La jauge à vide à film mince capacitif, en raison de sa haute précision, de sa large gamme et de ses caractéristiques non liées à la composition du gaz, est réputée pour sa « mesure de pression absolue», occupant une position centrale dans la fabrication de semi - conducteurs, le revêtement sous vide, les expériences de recherche scientifique et d'autres domaines. Son principe de base peut être démonté en trois liens clés:

I. déformation mécanique entraînée par pression

Le composant central de la jauge à vide à film mince capacitif est une membrane métallique ultra - mince (généralement en Inconel ou en céramique, d'une épaisseur de quelques dizaines de microns seulement) dont les deux côtés relient respectivement la cavité à vide à la cavité de référence. Lorsque la pression à l'intérieur de la cavité réelle varie, la membrane subit une déformation élastique sous l'effet de la différence de pression: si la pression de la cavité à vide est inférieure à celle de la cavité de référence, la membrane est bombée du côté du vide; Inversement, il est en retrait vers le côté de référence. Cette déformation reflète directement la valeur numérique de la pression absolue et est indépendante de l'espèce gazeuse et ne dépend que de l'importance de la différence de pression.

II. Détection précise du changement de capacité

La membrane constitue avec l'électrode fixe un condensateur à plaques parallèles. Lors de la déformation du diaphragme, de légères variations de l'espacement des électrodes (par example de l'ordre de 0,1 micron) se produisent, entraînant des fluctuations importantes de la capacité (de l'ordre de 0,3 PF). Pour améliorer la précision de mesure, les jauges à vide modernes utilisent une structure à double capacité différentielle: des électrodes sont disposées symétriquement de part et d'autre du diaphragme pour former deux condensateurs indépendants. Lorsque le diaphragme est décalé, une capacité augmente et l'autre diminue, convertissant la différence de capacité en un signal de tension via un circuit de pont, éliminant efficacement les perturbations environnementales.

Iii. Conversion de signal et sortie d'étalonnage

Le circuit d'extrémité arrière convertit la variation de capacité en un signal électrique standard (tel qu'une tension ou un courant) et calcule la valeur réelle de la pression à l'aide d'une formule prédéfinie. Par exemple, un modèle de jauge à vide permet une large plage de couverture de 10⁻³pa à 10 ⁵ pa en mesurant la tension de compensation en fonction de la différence de pression (P = Ku, K étant la constante de jauge). Pour éliminer les effets de dérive de température, certains équipements utilisent un substrat de contrôle de température en silicium polycristallin pour maintenir un environnement de travail constant (par exemple, 28 ° c), assurant une stabilité à long terme.

La linéarité, la répétabilité de la jauge à vide à film mince capacitif sont meilleures que 0,1% et sans pression de référence de référence, sans dommage, même en cas d'exposition soudaine à l'atmosphère, ce qui en fait un outil idéal pour la mesure de pression absolue.