正航仪器技术整理校准装置的设计

正航仪器技术整理校准装置的设计
1、设计原则及要求
动态流导法真空校准装置是依据国际标准ISO/DIS 3570/1和国家军用标准GJB1808-93设计的。动态流导法所要求的基本条件是完全平衡的分子流状态和准确定义小孔分子流导，然而动态流导法的主要特征是一定流量的气体注入到校准室中，完全满足基本条件是不可能的，只能做到基本上满足。
从简化公式(2),的基本条件可知，如能满足这些基本条件，动态流导法就更具有准确性和绝对性。而这些基本条件又是相互制约的，在设计中要综合考虑各种因素，权衡利弊，在一定的测量不确定度范围内，合理地选择各参数，从结构、形状、尺寸的设计上尽可能满足这些基本条件的要求。
2、设计方案
经过大量的文献调研，对国内外同类标准进行了分析和研究:提出了该校准装置的设计方案,对各技术参数进行了理论分析和计算。
2.1、真空校准室
真空校准室采用了球形结构，球的直径为350mm。因为气体分子在整个球内是均匀分布的，在球内单位时间在单位面积上入射分子数(分子数/秒·厘米)是相同的，在球形校准室内产生了各向同性的压力分布，适合于真空的校准。
球形结构上小面积的孔与无限大平面上的孔的性质极为近似。如果球面对入射分子按余弦定律散射，小孔的面积远小于球面面积(1/1000)和小孔厚度远远小于小孔的直径，那么小孔流导值就能准确计算。
上球室的体积为22.5L是被校规及连接管道的总体积的20倍以上,下球室的体积也为22.5L。
2.2、气体注入方法
气体从上球室顶部的引入，通过挡流板散射进入上球室，气体分子至少与挡流板碰撞一次再进入上球室中，并经过上球室与下球室之间的小孔被分子泵抽走，在上球室中将建立一个动态平衡压力PU。
2.3、小孔
小孔是圆形薄壁孔，直径为1.099cm，圆度为0.005，小孔横截面积为9.489×10-1cm2，标准不确定度为0.09%。
上球室的表面积为15394 cm2，小孔横截面积与球内表面积的比值为1.62×10-4，小孔面积远小于上球室内表面积的1/1000，满足了标准规定的要求。
小孔边缘厚度为0.2mm，小孔边缘厚度和孔径之比值为1/55，满足了标准规定的小于1/50要求。小孔安装在上球室与下球室之间的位置上，并与上球室与下球室内切球面相割。