2024年9月17日发(作者：佼震轩)
工业技术
2014 NO.25
Science and Technology Innovation Herald
科技创新导报
MKS-690A电容薄膜真空计精度调整方法研究
郭永刚
1
蒋丽
2
(1.核理化工程研究院 天津 300180；2.天津职业技术师范大学 天津 300222）
摘 要：MKS-690A是美国MKS公司高精度电容薄膜真空计，精度达万分之五，常被用作国际间比对的传递标准。针对该标准电容薄膜真空计
精度降低问题，在探讨其内部结构、工作原理后，给出利用现有设备对其进行精度调整的方法。实际检测证明：该方法简单实用，可操控性强，可
为国内其他单位所借鉴。
关键词：真空测量 电容薄膜真空计 标准 校准 精度调整
中图分类号：TB772 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)09(a)-0087-02
真空测量是通过真空测量仪表即各种真空
计实现的。真空测量涵盖的范围约为(10
～10)
Pa，在这个范围提供真空计的校准和量值溯
源，可以保证真空计的统一性和准确性。各
单位在真空计量的日常工作中有大量真空计
-45
量器具需要校准，以保证真空测量的准确可
靠及研制、操作人员的人身安全。
合型真空校准方式，通常用不同量程的电容
薄膜真空计和磁悬浮转子真空计作为参考
标准。尤其是美国MKS公司生产的690 A
电容薄膜真空计虽然价格高一些，但其稳
定性好、精度高达0.05%，是公认的二等标
准。
1 真空校准装置
目前国内研制的真空校准装置多采用复
2 MKS-690A标准电容薄膜真空计精
度调整的背景
我们在用MKS-690A电容薄膜真空计
进行校准时发现：被校的真空计不合格率
较高，改用其他标准进行检测，结果大部分
是合格的，故怀疑MKS-690A电容薄膜真
空计有问题，送中国计量科学研究院（以下
简称中国计量院）检测、校准结果见表1。
由表1可得绝对误差最大值为-102.1 Pa，
该电容薄膜真空计满量程为13333.3 Pa，
故精度最差值为-0.77%。
3 电容薄膜真空计精度调整电路
图1是其内部电子线路中的精度调整电
路。由图2可导出下式：
（1）
式中：R
0
为零点调节电位器，R
S
为
图1 精度调整电路
表1 中国计量院-校准结果
活塞压力计示值（Pa）
998.1
2002.9
3998.7
6004.0
8032.0
10078.1
被校仪器示值（Pa）
995.3
1996.1
3979.2
5965.5
7965.7
9976.0
修正系数K
1.0028
1.0034
1.0049
1.0065
1.0083
1.0103
不确定度Urel(k=2)%
0.03
0.02
满点调节电位器，R
L
为线性度调节电位
表2 中国计量院示值传递至影像(单位：Pa)
中国计量院
998.1
2002.9
3998.7
6004.0
8032.0
10078.1
被调
994
1991
3976
5962
7949
9967
误差
-4.1
-11.9
-22.7
-42.0
-83.0
-111.1
影像
1000
2005
4009
6022
8038
10097
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87
科技创新导报
2014 NO.25
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工业技术
表3 调整后中国计量院-校准结果
活塞压力计示值（Pa）
999.4
1999.4
4003.0
6003.2
8003.5
9996.9
被校仪器示值（Pa）
999.5
2000.2
4005.0
6006.4
8005.6
9995.0
修正系数K
0.9999
0.9996
0.9994
0.9994
0.9997
1.0002
不确定度Urel(k=2)%
0.03
0.02
器，C
1
=(R
6
+R
2
)R
8
/(R
5
R
1
)，C
2
=R
3
/R
4
，
R
LT
=R
2
+R
L
，R
ST
=R
6
+R
S
，R
0T
=R
7
+R
0
装置上。先把中国计量院表1的数据传递
给影像真空计:按照表1上示值在校准室上
逐点调试出相应的压力值，同时利用接到
校准室上的影像真空计测试出相对应的
数值并记录。表2就是在表1的相应数据点
上测出的被调真空计和影像真空计的数
据。
由表2可知：越往满点走误差值越大，
此时应调整满点电位器。点10097 Pa（影
像）处的误差值最大，选该点调整Rs，Rs调
整后，引起中间点误差值变大，这时要再调
整线性度电位器RL。经反复多次调整Rs-
RL-Rs方可达到理想结果。
参考文献
[1] 刘洪庆.真空计量[M].中国计量出版社.
[2] MKS Type 690A Absolute High
Accuracy Pressure Transducer
Instruction Manual.
[3] 培训资料.国防科技工业第一计量测试
研究中心.计量基础知识.
[4] 中国计量科学研究院.真空检测与校准
技术及计量检定.
4 MKS-690A电容薄膜真空计精度的
调整
MKS电容薄膜真空计由于其技术的敏
感性，国内尚无厂家可以调修。在无厂家技
术支持、无参照标准比对的情况下，研究摸
索出一套“影像”法的调整方法，即把表1的
数据传递给一个重复性好的真空计，形成一
个“影像”真空计，由该真空计复现出表1的
数据，即我们可溯源的值。然后把“影像”
真空计与我们要调整的MKS-690A电容薄
膜真空计（简称被调真空计）一起接到真空
系统上，按中国计量院所给数据点进行调
试，就可测出被调真空计调整前后精度的变
化。选定MKS公司型号为220DA-D4B、量
程为100torr、精度为1.5‰的电容薄膜真空
计作为“影像”真空计。
调试过程
把被调和影像真空计接到真空校准
5 结语
(表3)是被调真空计进行精度调整后，
由中国计量院给出的数据校准结果。
由表3可得，绝对误差最大的值为
3.2 Pa，此时精度最差为0.024%。由此可
证明这种调整方法是可行的。该方法可为国
内其他单位所借鉴。
(上接86页）
利用，从而实现系统能源利用效率和经济
效益最大化的目的。因此，冷热负荷计算也
是优化设计分布式供能系统的重要途径。
2.2 掌握科学的冷热负荷计算方法
对于单幢建筑，冷热负荷的计算有当
量温差法、谐波分解法、反应系数法、Z传
递函数法、辐射时间序列法等多种方法，各
种方法均有其优缺点，负荷计算时可因地制
宜、因物而异选取相关方法，本文不再赘述
单幢建筑的冷热负荷计算方法。
而在以区域公共建筑为供能对象的分
布式供能系统冷热负荷计算过程中，由于建
筑功能不同，其负荷特性曲线将有很大差
异性，即使是具有相同功能的建筑，由于建
筑功能分区、工作时段、人员密度，其负荷
特性曲线也有一定的差异。因此，笔者认为
在区域建筑型分布式供能系统负荷计算中，
应在详细了解单幢建筑开发商的需求后（有
条件时，亦可根据项目建议书或初步设计文
件），单独计算单幢建筑与整点时间相对应
的冷热负荷，在此基础上，再将计算得到的
区域内单幢建筑冷热负荷按照时间序列对
应相加，即可得到区域公共建筑冷热负荷。
由于这种计算方法考虑了所有建筑冷热负
荷大小和特性，因此，通过该方法计算得到
的区域公共建筑冷热负荷最为接近实际运
行情况。
2.3 善于利用负荷模拟工具软件
近年来，随着计算机和建筑节能技术
的发展，涌现出了较多的空调负荷预测软
件，如DOE2.1、Energy-Plus、eQuest、
DeST、TRNSYS、ECOTECT、华电源等，
这些软件都能够对建筑进行全年负荷动态
模拟，并生成相关负荷特性曲线，有助于分
布式供能系统的最优设计和运行管理，但
每个软件都有其适用范围，由于目前空调负
荷预测软件的对比应用案例较多，本文不
再详细叙述，实际应用时，应从自身的需求
出发，选择相应的软件进行负荷模拟，在提
高冷热负荷预测准确性的同时，客观计算
出分布式供能系统年运行小时数，并结合负
荷特性曲线提出更切合实际的运行策略。
中，其冷热负荷计算仍存在因循守旧、计算
方法错误、忽视负荷特性曲线等问题，造成
分布式供能系统运行效率低下，节能及经济
效益较差。应提高对冷热负荷计算重要性
的认识，掌握正确的冷热负荷计算方法，并
通过选用相关负荷模拟工具软件进行负荷
模拟，提高冷热负荷预测准确性。
致谢：感谢上海市科委11DZ1202004、
13dz1202401、14dz1200601项目的支持，
感谢上海市节能减排中心朱寅康对本文的
悉心指导。
3 结语
当前天然气分布式供能系统设计过程
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郭永刚
1
蒋丽
2
(1.核理化工程研究院 天津 300180；2.天津职业技术师范大学 天津 300222）
摘 要：MKS-690A是美国MKS公司高精度电容薄膜真空计，精度达万分之五，常被用作国际间比对的传递标准。针对该标准电容薄膜真空计
精度降低问题，在探讨其内部结构、工作原理后，给出利用现有设备对其进行精度调整的方法。实际检测证明：该方法简单实用，可操控性强，可
为国内其他单位所借鉴。
关键词：真空测量 电容薄膜真空计 标准 校准 精度调整
中图分类号：TB772 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)09(a)-0087-02
真空测量是通过真空测量仪表即各种真空
计实现的。真空测量涵盖的范围约为(10
～10)
Pa，在这个范围提供真空计的校准和量值溯
源，可以保证真空计的统一性和准确性。各
单位在真空计量的日常工作中有大量真空计
-45
量器具需要校准，以保证真空测量的准确可
靠及研制、操作人员的人身安全。
合型真空校准方式，通常用不同量程的电容
薄膜真空计和磁悬浮转子真空计作为参考
标准。尤其是美国MKS公司生产的690 A
电容薄膜真空计虽然价格高一些，但其稳
定性好、精度高达0.05%，是公认的二等标
准。
1 真空校准装置
目前国内研制的真空校准装置多采用复
2 MKS-690A标准电容薄膜真空计精
度调整的背景
我们在用MKS-690A电容薄膜真空计
进行校准时发现：被校的真空计不合格率
较高，改用其他标准进行检测，结果大部分
是合格的，故怀疑MKS-690A电容薄膜真
空计有问题，送中国计量科学研究院（以下
简称中国计量院）检测、校准结果见表1。
由表1可得绝对误差最大值为-102.1 Pa，
该电容薄膜真空计满量程为13333.3 Pa，
故精度最差值为-0.77%。
3 电容薄膜真空计精度调整电路
图1是其内部电子线路中的精度调整电
路。由图2可导出下式：
（1）
式中：R
0
为零点调节电位器，R
S
为
图1 精度调整电路
表1 中国计量院-校准结果
活塞压力计示值（Pa）
998.1
2002.9
3998.7
6004.0
8032.0
10078.1
被校仪器示值（Pa）
995.3
1996.1
3979.2
5965.5
7965.7
9976.0
修正系数K
1.0028
1.0034
1.0049
1.0065
1.0083
1.0103
不确定度Urel(k=2)%
0.03
0.02
满点调节电位器，R
L
为线性度调节电位
表2 中国计量院示值传递至影像(单位：Pa)
中国计量院
998.1
2002.9
3998.7
6004.0
8032.0
10078.1
被调
994
1991
3976
5962
7949
9967
误差
-4.1
-11.9
-22.7
-42.0
-83.0
-111.1
影像
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活塞压力计示值（Pa）
999.4
1999.4
4003.0
6003.2
8003.5
9996.9
被校仪器示值（Pa）
999.5
2000.2
4005.0
6006.4
8005.6
9995.0
修正系数K
0.9999
0.9996
0.9994
0.9994
0.9997
1.0002
不确定度Urel(k=2)%
0.03
0.02
器，C
1
=(R
6
+R
2
)R
8
/(R
5
R
1
)，C
2
=R
3
/R
4
，
R
LT
=R
2
+R
L
，R
ST
=R
6
+R
S
，R
0T
=R
7
+R
0
装置上。先把中国计量院表1的数据传递
给影像真空计:按照表1上示值在校准室上
逐点调试出相应的压力值，同时利用接到
校准室上的影像真空计测试出相对应的
数值并记录。表2就是在表1的相应数据点
上测出的被调真空计和影像真空计的数
据。
由表2可知：越往满点走误差值越大，
此时应调整满点电位器。点10097 Pa（影
像）处的误差值最大，选该点调整Rs，Rs调
整后，引起中间点误差值变大，这时要再调
整线性度电位器RL。经反复多次调整Rs-
RL-Rs方可达到理想结果。
参考文献
[1] 刘洪庆.真空计量[M].中国计量出版社.
[2] MKS Type 690A Absolute High
Accuracy Pressure Transducer
Instruction Manual.
[3] 培训资料.国防科技工业第一计量测试
研究中心.计量基础知识.
[4] 中国计量科学研究院.真空检测与校准
技术及计量检定.
4 MKS-690A电容薄膜真空计精度的
调整
MKS电容薄膜真空计由于其技术的敏
感性，国内尚无厂家可以调修。在无厂家技
术支持、无参照标准比对的情况下，研究摸
索出一套“影像”法的调整方法，即把表1的
数据传递给一个重复性好的真空计，形成一
个“影像”真空计，由该真空计复现出表1的
数据，即我们可溯源的值。然后把“影像”
真空计与我们要调整的MKS-690A电容薄
膜真空计（简称被调真空计）一起接到真空
系统上，按中国计量院所给数据点进行调
试，就可测出被调真空计调整前后精度的变
化。选定MKS公司型号为220DA-D4B、量
程为100torr、精度为1.5‰的电容薄膜真空
计作为“影像”真空计。
调试过程
把被调和影像真空计接到真空校准
5 结语
(表3)是被调真空计进行精度调整后，
由中国计量院给出的数据校准结果。
由表3可得，绝对误差最大的值为
3.2 Pa，此时精度最差为0.024%。由此可
证明这种调整方法是可行的。该方法可为国
内其他单位所借鉴。
(上接86页）
利用，从而实现系统能源利用效率和经济
效益最大化的目的。因此，冷热负荷计算也
是优化设计分布式供能系统的重要途径。
2.2 掌握科学的冷热负荷计算方法
对于单幢建筑，冷热负荷的计算有当
量温差法、谐波分解法、反应系数法、Z传
递函数法、辐射时间序列法等多种方法，各
种方法均有其优缺点，负荷计算时可因地制
宜、因物而异选取相关方法，本文不再赘述
单幢建筑的冷热负荷计算方法。
而在以区域公共建筑为供能对象的分
布式供能系统冷热负荷计算过程中，由于建
筑功能不同，其负荷特性曲线将有很大差
异性，即使是具有相同功能的建筑，由于建
筑功能分区、工作时段、人员密度，其负荷
特性曲线也有一定的差异。因此，笔者认为
在区域建筑型分布式供能系统负荷计算中，
应在详细了解单幢建筑开发商的需求后（有
条件时，亦可根据项目建议书或初步设计文
件），单独计算单幢建筑与整点时间相对应
的冷热负荷，在此基础上，再将计算得到的
区域内单幢建筑冷热负荷按照时间序列对
应相加，即可得到区域公共建筑冷热负荷。
由于这种计算方法考虑了所有建筑冷热负
荷大小和特性，因此，通过该方法计算得到
的区域公共建筑冷热负荷最为接近实际运
行情况。
2.3 善于利用负荷模拟工具软件
近年来，随着计算机和建筑节能技术
的发展，涌现出了较多的空调负荷预测软
件，如DOE2.1、Energy-Plus、eQuest、
DeST、TRNSYS、ECOTECT、华电源等，
这些软件都能够对建筑进行全年负荷动态
模拟，并生成相关负荷特性曲线，有助于分
布式供能系统的最优设计和运行管理，但
每个软件都有其适用范围，由于目前空调负
荷预测软件的对比应用案例较多，本文不
再详细叙述，实际应用时，应从自身的需求
出发，选择相应的软件进行负荷模拟，在提
高冷热负荷预测准确性的同时，客观计算
出分布式供能系统年运行小时数，并结合负
荷特性曲线提出更切合实际的运行策略。
中，其冷热负荷计算仍存在因循守旧、计算
方法错误、忽视负荷特性曲线等问题，造成
分布式供能系统运行效率低下，节能及经济
效益较差。应提高对冷热负荷计算重要性
的认识，掌握正确的冷热负荷计算方法，并
通过选用相关负荷模拟工具软件进行负荷
模拟，提高冷热负荷预测准确性。
致谢：感谢上海市科委11DZ1202004、
13dz1202401、14dz1200601项目的支持，
感谢上海市节能减排中心朱寅康对本文的
悉心指导。
3 结语
当前天然气分布式供能系统设计过程
88
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