Alcance Esta especificación es aplicable a la calibración de probadores de plasma de sonda única Langmuir de plasma de baja temperatura (en lo sucesivo denominados probadores de plasma) con un rango de densidad electrónica de 1012 m-3 ~ 1018 m-3 y un rango de temperatura de electrones de 1 eV ~ 10 eV. . 2 Documentos de referencia Esta especificación cita los siguientes documentos: GJB7363-2011 Método de prueba dinámica para los efectos ambientales del plasma espacial Para los documentos citados con fecha, solo la versión con fecha se aplica a esta especificación; para los documentos citados sin fecha, la última versión (incluidas todas las órdenes de modificación) esta se aplicará la especificación. 3 Términos y definiciones Los siguientes términos y definiciones definidos en GJB7363-2011 se aplican a esta especificación. 3.1 Plasma El plasma está compuesto por una gran cantidad de partículas cargadas (iones positivos, electrones negativos) y partículas neutras, y a menudo se lo considera el cuarto estado de la materia. En una escala macroscópica (mayor que la longitud de Debye), las densidades de los iones positivos y los electrones negativos son iguales y casi neutras. 3.2 Generador de plasma Dispositivo que convierte el estado de la materia en un estado de plasma mediante conversión de energía. 3.3 Densidad de electrones del plasmadensidad de electrones del plasma El número de electrones que pueden moverse libremente dentro de una unidad de volumen dentro del plasma, la unidad es m-3. 3.4 Temperatura de los electrones del plasma temperatura del electrón del plasma La energía cinética promedio de los electrones en el plasma cuando alcanzan el equilibrio térmico local, la unidad es eV (la temperatura de conversión de energía cinética promedio de 1 eV es 11600 K). 4 Descripción general El probador de plasma es un equipo de medición de plasma por contacto, utilizado principalmente para medir la temperatura y la densidad de los electrones del plasma. Consta de una sonda, una fuente de alimentación de escaneo, un sistema de adquisición y acondicionamiento. La sonda de la sonda suele estar hecha de material conductor resistente a altas temperaturas y pulverización catódica. Generalmente se utiliza tungsteno como material de sonda y se coloca en un entorno de plasma durante la medición. La fuente de alimentación de escaneo del probador de plasma genera un voltaje de escaneo periódico y lo carga en la sonda. Cuando el voltaje de escaneo cambia de negativo a positivo (o de positivo a negativo), el voltaje de la sonda a la pared del contenedor de plasma (tierra) y la corriente del circuito compuesta por la sonda y el plasma se miden a través del sistema de adquisición y acondicionamiento. es decir, se puede obtener una curva característica voltamperio del plasma medido. Según la teoría clásica de la sonda Langmuir, los parámetros de temperatura de los electrones del plasma (Te) y densidad de los electrones (Ne) se pueden calcular resolviendo la curva característica de voltamperometría. 5 Características de metrología 5.1 Error de indicación de densidad electrónica Rango de medición de densidad electrónica: 1012 m-3~1018 m-3; Error máximo permitido: ± (30%~60%). 5.2 Error de indicación electrónica de temperatura Rango de medición electrónica de temperatura: 1eV~10eV; Error máximo permitido: ± (30%~60%). 5.3 Rango de medición del error del valor de configuración del voltaje de salida de la fuente de alimentación de escaneo:
——150 V ~ 150 V; error máximo permitido: ± (5% del valor de configuración + 0,05 V). 5.4 Rango de medición del error de indicación de voltaje del sistema de adquisición y acondicionamiento:
——150 V ~ 150 V; error máximo permitido: ±(5% del valor de visualización +0,05 V). 5.5 El rango de medición del error de indicación actual del sistema de adquisición y acondicionamiento: 0,01 mA ~ 300 mA; el error máximo permitido: ± (5% del valor mostrado + 0,005 mA). 6 Condiciones de calibración 6.1 Condiciones ambientales a) Temperatura ambiente: 20 ℃ ± 5 ℃; b) Humedad relativa: ≤80%; c) Fuente de alimentación: (220 ± 22) V, (50 ± 1) Hz; d) Otros: alrededores No hay interferencias electromagnéticas ni vibraciones mecánicas que afecten la calibración normal. 6.2 Equipo de calibración El equipo de calibración debe ser verificado o calibrado por una institución técnica metrológica, cumplir con los requisitos de uso de calibración y estar dentro del período de validez. a) Dispositivo estándar del generador de plasma (incluido el sistema de adquisición de vacío, el sistema de medición de vacío, el generador de plasma estándar y el sistema de prueba de sonda Langmuir estándar) 1) Tipo de gas de descarga: Ar, Ne, Xe, etc.; 2) Rango de voltaje de descarga: 1×10 -4Pa~10Pa; 3) Potencia de descarga del generador de plasma: (0~1250) W; 4) Rango de medición de densidad electrónica: 1012m-3~1018m-3; 5) Error máximo permitido de densidad electrónica: ± 7,5%; 6) Electrónica rango de medición de temperatura: 1eV~10eV; 7) Error máximo permitido de temperatura electrónica: ±7,5%. b) Osciloscopio digital (incluye sonda 10:1) 1) Ancho de banda: ≥1MHz; 2) Error máximo permitido en la medición de amplitud de voltaje CA: ±2%; 3) Resistencia de entrada: 1MΩ. c) Voltímetro digital de CC 1) Rango de medición:
——150 V ~ 150 V; 2) Error máximo permitido en la medición de voltaje de CC: ± (1% de lectura + 0,01 V). d) Amperímetro digital CC 1) Rango de medición: 0,01 mA ~ 300 mA; 2) Error máximo permitido en la medición de corriente CC: ± (1% de lectura + 0,001 mA). e) Caja de resistencia CC 1) Rango de resistencia CC: 0,01Ω~100kΩ; 2) Error máximo permitido: ± (0,1% del valor de configuración + 0,005Ω).
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2023T/BEA 43002-2023 Especificación de calibración para instrumentos de plasma con sonda Langmuir única