量與校準(zhǔn)的研究，雖然起步較晚， 但是隨著理論研究的深入和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，使之氣體微流量(或漏率)測(cè)量與校準(zhǔn)的難度和存在的問(wèn)題有了更具體和更深刻的認(rèn)識(shí)。近年來(lái)又投入了更大的人力和財(cái)力，從事更先進(jìn)的氣體微流量標(biāo)準(zhǔn)的研制，進(jìn)一步提高了校準(zhǔn)精度，延伸了校準(zhǔn)的下限。　　3.1 真空漏孔校準(zhǔn)　　近十多年來(lái)， 國(guó)內(nèi)外在真空漏孔的校準(zhǔn)方面做了大量的研究工作， 建立了一系列的氣體微流量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)真空漏孔進(jìn)行了校準(zhǔn)。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院NIST先后研制了二代恒壓式微流量標(biāo)準(zhǔn)，校準(zhǔn)范圍2×10 ^-3~2×10^-8Pa·m³/s，并正在準(zhǔn)備研制第三代氣體微流量標(biāo)準(zhǔn)。德國(guó)物理技術(shù)研究院(PTB)先后研制了恒壓式和定容式氣體微流量標(biāo)準(zhǔn)，校準(zhǔn)范圍分別為2×10^-3~2×10^-9Pa·m³/s和1×10^-4~1×10^-8Pa·m³/s。意大利計(jì)量研究院(IMGC)先后研制了二代恒壓式氣體微流量標(biāo)準(zhǔn)，校準(zhǔn)范圍3×10 ^-5~3×10^-8Pa·m³/s。1998年，中國(guó)計(jì)量研究院研制了定容式流量標(biāo)準(zhǔn)， 校準(zhǔn)范圍2×10^-4~5×10^-9Pa·m³/s。1994年，我站建成一臺(tái)恒壓式氣體微流量標(biāo)準(zhǔn)裝置， 校準(zhǔn)范圍1×10 ^-3~×10^-8[3]?！　〉?， 質(zhì)譜檢漏儀使用的真空漏孔大多在2×10^-3~2×10^-11Pa·m³/s漏率范圍內(nèi)，氣體微流量標(biāo)準(zhǔn)只能校準(zhǔn)漏率值較大的真空漏孔，無(wú)法校準(zhǔn)漏率值小于1×10^-8Pa·m³/s的漏孔。若采用相對(duì)法校準(zhǔn)真空漏孔時(shí)， 校準(zhǔn)結(jié)果則取決于四極質(zhì)譜計(jì)的線(xiàn)性，因?yàn)樗臉O質(zhì)譜計(jì)的線(xiàn)性較差，使得校準(zhǔn)真空漏孔的不確定度非常大?！　⊥ㄟ^(guò)對(duì)氣體微流量(或漏率)校準(zhǔn)技術(shù)研究，可以得出解決較小漏率的真空漏孔校準(zhǔn)問(wèn)題和減小測(cè)量不確定度，才能滿(mǎn)足對(duì)真空漏孔精確校準(zhǔn)的需求?！　?.2 正壓漏孔校準(zhǔn)　　在航天產(chǎn)品研制和生產(chǎn)中，正壓檢漏技術(shù)已被廣泛地采用，z*常用的是皂泡法和水泡法。由于對(duì)正壓檢漏的可靠性提出了更高的要求， 采用了質(zhì)譜檢漏技術(shù)，要用正壓漏孔對(duì)質(zhì)譜檢漏儀進(jìn)行標(biāo)定， 從而提出了正壓漏孔的校準(zhǔn)問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外對(duì)真空漏孔，漏孔的一端為大氣壓， 另一端為真空的校準(zhǔn)技術(shù)研究比較成熟， 已經(jīng)研制了多種校準(zhǔn)裝置， 并在不同標(biāo)準(zhǔn)裝置間進(jìn)行了比對(duì)研究。但是對(duì)于正壓漏孔的校準(zhǔn)，因受到正壓檢漏定量性差和校準(zhǔn)條件比較苛刻的局限，使之研究工作才剛剛開(kāi)始。通過(guò)對(duì)各種真空漏孔和正壓漏孔的校準(zhǔn)方法進(jìn)行了比較和分析，提出了正壓漏孔的校準(zhǔn)方法； 利用已建成的氣體微流量標(biāo)準(zhǔn)裝置和現(xiàn)有的儀器設(shè)備，對(duì)正壓漏孔的校準(zhǔn)方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。在大量的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，研制了正壓漏孔校準(zhǔn)裝置。正壓漏孔校準(zhǔn)裝置可采用定容法和定量氣體動(dòng)態(tài)比較法對(duì)正壓漏孔進(jìn)行校準(zhǔn)。定容法的校準(zhǔn)范圍為1×10²~5× 10^-3Pa·L/s，測(cè)量中的不確定度為2.58%~9.10%：定量氣體動(dòng)態(tài)比較法的校準(zhǔn)范圍為2×10^-2~5×10^-3Pa·L/s,測(cè)量不確定度小于14.2%?！　≡谡龎郝┛仔?zhǔn)中采用了定量氣體法，解決了累積氣體中未知示漏氣體的定標(biāo)問(wèn)題，并延伸校準(zhǔn)下限二個(gè)數(shù)量級(jí)， 解決了較小漏率的正壓漏孔的校準(zhǔn)問(wèn)題^[4]?！　? 分壓力測(cè)量與校準(zhǔn)　　在航天、航空、電子、核能等工程中， 分壓力測(cè)量與校準(zhǔn)有著廣泛的應(yīng)用。要使質(zhì)譜計(jì)具有較高的定量分析能力，必須要有精確的分壓力測(cè)量技術(shù)和切實(shí)可行的質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)方法。為此對(duì)分壓力測(cè)量技術(shù)和校準(zhǔn)方法進(jìn)行研究是十分必要的?！　≠|(zhì)譜計(jì)定量分析的用途非常廣泛。在航天研究領(lǐng)域里，衛(wèi)星、飛船、空間站等航天器在飛行中的空間環(huán)境是十分復(fù)雜的。人們?cè)絹?lái)越重視空間環(huán)境的氣體、離子、粒子的成分和濃度的檢測(cè)，質(zhì)譜計(jì)則起到了重要的作用。目前，質(zhì)譜計(jì)已用于衛(wèi)星軌道的成分檢測(cè)、空間誘導(dǎo)環(huán)境的污染檢測(cè)、生保系統(tǒng)中的大氣檢測(cè)、 空間模擬和環(huán)境檢測(cè)等方面。例如，采用質(zhì)譜計(jì)對(duì)航天推進(jìn)劑的泄漏狀況進(jìn)行安全檢測(cè)，對(duì)液氫、液氧、肼、四氧化二氮的環(huán)境濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和報(bào)警，以保證航天器發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)的安全?！　「鶕?jù)壓力的范圍變化，質(zhì)譜計(jì)定量分析還有多種用途。在大氣壓下通過(guò)氣體取樣技術(shù)可用于環(huán)境保護(hù)中的各種廢氣分析、生物發(fā)酵技術(shù)和醫(yī)藥科學(xué)中的呼吸氣、 血?dú)夥治觯?在中真空范圍可用于半導(dǎo)體生產(chǎn)濺射過(guò)程的定量分析；在中、低真空范圍可用于冶金、化工和燃燒過(guò)程中的工藝控制； 在高真空和超高真空范圍可用于高能粒子加速器、熱核聚變、表面科學(xué)等尖端研究領(lǐng)域；在極高真空范圍可用于空間真空探測(cè)。　　在質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)方面， 1972年美國(guó)真空學(xué)會(huì)公布了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(AVS Standard，2.3-1972)并對(duì)質(zhì)譜計(jì)的性能指標(biāo)、工作條件、校準(zhǔn)系統(tǒng)和校準(zhǔn)方法等都作了詳細(xì)描述。隨著對(duì)質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)研究的深入， 1993年新的標(biāo)準(zhǔn)取代了1972年發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)?！　?985年5月，由美國(guó)NIST和美國(guó)真空學(xué)會(huì)資助，召開(kāi)了s*屆國(guó)際殘余氣體分析儀校準(zhǔn)討論會(huì)。會(huì)議指出： 四極質(zhì)譜計(jì)在科學(xué)及工業(yè)技術(shù)中的廣泛應(yīng)用，在許多方面提出了定量數(shù)據(jù)的要求，必須對(duì)儀器的性能、校準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行深入研究。 1986年4月美國(guó)s*次召開(kāi)了質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)和應(yīng)用專(zhuān)題討論會(huì)，會(huì)上成立了美國(guó)真空學(xué)會(huì)質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)推薦方法起草委員會(huì)， 并決定定期召開(kāi)專(zhuān)題的討論會(huì)?！　∶绹?guó)NIST從1980年初就一直開(kāi)展分壓力質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)技術(shù)研究， 每年制定研究計(jì)劃， 獲得了大量研究數(shù)據(jù)。這項(xiàng)工作現(xiàn)在仍在繼續(xù)進(jìn)行之中?？梢?jiàn)分壓力質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)技術(shù)研究是一項(xiàng)十分艱巨的工作?！　?993年， 我國(guó)清華大學(xué)建立了一臺(tái)分壓力質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)與應(yīng)用研究系統(tǒng)， 對(duì)美國(guó)MKS公司生產(chǎn)的T四極質(zhì)譜計(jì)進(jìn)行了長(zhǎng)期校準(zhǔn)。南京電子管廠(chǎng)研制了質(zhì)譜計(jì)定量分析系統(tǒng)并提出了混合氣體的質(zhì)譜計(jì)定量分析方法。我國(guó)電子科技大學(xué)和東南大學(xué)也提出了一些質(zhì)譜計(jì)定量分析的方法?！　?999年，我站建立了動(dòng)態(tài)流量法分壓力質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)裝置，為質(zhì)譜計(jì)的校準(zhǔn)方法研究提供了硬件平臺(tái)。通過(guò)初步的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，影響質(zhì)譜計(jì)測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性的參數(shù)比較多，例如，靈敏度、分辨本領(lǐng)、質(zhì)量刻度、 二次電子倍增器(SEM)電壓、四極桿電壓、發(fā)射電流等，而系統(tǒng)本底、質(zhì)譜計(jì)的烘烤時(shí)間、質(zhì)譜計(jì)的使用歷史、質(zhì)譜計(jì)的使用方法等外在因素也會(huì)對(duì)質(zhì)譜計(jì)的測(cè)量產(chǎn)生很大的影響。要使質(zhì)譜計(jì)得到準(zhǔn)確可靠的測(cè)量數(shù)據(jù)， 只有分壓力校準(zhǔn)裝置硬件平臺(tái)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還必須在質(zhì)譜計(jì)的校準(zhǔn)方法、 質(zhì)譜計(jì)的性能等方面進(jìn)行長(zhǎng)期和深入研究。在已建的“ 分壓力質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)裝置”上， 繼續(xù)開(kāi)展分壓力測(cè)量和校準(zhǔn)技術(shù)研究， 研究質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)的方法和掌握質(zhì)譜計(jì)的正確使用條件及解決質(zhì)譜計(jì)的精確定量分析問(wèn)題，從而滿(mǎn)足國(guó)防科技工業(yè)對(duì)質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)的需求?！　? 抽速測(cè)量與校準(zhǔn)　　各種真空泵抽速測(cè)量的歷史很久，由于很難規(guī)定統(tǒng)一的測(cè)試條件，為此，到目前為止還沒(méi)有建立起統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前， 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)已公布了幾種真空泵抽速的測(cè)試規(guī)范， 我國(guó)也制定并發(fā)布了真空泵抽速的行業(yè)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)， 這為今后統(tǒng)一抽速測(cè)量與校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)建立創(chuàng)造了必要的條件。　　6 空間真空測(cè)量技術(shù)研究　　在空間環(huán)境中，真空測(cè)量、探測(cè)和模擬等已成為空間科學(xué)中的重要內(nèi)容。由于在宇宙空間中存在著真空、太陽(yáng)輻射、空間熱沉、粒子輻射、宇宙塵埃等自然環(huán)境參量和火箭、衛(wèi)星和飛船所引入的加速、 振動(dòng)、 沖擊、 自旋、 著陸等誘發(fā)環(huán)境參量。真空是空間諸環(huán)境參量中的基本因素，為此空間真空測(cè)量與地面一般真空系統(tǒng)中的測(cè)量相比， 具有許多不同的特點(diǎn)， 是特殊條件下的真空測(cè)量^[5]?！　￡P(guān)于空間真空測(cè)量技術(shù)的研究，已引起美國(guó)、俄羅斯、歐共體等國(guó)家的高度重視。他們已開(kāi)展了這方面的研究工作， 做了大量的工作。　　航天器在軌運(yùn)行時(shí)， 要經(jīng)受超高真空、 超低溫等嚴(yán)酷的空間環(huán)境的考驗(yàn)。考慮到分子沉、 太陽(yáng)輻射、 原子氧、 微塵埃、 微重力等眾多環(huán)境因素作用必然造成空間氣體氛圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離平衡態(tài)，航天器相對(duì)于空間氣體的高速定向運(yùn)動(dòng)要比氣體分子混亂運(yùn)動(dòng)的z*可幾熱運(yùn)動(dòng)速度大很多倍；考慮到航天器采用自旋穩(wěn)定，其真空規(guī)入口相對(duì)于飛行方向的夾角不斷地變化著，因此，空間真空測(cè)量的對(duì)象是在無(wú)窮空間內(nèi)運(yùn)動(dòng) (速度為1~10 km/s或更快), 非穩(wěn)態(tài)的綜合環(huán)境作用下進(jìn)行的。由于在此情況下，“ 壓力”失去其原有的物理意義，真空測(cè)量顯得比較復(fù)雜和困難，因此， 航天器上的真空測(cè)量不僅要考慮方向性效應(yīng)、質(zhì)量選擇效應(yīng)、原子氧再?gòu)?fù)合效應(yīng)、空間固有離子的侵入、 復(fù)雜而變化的被測(cè)對(duì)象、航天器噴氣放氣效應(yīng)等諸多因素，而且還要考慮外來(lái)帶電離子的輻射、電磁場(chǎng)等因素的干擾， 必須研究抗各種離子輻射、 電磁場(chǎng)干擾的快速測(cè)量技術(shù)和不斷變化入射方向的真空測(cè)量技術(shù)?！　】臻g真空測(cè)量技術(shù)研究在國(guó)外雜志上已有很多報(bào)道，并投入了大量的人力和物力，開(kāi)展了這方面的研究工作。然而， 在可能查到的文獻(xiàn)中， 有關(guān)空間真空測(cè)量的理論還不完善， 還沒(méi)有全面和系統(tǒng)的進(jìn)行論述， 還有許多問(wèn)題有待于進(jìn)一步探討。　我國(guó)十分重視航天技術(shù)的發(fā)展， 真空度作為一項(xiàng)重要的空間參量， 已引起有關(guān)部門(mén)、 衛(wèi)星和飛船設(shè)計(jì)總師的關(guān)注。但就空間真空測(cè)量而言， 在國(guó)內(nèi)只是剛剛開(kāi)始， 為此開(kāi)展空間真空測(cè)量技術(shù)的研究顯得十分重要。空間真空測(cè)量技術(shù)研究涉及的內(nèi)容十分廣泛， 工作量大，技術(shù)難度高。這是一個(gè)中、 長(zhǎng)期的研究項(xiàng)目， 需要分階段、 有計(jì)劃、 有步聚地長(zhǎng)期進(jìn)行研究。　　為了開(kāi)展空間真空測(cè)量技術(shù)的研究， 今后必須做以下幾方面的工作：(1), 開(kāi)展非平衡態(tài)分子流理論的研究， 為空間真空測(cè)量提供理論基礎(chǔ)；(2), 研制適用于空間真空規(guī)和方向性真空規(guī)，以用于航天器上的真空度和定向流的測(cè)量；(3)開(kāi)展空間質(zhì)譜技術(shù)研究，研制空間質(zhì)譜計(jì)，用于航天器上的分壓力測(cè)量；(4)依據(jù)空間科學(xué)的高可靠性要求，需要提高現(xiàn)有真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確度，發(fā)展原位置標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)展超高和極高真空標(biāo)準(zhǔn)的研制工作；(5) , 依據(jù)空間真空測(cè)量的特殊性，需要建立定向流校準(zhǔn)系統(tǒng)、超音速分子流校準(zhǔn)系統(tǒng)和非平衡態(tài)分子流校準(zhǔn)系統(tǒng)，以解決空間真空測(cè)量中的真空校準(zhǔn)問(wèn)題。通過(guò)采用理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究方法，有針對(duì)性地開(kāi)展非平衡態(tài)分子流的研究，研制空間真空規(guī)，建立定向流校準(zhǔn)裝置，為空間真空測(cè)量研究奠定技術(shù)基礎(chǔ)?！　? 真空計(jì)量的發(fā)展趨勢(shì)　　通過(guò)查閱國(guó)外有關(guān)學(xué)?？铮瑢?shí)地考察國(guó)外真空計(jì)量的技術(shù)機(jī)構(gòu)，多次參加國(guó)際真空會(huì)議進(jìn)行學(xué)術(shù)交流，在多方面獲得信息和大量調(diào)研的基礎(chǔ)上，將真空計(jì)量的發(fā)展趨勢(shì)可概括如下：以美國(guó)NIST和歐洲一些發(fā)達(dá)國(guó)家真空計(jì)量實(shí)驗(yàn)室，在完善和改進(jìn)已建真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)性能的基礎(chǔ)上，研究重點(diǎn)放在了提高真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量精度， 延伸校準(zhǔn)上限和下限； 不斷完善真空度(全壓力),分壓力和氣體微流量(或漏率)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的體系，建立了相應(yīng)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)； 研究真空度(全壓力)、分壓力和氣體微流量(或漏率)的測(cè)量與校準(zhǔn)技術(shù)； 發(fā)展特殊環(huán)境條件下的真空測(cè)量與校準(zhǔn)技術(shù)， 不斷開(kāi)拓了新的研究領(lǐng)域。　　真空計(jì)量的發(fā)展重點(diǎn)可概括如下： (1)開(kāi)展超高、極高真空校準(zhǔn)技術(shù)研究，延伸真空校準(zhǔn)的下限；開(kāi)展微小氣體流量(或漏率), 精確校準(zhǔn)技術(shù)研究，減小測(cè)量不確定度；完善和充實(shí)真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的體系；(2)建立一些常規(guī)性的、 利用效率高的、便于移動(dòng)的、實(shí)用性的真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，用于真空規(guī)的在線(xiàn)校準(zhǔn)，為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)解決真空校準(zhǔn)的實(shí)際問(wèn)題；(3)開(kāi)展空間真空測(cè)量與校準(zhǔn)技術(shù)研究，開(kāi)展空間質(zhì)譜技術(shù)應(yīng)用研究，擴(kuò)大真空計(jì)量的研究領(lǐng)域； (4)對(duì)已建真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行維護(hù)，并不斷改進(jìn)、完善和提高，是對(duì)真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)研究的繼續(xù)和以便充分發(fā)揮已建真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的作用；(5)加強(qiáng)基礎(chǔ)和理論方面的研究， 深入開(kāi)展真空(全壓力)分壓力和氣體微流量 (或漏率) 測(cè)量技術(shù)、校準(zhǔn)技術(shù)和量值傳遞技術(shù)的研究， 是對(duì)以往工作的繼續(xù)和深入；充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)， 跟蹤國(guó)外發(fā)展動(dòng)態(tài)，開(kāi)展基礎(chǔ)性課題的研究，以保持真空計(jì)量專(zhuān)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。參考文獻(xiàn)：[1] 李旺奎. 真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際比對(duì)[J]真空與低溫， 1983,2(2):15.[2] 李旺奎. 西德PTB的真空計(jì)量[J] 真空與低溫， 1998,7(4):39.[3] 張滌新，呂時(shí)良，李旺奎，等.恒壓式微流量計(jì)的研制[J] 真空與低溫， 1994,13(4):201. 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