标准号：T/BEA 40004-2024
标准名称：（10-1~10-7）Pa真空计现场校准规范
团体名称：北京电子仪器行业协会
发布日期：2024年09月10日
实施日期：2024年09月18日
3术语定义
下列术语和定义适用于本规范。
3.1动态流量法Dynamicflowmethod
采用动态流量的方法得到的标准压力与被校准真空计所测压力相比较的校准方法。
3.2动态比较法Dynamiccomparisonmethod
采用动态的方法得到的标准压力与被校准真空计所测压力相比较的校准方法。
4概述
4.1构造
真空计现场校准使用的真空度现场校准装置具有小巧、便携、容易移动的特性，能够带入生产现场开展校准工作。真空度现场校准装置主要由校准室、标准真空计、抽气系统、控制系统等组成，RP1为机械泵；TMP1、TMP2为分子泵；VC1为校准室；VC2为稳压室；C1，C2，C3是小孔；V1为插板阀；V4为微调阀；V11、V12为电磁阀；其余阀门为球阀；G1为电离规；G2为全量程真空计；G3、G4、G5是满量程为133Pa、1330Pa、133000Pa的电容薄膜真空计，装置原理图如图1所示。
图1真空度现场校准装置原理图
原理
4.2.1动态流量法
动态流量法是在分子流条件下采用进气小孔C1对较高压力的气体连续膨胀到校准室中，通过校准室下方的限流抽气小孔C2对校准室连续抽气，在校准室中形成动态平衡的稳定压力，以此压力作为参考标准校准真空计。标准压力的计算公式如下：
P_2=P_1C1/(C_2(1-))（1）
式中：
—进气小孔C1入口的压力，单位：Pa；
—校准室中的压力，单位：Pa；
C1—进气小孔C1的标准流导值，单位：m3/s；
C2—限流抽气小孔C2的标准流导值，单位：m3/s；
—限流抽气小孔C2处的返流比。
4.2.2动态比较法
通过进气阀门向校准室中引入一定量的气体，同时通过校准室下方的限流抽气小孔对校准室连续抽气，在校准室内形成动态稳定的气体压力，通过被校准真空计和参考标准同时测量校准室压力，进行比较从而实现校准。
4.3技术指标
本标准要求的计量技术指标为压力示值误差，真空计压力示值允许误差限见表1。
表1压力示值允许误差限
真空计种类
标准项目 超高真空电离真空计 热阴极电离真空计 冷阴极电离真空计
压力示值允许误差限 ±70% ±50% +100%；-60%
4.4通用技术要求
4.4.1外观
真空计应有铭牌。铭牌一般应注明名称、型号/规格、制造单位、出厂编号、最大工作压力、工作温度范围、准确度等级或引用误差、制造计量器具许可证标志和编号、制造日期等。
真空计显示的数字应醒目、整齐，表示功能的文字符号和标识应完整、清晰、端正。
4.4.2密封性
真空计表体应不泄漏。
5校准环境
5.1环境条件
环境温度：（10~40）℃，温度波动不大于3℃/h；
相对湿度：≤80%；
周围无影响正常校准的热源、电磁干扰，无剧烈振动，无腐蚀性气体。
5.2校准用气体
纯度不低于99.9%的氮气。
5.3校准用设备
校准设备应经过计量技术机构校准合格，并在有效期内。
表2校准用标准设备
序号 名称 测量精度 测量范围
1 电容薄膜真空计 ≤0.4% （133~0.01）Pa
2 电容薄膜真空计 ≤0.4% （1330~1）Pa
3 电容薄膜真空计 ≤0.4% （133000~1000）Pa
4 电离真空计 10% （1～10-9）Pa
6校准项目和校准过程
6.1校准项目
本标准要求的校准项目为压力示值误差，如图1所示，压力校准在不同的范围采用不同的方法实现校准，在（10-1～10-4）Pa范围内采用电离真空计（G2）作为参考标准；在（10-4～10-7）Pa范围内采用电容薄膜规测量流导入口压力。校准过程中每个压力量级选取10%、60%、90%附近的三个压力点作为校准点，校准过程选择校准压力点按照由低到高的顺序进行。
6.2校准过程
6.2.1外观和附件
被校设备外观完好，无影响正常工作的机械损伤，各种接口符合规定要求，应标有名称、型号、制造厂及出厂序号等附件。
6.2.2工作正常性
用目视方法检查，被校真空计接入标准装置，在真空状态下，通电后控制单元显示是否正常。
6.2.3（10-1～10-4）Pa动态比较法校准步骤
a)打开机械泵抽气，打开旁通阀门V10抽气，在G2读数小于100Pa后关闭阀门V10，打开阀门V1、V11，启动分子泵对校准室抽气。
b)关闭阀门V6在G2读数小于10-2Pa后打开真空规G1，在校准室压力小于1×10-4Pa后且G2正常工作1小时以上记录G2的读数作为装置的本底压力。
c)调节阀门V4向校准室引入一定压力的氮气，使G2的压力稳定3×10-4Pa压力点附近，待压力稳定后分别记录被校规与标准规的示值。
d)依照步骤c继续调节阀门V4的开度，使G2的压力依次稳定在1×10-4Pa、6×10-4Pa、9×10-4Pa、1×10-3Pa、6×10-3Pa、9×10-3Pa、1×10-2Pa、6×10-2Pa、9×10-2Pa压力点附近，记录被校规示值P_3与标准示值P_4，得到示值误差。
6.2.4（10-4～10-7）Pa动态流量法校准步骤
a)打开机械泵抽气，打开旁通阀门V10抽气，在G2读数小于100Pa后关闭阀门V10，打开阀门V1、V11，启动分子泵对校准室抽气。
b)打开G3、G4、G5及被校准真空计，当G3、G4、G5稳定3小时以上且装置本底压力小于5×10-3Pa（G2示值）后对G3、G4、G5进行调零。
c)关闭阀门V6，打开阀门V7。向VC3及管路中充入一定压力的氮气（由G3、G4、G5测量），充入压力的多少，根据需要调节的压力点通过公式2计算得到。
d)通过阀门V5、选取C2或C3向校准室VC1中进气。
e)调节VC3中的压力，标准压力依次稳定在1×10-7Pa、6×10-7Pa、9×10-7Pa、1×10-6Pa、6×10-6Pa、9×10-6Pa、1×10-5Pa、6×10-5Pa、9×10-5Pa压力点附近记录被校规示值P_3与标准示值P_4，得到示值误差。
7校准结果的处理
校准结果的相对误差可以用下列公式计算，
δ=(P_3-P_(4))/P_4×100%（2）
式中：
δ—校准结果的相对误差；
P_3—被校真空计的示值，单位：Pa；
P_4—校准设备的标准示值，单位：Pa。
校准数据按四舍五入及偶数法则进行修约，保留的有效位数应使末位数与测量结果不确定度的量值相对应。
校准结束后应出具校准证书，校准证书中，应该包括校准条件下，校准所得各种数据，并给出相应校准结果的不确定度。
校准证书应包括委托方要求的、说明校准结果所必需的和所用方法要求的全部信息。
8校准周期
真空计校准周期一般不超过12个月。
起草单位：北京东方计量测试研究所、中国航发南方工业有限公司、 西安飞机工业（集团）有限责任公司、 中国航发北京航空材料研究院 、成都兴睿宝电子科技有限公司 、亿维智能航天科技（烟台）有限公司
起草人：柏向春、田虎林、董云宁、王汐月、闫睿、杨振、张湧颀、姚雪琦、卢耀文、郭宇扬、余荣、陈春、蓝娟、高威、陈静、贺良武、聂建力、朱振良。