Page 55 - 《真空与低温》2025年第3期

326 真空与低温 第 31 卷 第 3 期

膜真空计结构均为图 1（b）中所示。零点温度测试 于温度补偿的实施。
通过 MEMS CDG1 完成，而全量程温度性能测试通
52.8
过 MEMS CDG2 完成。 真空计输出电容
温度
26.70
图 4 为室温条件下，MEMS CDG1 在一定时间内 52.7
（3 600 s）的零点输出电容特性。由图 4 可见，MEMS
CDG1 在环境温度为 25.2 ℃ 时的零点输出电容的 真空计输出电容/pF 26.65 52.6 温度/℃
均值为 20.74 pF。同时，MEMS CDG1 的输出电容 52.5
与温度密切相关，其电容值的变化趋势与温度变化
趋势相同，当环境温度出现阶跃性变化时，输出 26.60 52.4
电容也表现为阶跃性变化。温度变化幅度为 0.2 ℃
0 1 000 2 000 3 000 4 000
时，真空计输出电容变化幅度最大为 0.12 pF。 时间/s

21.0 26.0 图 5 52.5 ℃ 时 MEMS CDG1 的零点输出电容特性
真空计输出电容 Fig. 5 Zero-point output of MEMS CDG1 at temperature of
温度
52.5 ℃
真空计输出电容/pF 20.6 25.0 温度/℃ 28 真空计输出电容 60
25.5

20.8

温度
26
50
24.5 真空计输出电容/pF 24 40 温度/℃
20.4 22
0 1 000 2 000 3 000 4 000
时间/s 30
20
图 4 室温条件下 MEMS CDG1 的零点输出电容特性
18 20
Fig. 4 Zero-point output of MEMS CDG1 at room temperature 0 2 000 4 000 6 000 8 000
时间/s
当温度为 52.5 ℃，MEMS CDG1 在一定时间内 （a）输出电容与温度随时间变化曲线
（3 600 s）的零点输出电容特性如图 5 所示。由图 5 28
可见，MEMS CDG1 在环境温度为 52.5 ℃ 时的零点
26
输出电容平均值为 26.65 pF，温度变化幅度为 0.2 ℃
时，真空计输出电容变化幅度最大约为 0.06 pF。 24
和室温条件下相比，MEMS CDG1 的零点输出电容 真空计输出电容/pF 22 方程 真空计输出电容
y=a+bx
绘图
增量为 5.91 pF。 权重 不加权
截距
图 6（a）为温度由室温上升至 52.5 ℃ 的过程中， 20 斜率 0.249 04±4.044 06×10 -4
残差平方和
326.251 53
Pearson′s r 0.991 26
R 平方 (COD)
MEMS CDG1 的输出电容和温度随时间变化的特 调整后 R 平方 0.982 59
0.982 59
18
性曲线。在整个升温过程中，电容值的变化趋势与 25 30 35 40 45 50 55
温度变化趋势高度吻合，温度由 25.9 ℃ 上升至 温度/℃
（b）输出电容与温度的关系曲线
52.7 ℃ 时，MEMS CDG1 的输出电容由 19.09 pF 增
大至 26.48 pF。图 6（b）给出了输出电容与温度的 图 6 温度由室温上升至 52.7℃ 时 MEMS CDG1 的零点
关系曲线，在 25.9 ℃ 至 52.7 ℃ 温度范围内，MEMS 输出电容特性
CDG1 的输出电容与温度呈现一定的比例关系。 Fig. 6 Zero-point output of MEMS CDG1 when temperature
raising from 25.9 ℃ to 52.7 ℃
由上述测试结果可知，MEMS CDG1 的零点温度测
试结果与理论分析相符，即 MEMS 电容薄膜真空 MEMS CDG2 的全量程温度性能测试结果如
计的零点输出电容受温度影响，电容值随温度的升 图 7 所示，图中数据点为实测数据，而曲线为基于
高而增大。此外，电容值与温度间的比例关系有利 数据点的拟合曲线。MEMS CDG2 的测量范围为