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VA: Vakuumphysik und Vakuumtechnik

VA 2: Vakuummesstechnik I: Totaldruckmessung

VA 2.4: Vortrag

Montag, 27. März 2000, 16:20–16:40, H\"orsaal 47

Kalibrierung im Feinvakuumbereich mit höchster Genauigkeit — •Wolfgang Jitschin — Fachbereich MNI, Fachhochschule, Wiesenstraße 14, 35390 Giessen

Zur präzisen Kalibrierung von Vakuummetern bei Drücken unter 20 mbar wird das Verfahren der statischen Gasexpansion eingesetzt. Hierbei wird Gas von einem Behälter mit kleinem Volumen in einen Behälter mit großen Volumen expandiert, wobei der Druck entsprechend der Volumenzunahme abnimmt. Die Unsicherheit des erzeugten Drucks ist bei herkömmlichen Apparaturen wesentlich von der Unsicherheit der Gastemperatur begrenzt. Zur Reduzierung dieser Unsicherheit wurde die Expansionsapparatur durch Eintauchen in ein umgewälztes Wasserbad temperaturstabilisiert (0,03 Grad C). Weitere Unsicherheiten entstehen durch dynamische Temperatureffekte bei der Gasexpansion. Das Zeitverhalten der Temperaturrelaxation nach einer Expansion wurde für verschiedene Gase und Ausgangsdrücke studiert. In den meisten Fällen erfolgt innerhalb weniger Minuten ein nahezu vollständiger thermischer Ausgleich. Insgesamt konnte die relative Unsicherheit infolge von Temperatureffekten auf 0,03 % reduziert werden. Ferner wurde das Expansionsverhalten mehrerer Gase gemessen, wobei sich deutliche Abweichungen vom Verhalten des idealen Gases zeigen. Das Meßunsicherheitsbudget ergibt eine relative Unsicherheit (2 sigma) des erzeugten Drucks von 0,05 % (1-40 mbar) bzw. 0,10 % (0,01-0,4 mbar).