[发明专利]一种用气体累积法测量真空容器容积比的温度修正方法

摘要

本发明公开了一种用气体累积法测量真空容器容积比的温度修正方法，属于测量技术领域。所述方法通过对气体累积法测量真空容器容积比过程中存在的温度梯度和温漂等温度影响因素的修正，降低了运用气体累积法测量真空容器容积比的测量不确定度。采用本发明所述的温度修正方法的气体累积法，测量精度高，能够满足真空装置的容积比需要。

主权项

1.一种用气体累积法测量真空容器容积比的温度修正方法，其特征在于：所述方法步骤如下：（1）对气体累积法中的小容器、大容器及管道进行抽真空操作；（2）在测量过程中每次膨胀前赋予小容器恒定的初始压力p₀；设V₀为小容器的容积；V₁为大容器的容积；(T₀)_i为第i次膨胀前小容器在压力为p₀时的温度；(p₁)_i为第i次膨胀后大容器在压力达到平衡时的压力；(T₁)_i为第i次膨胀后大容器在压力为(p₁)_i时的温度；其中，i＝1，2，3，……n；那么第一次膨胀过程可以描述为：p0V0(T0)1=(p1)1(V1+V0)(T1)1---(1)]]>由公式（1）可以得到(p1)1=p0V0V1+V0(T1)1(T0)1---(2)]]>（3）对于第二次膨胀，有p0V0(T0)2+(p1)1V1(T1)1=(p1)2(V1+V0)(T1)2---(3)]]>由公式（3）可以得到：(p1)2=p0V0V1+V2(T1)2(T0)2+(p1)1V1V1+V0(T1)2(T1)1---(4)]]>将公式（2）代入公式（4）可以得到(p1)2=p0V0V1+V0[(T1)2(T0)2+V1V1+V0(T1)2(T0)1]---(5)]]>（4）对于第三次膨胀，有p0V0(T0)3+(p1)2V1(T1)2=(p1)3(V1+V0)(T1)3---(6)]]>由公式（6）可以得到：(p1)3=p0V0V1+V0(T1)3(T0)3+(p1)2V1V1+V0(T1)3(T1)2---(7)]]>将公式（5）代入公式（7）可以得到(p1)3=p0V0V1+V0[(T1)3(T0)3+V1V1+V0(T1)2(T0)2+(V1V1+V0)2(T1)3(T0)1]---(8)]]>（5）按照以上步骤以此类推，对第n次膨胀，有(p1)n=p0V0V1+V0[(T1)n(T0)n+V1V1+V0(T1)n(T0)n-1+(V1V1+V0)2(T1)n(T0)n-2+...+(V1V1+V0)n-1(T1)n(T0)1]---(9)]]>（6）对于条件较好的恒温实验室来说，一天之内的温漂和温度梯度变化不高于1～2K，通常接近于1，将一级泰勒展开(T1)n(T0)i=1+(T1)n-(T0)i(T0)i=1+(ΔT)i(T0)i---(10)]]>（7）将公式（10）代入公式（9），有(p1)n=p0V0V1+V0[1+V1V1+V0+(V1V1+V0)2+...+(V1V1+V0)n-1+α]---(11)]]>其中，α＜＜1，表示为α=[(ΔTT0)n+V1V1+V0(ΔT)n(T0)n-1+(V1V1+V0)2(ΔT)n(T0)n-2+...+(V1V1+V0)n-1(ΔT)n(T0)1]---(12)]]>（8）设f=V0V1+V0---(13)]]>则有1-f=V1V1+V0---(14)]]>将公式（13）和公式（14）代入公式（11）并变形后得到(p1)np0=f(1-(1-f)nf+α)=1-(1-f)n+fα---(15)]]>f=1-(1+fα-(p1)np0)1/n---(16)]]>如果α＝0，公式（16）简化为f=1-(1-(p1)np0)1/n---(17)]]>（9）计算公式（16）中的f遵循以下算法：①依据公式（17）计算没有进行温度修正即α＝0时的f值；②根据公式（12）和公式（14）计算α的值；③将步骤①中计算得到的f值和步骤②中的α值代入公式（16），就可以得到经过温度修正的f值，根据公式（13）即可得到容积比的温度修正值。