Эти манометры были предложены Пеннингом, и их часто называют его именем. В них используется самостоятельный разряд в магнитном поле при высоком напряжении на холодных электродах. Анод в форме кольца расположен между двумя симметричными плоскими катодами. Напряжение составляет несколько киловольт; магнитное поле до 1000 гс перпендикулярно к системе электродов; при этом выполняются условия самостоятельного разряда Таунсенда, когда ионная бомбардировка катода порождает такое количество электронов, которое достаточно для воспроизводства исходного количества ионов.
Пределы магниторазрядного манометра по давлению связаны с существованием самостоятельного разряда при очень низких или высоких давлениях. Нижний предел объясняется двумя явлениями. При малых давлениях концентрация молекул недостаточна для поддержания разряда; однако симметричные электроды Пеннинга и магнитное поле придают электронам колебательно-циклоидальное движение и тем обеспечивают существование разряда до давления 10-б тор и ниже. Кроме того, нижний предет ограничен фоновым током из-за автоэлектронной эмиссии у острых краев высоковольтных электродов.
Характеристика самостоятельного разряда имеет падающий характер, поэтому для ограничения тока разряда /р последовательно с анодом включают балластное сопротивление Re, которое ограничивает верхний предел по давлению.
 (115)
Здесь Ua — анодное напряжение. С увеличением давления ток разряда Iр уменьшается. При высоком давлении он не зависит от давления. Для расширения пределов измерений магниторазряд-ных манометров применяют двухкамерные датчики-преобразователи (рис. 46).
Большая камера датчика ММ-13 работает при низком давлении, она имеет большое балластное сопротивление Rб; малая камера имеет малое Ro. Переключение камер происходит автоматически: при давлении ниже 10-4 тор заметный ток течет только через большую камеру, а при большом давлении ток через большую камеру ограничен ее балластным сопротивлением. Поддержание разряда в малой камере осуществляется при помощи отверстия в общей катодной пластине.
Основное достоинство магнитных манометров — простота и надежность, отсутствие накаленных деталей. Блок питания содержит в основном только выпрямитель, причем токи сравнительно велики и не требуют усиления. Однако у этих манометров хуже точность и больше разброс характеристик. Значительные токи разряда позволяют использовать датчик в качестве вакуумного реле, которое замыкает или размыкает блокировочные контакты вакуумметра для подачи аварийного сигнала или для отключения элементов, выходящих из строя при повышении давления.
|
