真空计简单介绍
真空计
真空計真空計是真空系統的眼睛，在真空技術領域裡，真空度涵蓋了由760 torr~10-13 torr的範圍，到目前為止，尚無任何一種真空計可以量測由一大氣壓到10-13 torr之高真空的範圍。
一.真空技術中壓力之量測分為兩種：1.全壓力量測。
2.分壓力或殘留氣體分析。
二.真空計之要素：1.重複性與準確度。
2. 壓力之監測。
3. 高靈敏度。
4. 操作容易。
5. 價錢便宜。
6. 使用壽命長。
三.真空計之分類：依量測範圍：粗略真空計760 ~ 1 torr中度真空計1 ~ 10-3 torr高、超高真空計10-3 ~ 10-7 torr 或更小。
依工作原理：機械式電氣式：熱導式、離子式、黏滯式。
依工作方式：直接式－依作用力大小。
間接式－依氣體性質。
依氣體特性：壓力讀數與氣體種類(組成)無關。
壓力讀數與氣體種類有關。
將以上各點作概括性的連貫成為：機械式－直接式－壓力讀數與氣體種類無關。
電氣式－間接式－壓力讀數與氣體種類有關。
四.直接式與間接式分類：直接式：利用璧或膜受力作用產生位移變化以作壓力指示。
直接式真空計固體面液面膜盒真空計波爾登管輻射式真空計U－型管麥氏真空計電容真空計間接式：透過某些物理量(如熱導度、電離式、黏滯式)的量測以量度壓力，該等物理量的大小與氣體分子數量多少亦即壓力高低有關。
間接式真空計動量轉移電荷產生能量轉移(黏滯性) (離子化) (熱導)石英絲轉球黏滯離子冷極放射性熱偶巴喇尼黏滯計真空計真空計真空計離子計真空計真空計五.較常用之真空計：波爾登管真空計、冷極真空計、電容式真空計、離子真空計U型管與麥氏真空計、轉球黏滯真空計、熱導式真空計殘氣分押分析儀、放電管…..等。
六.真空計簡介：機械式真空計：1.波爾登管真空計：量測範圍：1 atm ~ 1 torr工作原理：將波爾登管一端接系統，一邊封閉並彎成橢圓形，管內壓力變化時，內外測管璧受力大小不同而改變管路的曲率，透過槓桿與齒輪裝置，把微小機械變化量放大並轉成壓力指示。
真空计读数
真空计读数真空计是一种用于测量气体压力的仪器，它利用一定原理和方法，在一个封闭的空间内测量气体的压力情况。
真空计的读数是通过一系列的操作和测量步骤得到的，下面将详细介绍真空计读数的过程和原理。
首先，真空计的读数涉及到的主要参数有两个，一个是真空度，也就是气体的压力值，通常用帕斯卡（Pa）或托（Torr）表示；另一个是真空规格，也就是真空度的量级，一般用数字或字母表示。
真空规格越高，表示真空度越高，也就是气体的压力越低。
为了准确读取真空计的压力值，首先需要将真空计与被测物体相连接，并确保连接处没有泄漏。
然后，需要将真空计所处的区域进行抽气，以降低气体的压力。
在抽气的过程中，需要注意控制抽气速度和抽气时间，以避免对真空计造成过大的压力冲击。
一般来说，真空计的读数是通过测量真空计两侧的压力差来得到的。
当真空计一侧连接着被测物体，另一侧接触大气时，真空计的内部会形成一个压差。
此时，我们可以通过检测这个压差的大小来测量被测物体中的气体压力。
在测量过程中，真空计通常会有一个刻度盘，刻度盘上标注着一些压力值。
通过观察指针的位置，可以得到真空度的大致数值。
然而，由于真空计的工作原理和结构不同，每种真空计的刻度盘都是不同的，因此在读数之前需要注意查阅相应的说明书。
除了刻度盘的读数，还可以通过连接真空计的计算机软件来获取更加准确的结果。
计算机软件通常可以实时监测和记录真空度的变化，并根据一定的算法计算出真空度的数值。
这种读数方法能够提供更高的精度和灵活性，特别适用于对真空度变化比较敏感的实验或工艺。
除了上述基本的读数方法之外，真空计的读数还可能涉及到一些修正或校正。
由于真空计的工作和环境条件都会影响其测量结果，因此通常需要进行一些校正操作。
例如，需要根据真空计的温度、压力和气体种类进行修正，以确保测量结果的准确性。
综上所述，真空计的读数是通过测量真空计两侧的压力差来获得的。
读取真空计的压力值通常可以通过刻度盘的位置、计算机软件的显示或校正操作来完成。
真空测量常用真空计
真空测量常用真空计真空测是是真空技术中的一个重要组成部分用于测量真空度的仪器叫真空计。
真空计的种类很多，根据真空计的刻度方法，可分为绝对真空计和相对真空计。
(一)绝对真空计:通过对气体压强进行测量，经过计算后，能反映真空度的真空计，叫绝对真空计，如:U 型管真空计、压缩式真空计等。
(1)U型管真空计:利用U型管两端的液面差，来测量压强的典空计叫U型管真空计。
(2)压缩式真空计:又称麦克劳真空计。
利用波意耳定律，将定量待测的气体，用水银或油压缩到极小体积，然后比较它的开管与闭管之间的液柱差，通过计算求得压强的一种绝对真空计。
(二)相对真空计:通过对与压强有关的物理盆进行侧量，但不能通过计算来进行刻度，只能与绝对真空计进行比较才能刻度的真空计，叫相对真空计，如:弹性式真空表、薄膜式真空计、电阻真空计、热偶真空计和电离真空计等。
:(1)弹性式真空表:利用弹性元件随压强变化所产生的变形，测量真空度的真空计。
(2)电阻真空计和热偶真空计:利用气体分子的热传导作用，测量真空度的真空计。
(3)电离真空计:利用气体分子在低压强下的电离现象，测量真空度的真空计。
常用真空计的分类和测量范围见下图：(三)绝对真空计与相对真空计的比较(1)绝对真空计的优点，是结构简单福、造价低、测量精度高，其测量值与被测气体种类无关(可凝性蒸气除外)。
其缺点是操作不便，不能连续测量，用水银作介质时，水银蒸气对环境有污染。
(2)相对真空计的优点，是能连续测量真空度，并便于自动记录和用于自动控制。
其缺点，是测量精度受气体种类和环境温度的影响较大，测量精度不如绝对真空计高。
真空热处理炉常用的真空计有弹性式真空表、热偶真空计、电阻真空计、电离真空计等相对真空计。
现将常用的真空计工作原理简介如下:(一)弹性式真空表:真空表内，有一由铍青钢或不锈钢等弹性材料制成的扁平截面弹簧弯管，管的一端与被测真空系统相连，另一端封死，并通过连杆齿轮与指针相连。
简介真空计（VacuumGauge），又称规，是测量真空度或气压的仪器
简介真空计（Vacuum Gauge），又称规，是测量真空度或气压的仪器。
一般是利用不同气压下气体的某种物理效应的变化进行气压的测量。
在科研和工业生产中广泛使用。
编辑本段分类原理介绍按照真空计测量原理所利用的不同的物理机制，可将主要的真空计分为三大类，分别是利用力学性能、利用气体动力学效应和利用带电粒子效应的真空计。
利用力学性能的真空计典型的有波尔登规（Bourdon）和薄膜电容规；利用气体动力学效应的典型真空计有皮拉尼（Pirani）电阻规和热电偶规；利用带电粒子效应的典型真空计有热阴极电离规和冷阴极电离规。
波尔登规（Bourdon）波尔登规如右图所示，细的铜管受气体压力不同会有舒展现象，会带动杠杆和齿轮旋转，使得指针指示在不同刻度上，即可读出相应的气压值。
这种规的测量范围一般在100Pa至1atm。
薄膜电容规薄膜电容规如右图所示，在不同压力下金属膜片受力不同会有不同尺度的变形，使得金属膜片和电极之间的电容变化，通过测量电容的变化量，即可知道金属膜片上气压的变化。
这种规的测量范围一般横跨4个量级，比如可能是0.01Pa至100Pa、0.1Pa至1000Pa等。
这种规的优点是灵敏度很高。
缺点是必须在高于环境温度的恒温条件下使用，以消除温度不同对膜片力学性能的影响，使用前一般需要预热数小时。
皮拉尼电阻规皮拉尼电阻规如右图所示，由于不同气压下气体分子热传导能力不同，当给热丝加恒定的电流时，由于气压不同通过气体传导走的热量不同，热丝所保持的温度就不同，这导致热丝电阻大小不同，通过测量热丝电阻大小就可以推算气压大小。
如果配合电桥测量热丝电阻的变化，将有效提高测量的准确度。
这种规的测量范围一般在0.1Pa至1000Pa。
由于不同气体在相同气压时导热性不同，所以这种规需要在不同的使用气体下标定。
热电偶规热电偶规如右图所示，热电偶规与皮拉尼电阻规基本原理一致，只是它不用测量热丝电阻的变化，而是用热电偶直接测量热比的温度变化。
真空技术及真空计量基本知识
第二章 真空计量基本知识一、真空1.1 真空、理想气体状态方程、气体分子的热运动地球的周围有一层厚厚的空气，称为大气，人类就生活在这些大气中。
空气有一定的质量，在通常状况下，大约为1.29g/l ，可以说是很轻的。
但地球周围的空气非常密，在几十公里以上的高空还有空气存在，这么厚的一层空气受地球引力作用，就会对地面上的一切物体产生压力，这就是大气压。
早在17世纪，托里拆利就通过实验证实了大气压强的大小。
通常一个标准大气压约等于0.1MPa ，相当于760mm 左右的汞柱所产生的压强。
真空是指低于一个大气压的气体空间，但不可理解为什么都没有。
真空是同正常的大气相比，是比较稀薄的气体状态。
按照阿佛加德罗定律1mol 任何气体在标准状况下，有6.022×1023个分子，占据22.4L 的体积。
由此我们得到标准状态下气体分子的密度为319/103cm 个⨯。
在非标准状况下，当气体处于平衡时，满足描述理想气体的状态方程。
式中的N 为气体的摩尔数，P 为压力（Pa ）,T 热力学温度，κ为波尔兹曼常数，κ=1.38×10-23J/K 。
因此在非标准状况下，气体分子数密度及压力和温度有关。
每立方厘米中的气体分子数可以表示为：式中n 为气体分子数密度（cm -3），由此可见，即便在Pa P 11103.1-⨯=这样很高的真空度时，T=293K 时，每立方厘米的空间中仍有数百个气体分子。
因此所谓真空是相对的，绝对的真空是不存在的。
同时我们也可知，气体分子数密度在温度不变时，及压力成正比。
因此，真空度可用压力来表示也是以此为理论依据。
在真空抽气过程中，一般可认为是等温的，我们说容器中的压力降低了或气体分子数密度减少了都是正确的。
1.2 气体分子的热运动从微观的角度看，气体是由分子组成的，所有分子都处在不断的、无规则的运动状态。
分子的这种运动及温度有关，因此我们称之为热运动。
做无规则运动的气体速度不都具有相同的值，而是形成一个各种速度的速度分布，具有最大速度和最小速度的分子数都比较少，而具有“中等”速度的分子数比较多，速度的分布是有规律的。
真空计全面介绍范文
真空计全面介绍范文真空计是一种用于测量真空级别或压力的仪器。
它们在许多领域中都起着重要的作用，包括物理学、化学、工程学、材料科学和空间科学等。
在本文中，我们将全面介绍真空计的工作原理、类型和应用。
一、工作原理真空计的工作原理基于气体压力对自身和周围环境的影响。
根据不同类型的真空计，其工作原理可以有所不同。
以下是几种常见的真空计类型和其工作原理：1. 热导式真空计（Thermal Conductivity Gauge）：热导式真空计使用热传导原理来测量气体压力。
它包含两个热电阻，一个用来加热，另一个用来测量温度。
当气体分子与热电阻发生碰撞时，会导致温度上升，从而使电阻值发生变化，通过测量电阻变化来确定真空级别或压力。
2. 磁罗茨真空计（Magnetron Gauge）：磁罗茨真空计使用电子束轰击的方式测量气体压力。
当电子束轰击气体分子时，会产生电离和电子释放的现象。
通过测量释放的电子数量来确定压力。
3.磁控溅射离子规(RGA)：磁控溅射离子规使用磁场将电子和离子分离，然后通过测量离子的质谱来确定气体组分和压力。
不同的气体分子会产生不同的离子质谱，从而可以确定气体的组合。
4. 拉曼散射真空计（Raman Scattering Gauge）：拉曼散射真空计利用激光和气体分子之间的相互作用来测量气体压力。
激光束与气体分子相互作用时会发生频率偏移，通过测量频率偏移来确定压力。
5. 电离真空计（Ionization Gauge）：电离真空计使用电子轰击气体分子，使其发生电离的现象。
通过测量电离电流来确定气体压力。
二、类型根据真空计的工作原理和用途，可以将其分为以下几种类型：1. Pirani真空计：利用金属丝的电阻变化来测量气体压力。
2.拉曼散射真空计：利用拉曼效应来测量气体分子的速度和温度，从而推测气体的压力。
3.磁罗茨真空计：利用电子轰击气体分子产生的电离现象来测量气体压力。
4.热阴极电离真空计：利用热电子电离气体分子来测量气体压力。
真空计
1.热阴极电离真空计当气体导电时, 气体分子与高速飞行的电子发生碰撞而电离, 碰撞的频率与气体分子的密度有关。
密度大, 碰撞的频率就高, 产生的离子也越多; 而气体分子的密度又与气体的压强有着直接关系, 因此, 如果能测定气体中被电离的离子流的大小, 即可确定气体的压强。
热阴极电离真空计就是根据上述原理制成的, 其原理如下图所示。
热阴极F通电加热后向外发射电子,形成电子流Ie。
在栅极C 上加一约为150 V～200 V 的正电压, 这一正电压可吸引和加速由热阴极发射出来的电子。
被加速的电子穿过栅极后, 因收集极T 的电压相对栅极C 为负电压, 电子又被收集极T 推回, 再加速向栅极返回。
这样, 电子在往返的运动中增大了与气体分子碰撞的概率, 使更多的气体分子电离, 变成正离子和二次电子, 而正离子又将被电位最低的收集极T 所吸引,在收集极电路中形成电流I i, 在数值上该电流就是正离子流的大小, 并且与真空系统的压强以及电子流I e有着如下关系:Ii=KIeP式中: Ii为被电离的气体正离子流; K为无量纲的比例系数, 其数值是由各电极材料、形状、相对位置和相对电势等因素决定的常量, 可以简单理解为电离效率; Ie 为热阴极发射的电子流; P为真空系统的压强, 是我们所要测量的量。
在实际应用中为了简化设计, 一般都是把Ie控制在一个固定的数值上, 这样就能把K I e 也看做常量F= (KIe)-1, 把F代入式(1), 再经过变化后得到:P=FIi显然, 为了求出压强P , 只要测量I i 就可以了。
2. 冷阴极电离真空计：冷阴极电离真空计是一种相对真空计。
它由规管和测量电路两部分组成。
冷阴极电离真空计与热阴极电离真空计一样，是利用低压力下气体分子的电离电流与压力有关的特性，用放电电流做为真空度的测量，由电流表(做为真空度指示仪表，一般用量程为o～100μA)指示出来。
所不同的在于电离源。
热阴极电离真空计是由热阴极发射电子，而冷阴极电离真空计是靠冷发射(场致发射、光电发射、气体被宇宙射线电离等)所产生的少量初始自由电子，它们在电场的作用下向阳极运动，但由于正交磁场的存在，也将施力于运动的电子，从而改变电子的运动轨迹。
真空计的检漏及区分 真空计是如何工作的
真空计的检漏及区分真空计是如何工作的真空计（Vacuum Gauge），又称规，是测量真空度或气压的仪器。
一般是利用不同气压下气体的某种物理效应的变化进行气压的测量。
1、用电离计检漏时，示漏物质应选用电离效果与残余气体有可能大差异者，电离效果包括电离率及电离电位两者的综合结果，一般用氢，氦，二氧化碳等。
2、用热真空计检漏时，示漏物质可用氢，二氧化碳，丙酮。
乙醚。
酒精等。
一般说来，用气体喷吹用液体覆盖为好，由于液体往往会堵塞漏孔，还会污染真空系统或器件，热真空计由于惯性大，反应慢，检漏时巡喷速度不宜过快，并认真察看，认真判别是系统的压强波动，仪器的漂移或是真正存在漏孔。
只有示漏物质离开后，仪器指示恢复原状的，才是真正的漏孔。
热真空计检漏，要在它的测量范围的真空度下，才能有效，即只适用于10—1——10—3托的真空度范围。
它哪呢过检出最小漏孔为1*10—5托升/秒。
电离计的反应热真空计快，但因示漏气体在真空系统中建立充分分压需要较长时间，故巡喷速度亦不能太快。
电离计能检漏的压力范围，大致同于其测量范围，故各种类型电离计各有其检漏的压力范围。
电离计能检的最小可检漏孔约为1*10—6——1*10—7托升/秒。
在真空计检漏中，即使示漏气体对着漏孔喷吹。
或者示漏液体涂于漏孔，实际上都不可避开要夹带有空气进去，即示漏物质并没有彻底取代空气。
带进去的空气一方面冲淡了示漏物质的作用，另一方面还会引起不必要的读数波动，由于混进的空气重量时大时小。
真空计是一种常用的测量仪器，一般是利用不同气压下气体的某种物理效应的变化进行气压的测量，产品被广泛用于多个领域中。
真空计的产品种类浩繁，用户应当如何分类呢？下面我就来实在介绍一下真空计的分类方法，希望可以帮忙到大家。
按真空度刻度方法分类（1）真空计：直接读取气体压力，其压力响应（刻度）可通过自身几何尺寸计算出来或由测力确定。
真空计对全部气体都是精准的且与气体种类无关，属于真空计的有U型镑压力计、压缩式真空计和热辐射真空计等。
真空计原理及测量范围
真空计原理与测量范围真空的含义是指在给定的空间内低于一个大气压力的气体状态，是一种物理现象。
在真空技术里，真空系针对大气而言，一般指特定空间内部之部份物质被排出，使其压力小于一个标准大气压，则我们通称此空间为真空或真空状态。
真空常用帕斯卡（Pascal）托尔（Torr）毫巴（mbar）等做为压力的单位。
真空的分类：前级真空：1*10-3Torr~1000Torr高真空：1*10-9Torr~10-3Torr超高真空：10-9Torr以下真空计（Vacuum Gauge），也称真空表、真空规管，是测量真空度或低气压的仪器。
一般是利用不同气压下气体的某种物理效应的变化进行气压的测量。
在科研和工业生产中广泛使用。
按照真空计测量原理所利用的不同的物理机制，可将主要的真空计分为三大类，分别是利用力学性能、利用气体动力学效应利用带电粒子效应的真空计。
利用力学性能的真空计典型的有波尔登规（Bourdon）和电容薄膜规；利用气体动力学效应的典型真空计有皮拉尼（Pirani）电阻规和热电偶规、热传导规；利用带电粒子效应的典型真空计有热阴极电离规和冷阴极电离规。
市场上真空计的形式：真空规管+真空测量计（真空计控制器）：需配套使用。
真空变送器（真空计）：本体集成电路部分，可输出各类型号。
两种形式客户可根据实际应用进行选择，真空规和控制器的形式，主要应用在一些恶劣的现场环境或者早期的集成设备，由规管、线缆、控制器三部分组成，前期成本略高，典型优点是后期维护更换真空规便宜；随着工业自动化的发展，真空变送器（真空计）已经成为真空测量的主要产品，可根据现场能处理的信号（数字/模拟）选择相应通讯的产品。
真空计测量范围：电容薄膜真空计如上图，压力变化引起膜片不同层度的形变，使得膜片和电极之间的电容变化，通过测量电容的变化量，即可知道膜片上压力的变化。
（膜片主要有两种材质：金属膜片和陶瓷膜片）电容薄膜压力计，测量读数无关气体组分，主要受环境温度的影响（温度补偿），是测量差分或全部气体压力最准确的设备（包括蒸汽凝结、操作温度不规则的环境），目前已知产品最大测量压力为25000Torr，最低测量压力在10-5Torr左右。
真空计全面介绍
機械式真空計
利用(容器內)氣體粒子之熱速度作用 於(容器內)受力表面來直接量測壓力 之真空計
機械式真空計(mechanical vacuum gauge) 機械式真空計( gauge)
壓力天平
液位壓力計
壓力天平 (重錘活塞式壓力計 重錘活塞式壓力計-deadweight 重錘活塞式壓力計 pressure gauge)
離子真空計
唯一間接量測壓力之真空計，一般用於 高真空以上(約小於10 高真空以上(約小於10-3mbar) 。 利用量測真空系統內剩餘氣體分子隻數 量來推導出真空壓力之大小。
離子式真空計（ 離子式真空計（ION Gauge） ）
同時監視3 同時監視3組壓力， 可外加8 可外加8組壓力設定， 最適合自動化設備。 高真空起動及保護裝 置，可匹配 RS-232、 RS-232、 RS-422、RS-485電 RS-422、RS-485電 腦介面。
Spinning rotor viscosity gauge(旋轉轉子黏滯性真
空計) 原理 1.先啟動垂直控制線圈，使鋼球能穩定的懸浮在垂直軸 2.啟動加速控制線圈，使鋼球繞著垂直軸為轉軸，加速旋 轉制至400轉／秒後關掉 3.這時高速自旋之鋼球會因氣體的黏製性而慢慢減速，這 時再由訊號去量測(利用controller)各參數來求得真空壓力
Pirani gauge(派藍尼真空計)
特色：中級真空範圍(1-10-3Torr)下使用最為廣 中級真空範圍
泛 具有一條高電阻溫度係數 高電阻溫度係數材料製程的燈絲，適當 高電阻溫度係數 電流通過時，燈絲溫度可保持在100℃至130℃
Pirani gauge
定電壓式Pirani 定電流式Pirani 定電壓式Pirani gauge 定電流式Pirani gauge 定溫式Pirani 定溫式Pirani gauge
真空计分类及选用时的注意事项
真空计分类及选用时的注意事项真空计是一种用于测量真空度的仪器。
根据其工作原理和测量范围的不同，真空计可以分为多种类型，包括膜片式真空计、热阴极电离真空计、热电子式真空计、四级磁控管真空计等。
在选择和使用真空计时，需要注意以下几个方面。
首先，根据测量范围选择合适的真空计。
不同类型的真空计有不同的测量范围。
膜片式真空计适用于较高真空度范围，通常用于大气压到10^-3帕的测量。
热阴极电离真空计适用于较低真空度范围，通常用于10^-3帕到10^-7帕的测量。
热电子式真空计适用于更低的真空度范围，通常用于10^-7帕到10^-11帕的测量。
四级磁控管真空计适用于极低真空度范围，通常用于10^-11帕到10^-12帕的测量。
其次，考虑测量的要求和条件来选择真空计。
不同类型的真空计有不同的精度和响应速度。
如果需要较高的测量精度和快速的响应速度，可以选择膜片式真空计或热阴极电离真空计。
如果需要更高的测量精度和更快的响应速度，可以选择热电子式真空计。
如果需要极高的测量精度和极快的响应速度，可以选择四级磁控管真空计。
此外，还需要考虑真空计的稳定性和耐用性，以确保长时间的可靠测量。
第三，确保真空计的适用环境条件。
真空计通常需要在一定的环境条件下工作。
例如，膜片式真空计需要在干燥无尘的环境下使用，以避免膜片的损坏。
热阴极电离真空计需要在较高温度下工作，因此需要注意温度限制。
热电子式真空计需要在较低温度下工作，因此需要特殊的冷却装置。
四级磁控管真空计需要在超高真空环境下操作，因此需要特殊的气密性和绝缘措施。
第四，确保正确使用和维护真空计。
真空计是精密的科学仪器，需要正确操作和维护才能保持准确和可靠的测量结果。
在使用真空计之前，需要校准和调零仪器，以确保准确度。
在实验过程中，需要避免物体碰撞或溅入真空计，以免损坏仪器。
在不使用真空计时，需要妥善保存和保养，以延长使用寿命。
综上所述，选择和使用真空计需要考虑测量范围、测量要求、适用环境条件和正确操作维护等方面的因素。
真空计的基础知识
真空计的基础知识 真空是一种不存在任何物质的空间状态，是一种物理现象。
在“真空”中，声音因为没有介质而无法传递，但电磁波的传递却不受真空的影响。
事实上，在真空技术里，真空系针对大气而言，一特定空间内部之部份物质被排出，使其压强小于一个标准大气压，则我们通称此空间为真空或真空状态。
1真空常用帕斯卡（Pascal）或托尔（Torr）做为压力的单位。
目前在自然环境里，只有外太空堪称最接近真空的空间。
真空计（Vacuum Gauge），又称规，是测量真空度或气压的仪器。
一般是利用不同气压下气体的某种物理效应的变化进行气压的测量。
在科研和工业生产中广泛使用。
真空计是按照真空计测量原理所利用的不同的物理机制，可将主要的真空计分为三大类，分别是利用力学性能、利用气体动力学效应和利用带电粒子效应的真空计。
利用力学性能的真空计典型的有波尔登规（Bourdon）和薄膜电容规；利用气体动力学效应的典型真空计有皮拉尼（Pirani）电阻规和热电偶规；利用带电粒子效应的典型真空计有热阴极电离规和冷阴极电离规。
按真空度刻度方法分类 （1）绝对真空计：直接读取气体压力，其压力响应（刻度）可通过自身几何尺寸计算出来或由测力确定。
绝对真空计对所有气体都是准确的且与气体种类无关，属于绝对真空计的有U型镑压力计、压缩式真空计和热辐射真空计等。
（2）相对真空计：由一些气体压力有函数关系的量来确定压力，不能通过简单的计算进刻度，必须进行校准才能刻度。
相对真空计一般由作为传感器的真空计规管（或规头）和用于控制、指示的测量器组成。
读数与气体种类有关。
相对真空计的种类很多，如热传导真空计和电离真空计等。
真空计原理及测量范围
真空计原理及测量范围
真空计是一种用于测量真空度的仪器，根据不同的原理可以分为多种类型，包括气体扩散法真空计、热导法真空计、冷阴极离子化真空计等。
下面将分别介绍这几种常见的真空计的原理及测量范围。
1.气体扩散法真空计
气体扩散法真空计是通过测量气体扩散速率来间接得到真空度的。
工作原理是将样品或测量环境中的气体进入真空计中，利用气体在真空中自由扩散的特性，通过测量扩散流量来计算真空度。
该方法适用于较高真空度的测量范围，通常在10^-1至10^-7帕之间。
2.热导法真空计
热导法真空计主要基于热导率与气体密度之间的关系来测量真空度。
它包含一个加热丝和一个测量电阻，当加热丝加热时，传热受到气体分子碰撞的影响，从而导致电阻的变化，根据电阻的变化可以计算出气体的密度。
热导法真空计适用于1至10^5帕的测量范围。
3.冷阴极离子化真空计
冷阴极离子化真空计主要通过测量空间中的电离电流来间接测量真空度。
该方法通过在真空计中放置一个冷阴极，当真空中的气体与冷阴极发生碰撞时，会产生电子，然后利用电子与气体分子碰撞产生离子，通过测量电离电流的大小来计算真空度。
冷阴极离子化真空计适用于10^-4至10^-2帕的测量范围。
以上所述的是一些常见的真空计的原理及测量范围，不同的真空计适用于不同的测量条件和要求。
在实际应用中，还需要根据具体的测量需求选择合适的真空计，以获得准确可靠的测量结果。
真空测量的种类及各种真空计的原理
真空测量的种类及各种真空计的原理（1）1.什么是真空测量真空测量就是真空度的测量，而真空度是指低于大气压力的气体稀薄程度。
以压力表示真空度是由于历史上沿用下来的，并不十分合理。
压力高意味着真空度低；反之，压力低与真空度高相对应。
全压力测量1.U型管真空计结构最简单的测量压力的仪器，它通常是用玻璃管制成，其工作液体有多种，通常为水银。
管的一端与待测压力的真空容器相连，另一端是封死的或开口与大气相通，以U型管两端的液面差来指示真空度。
U型管真空计的测量范围为105～10Pa。
它是一种绝对真空计。
(1)开式U型管真空计：将U型管内充入适量的工作液(如水银)，一端开口接大气(即环境大气压p0)，另一端与被测真空系统相连接(待测压力p)如图1所示。
其压力计算公式如下p = p0 - ρgh (1)式中p ——待测压力p0——环境大气压力h ——两液面高度差ρ——工作液密度g ——重力加速度(2)闭式U型管真空计：如图2所示，把管内预先抽至压力为10-1Pa以下，然后将工作液(如水银)注入管内，其开口端与待测真空系统相连接。
当真空系统抽气前，真空系统内的压力等于环境大气压力，则工作液充满封闭端形成最大液面差h0；当系统抽气到某一瞬间时，两端液面处于液面静压力平衡时，则待测压力值可用下式求得(忽略封闭端内压力对液面的影响)：p = ρgh (2)2.弹性元件真空计利用弹性元件在压差作用下产生弹性变形的原理制成的真空测量仪表称为弹性元件真空表。
在结构和外形上与工业用压力表类似，一般用于粗真空(102～105Pa)的测量。
根据变形弹性元件分类，这类真空计通常有弹簧管式、膜盒式和膜片式，其结构如图3所示。
弹性元件真空表性能稳定，其测量范围一般为102～105Pa，精度有0.5级、1.5级和2.5级数种。
在工业生产中有些设备需要既测量正压(高于一个大气压)，也要测量负压(低于一个大气压，即真空状态)，因此制成的弹性元件压力真空表，在同一条表盘刻度上同时刻有正压力和真空度。
真空计(vacuum gauge)介绍
真空计(vacuum gauge)介绍用于测量低于大气压的稀薄气体总压力的仪表，又称真空规。
真空计的测量单位沿用压力测量单位，压力的国际单位为帕(Pa)，曾使用的单位还有托(Torr)和毫巴(mbar)等。
自1643年意大利物理学家E.托里拆利进行大气压力实验以来，先后出现许多种真空计。
最早出现的是Ｕ形管真空计,它只能用来测量粗真空和低真空。
1874年,H.G.麦克劳发明的压缩式真空计,解决了低真空和高真空的绝对压力的测量，但仍不能进行连续测量。
1906年，M.皮喇尼发明电阻式真空计，解决了工业生产中的低真空测量问题。
继而，O.E.巴克利于1916年又发明电离真空计,这在当时不仅解决了10-1～10-5帕的高真空测量,而且促进了油扩散泵等真空设备的发展和应用。
1937年，F.M.潘宁发明冷阴极电离真空计，适用于有大量放气和经常暴露于大气的真空设备的测量，所以在真空冶金和机械工业中得到广泛应用。
1950年，R.T.贝阿德和D.A.阿尔伯特发明BA式电离真空计,解决了10-8帕的超高真空测量问题,从而使真空测量获得了突破,并推动了超高真空技术的发展；而与此有关的表面物理、核能、航天和大型集成电路等科学技术也得到了迅速发展。
1960年以来，相继研制成功的调制规、抑制规、弯注规、分离规和磁控式电离规等已能实现10-11帕左右的超高真空测量。
分类真空计可分为绝对真空计和相对真空计两大类。
凡能从其本身测得的物理量（如液柱高度、工作液、比重等）直接计算出气体压力的称绝对真空计，这种真空计测量精度较高，主要用作基准量具。
相对真空计主要利用气体在低压力下的某些物理特性（如热传导、电离、粘滞性和应变等）与压力的关系间接测量，其测量精度较低，而且测量结果还与被测气体种类和成分有关。
因此相对真空计必须用绝对真空计标定和校准后方能用作真空测量。
但它能直接读出被测压力，使用方便，在实际应用中占绝大多数。
真空技术需要测量的压力范围为105～10-11帕，甚至更小,宽达16个数量级以上,尚无一种真空计能适用于从粗真空(105～102帕)、低真空（102～10-1帕）、高真空（10-1～10-5帕）、超高真空（小于10-5帕）到极高真空（小于10-10帕）的全范围测量,因而有多种真空计。
真空测量常用真空计
真空测量常用真空计真空测是是真空技术中的一个重要组成部分用于测量真空度的仪器叫真空计。
真空计的种类很多，根据真空计的刻度方法，可分为绝对真空计和相对真空计。
(一)绝对真空计:通过对气体压强进行测量，经过计算后，能反映真空度的真空计，叫绝对真空计，如:U 型管真空计、压缩式真空计等。
(1)U型管真空计:利用U型管两端的液面差，来测量压强的典空计叫U型管真空计。
(2)压缩式真空计:又称麦克劳真空计。
利用波意耳定律，将定量待测的气体，用水银或油压缩到极小体积，然后比较它的开管与闭管之间的液柱差，通过计算求得压强的一种绝对真空计。
(二)相对真空计:通过对与压强有关的物理盆进行侧量，但不能通过计算来进行刻度，只能与绝对真空计进行比较才能刻度的真空计，叫相对真空计，如:弹性式真空表、薄膜式真空计、电阻真空计、热偶真空计和电离真空计等。
:(1)弹性式真空表:利用弹性元件随压强变化所产生的变形，测量真空度的真空计。
(2)电阻真空计和热偶真空计:利用气体分子的热传导作用，测量真空度的真空计。
(3)电离真空计:利用气体分子在低压强下的电离现象，测量真空度的真空计。
常用真空计的分类和测量范围见下图：(三)绝对真空计与相对真空计的比较(1)绝对真空计的优点，是结构简单福、造价低、测量精度高，其测量值与被测气体种类无关(可凝性蒸气除外)。
其缺点是操作不便，不能连续测量，用水银作介质时，水银蒸气对环境有污染。
(2)相对真空计的优点，是能连续测量真空度，并便于自动记录和用于自动控制。
其缺点，是测量精度受气体种类和环境温度的影响较大，测量精度不如绝对真空计高。
真空热处理炉常用的真空计有弹性式真空表、热偶真空计、电阻真空计、电离真空计等相对真空计。
现将常用的真空计工作原理简介如下:(一)弹性式真空表:真空表内，有一由铍青钢或不锈钢等弹性材料制成的扁平截面弹簧弯管，管的一端与被测真空系统相连，另一端封死，并通过连杆齿轮与指针相连。
真空计介绍
C.
原理：電容真空計實際上市膜盒真空計之形成，只是此時壓力變 化是透過機械偏折量轉變成電〈電容改變〉的信號，為一種電容 性電位計。
III.
1.
熱導真空計
熱導真空計概論
A. B.
C.
量測範圍：1atm~10 -3 torr 工作原理：真空中發熱體〈Heated element〉之熱傳遞〈Heat Transfer〉 與氣體分子數目多少〈即壓力大小〉成正比關係，但 此種關係僅在某一特定之壓力範圍成立，因此由熱漏失量的多少， 可反求壓力之大小。 熱導式真空計種類：
1) 2) 3)
巴喇尼真空計〈Pirani Gauge〉 熱偶真空計〈Thermocouple Gauge〉 熱敏電阻真空計〈Thermister Gauge〉
2.
熱偶真空計
A. B.
量測範圍：1~10 -3 torr 裝 置：包括一電子控制器與一感測頭。
C.
原理：系統內之氣體分子與發熱體碰撞並帶走熱量，壓力越高，則氣體分 子數目越多，因此發熱體的溫度變低，熱電偶壓降減少，反之則溫度較高 ，熱電偶壓降較大，由熱電偶電動勢 之大小〈約為0~15 mV〉可校正為壓 力之指示。
3.
巴喇尼真空計
A. B.
量測範圍：1atm~10 -3 torr 裝 置：包括電源供應器，惠登斯電橋〈Wheatstone bridge〉及 指示電表。
C.
原理：與熱電偶真空計相似，感測頭內有一熱阻係數大的發熱體， 氣體分子可帶走發熱體之熱量，當壓力大時，帶走之熱量多，發 熱體溫度降低，其電阻值隨之下降，巴喇尼真空計利用電阻值的 改變以量測壓力。 R2 = R1/R3× R4 壓力大小可由電流表M之電流校正得知。
1‧直接式：利用壁或膜受力作用產生 位移變化以作壓力指示。
真空计全面介绍.ppt
液壓式壓力天平:
(最大量測範圍1.379kPa至 413.685MPa) 氣壓式壓力天平: (最大量測範圍1.379kPa至 103.421MPa)
液位壓力計(基於連通管原理)
‧左圖為最常見U形管液位 壓力計
‧液位壓力計使用介質有 水、油、水銀，而水和 油適用於低範圍差壓之 量測，而水銀因為密度 較大的多(約13.6倍)，所 以適用於高範圍差壓之 量測
ห้องสมุดไป่ตู้
Pirani gauge(派藍尼真空計)
特色：中級真空範圍(1-10-3Torr)下使用最為廣
泛 具有一條高電阻溫度係數材料製程的燈絲，適當 電流通過時，燈絲溫度可保持在100℃至130℃
Pirani gauge
定電壓式Pirani gauge 定電流式Pirani gauge 定溫式Pirani gauge
熱(電)偶真空計
Thermal-couple Vacuum Gauge
原理
利用熱電偶感溫特性直接 量測真空感測頭內的發 熱燈絲的溫度，由溫度 變化即可知真空壓力的 變化。
最簡單的結構就是將熱電 偶焊接於發熱燈絲上， 然後將熱電偶之輸出接 到可將信號放大的類比 電路上，以及可顯示壓 力值的數位顯示電路。
測定低真空至高真空系 統之真空度，堅固耐用 並可作為系統壓力保護 裝置。
Hot-cathode ionization gauge(熱陰極
離子真空計)
原理 利用加熱之燈絲產生熱電子，並經由電場加速為 帶有充分能量之電子，再撞擊氣體分子使其離子 化。
就sensor來說分為兩類： HP離子真空計 BA離子真空計
熱偶真空計
Thermal-couple Vacuum Gauge
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三、真空计简介
热阴极F通电加热后向外发射电子,形 成电子流Ie。在栅极C 上加一约为 150 V～ 200 V 的正电压, 这一正电 压可吸引和加速由热阴极发射出来 的电子。被加速的电子穿过栅极后, 因收集极T 的电压相对栅极C 为负电 压, 电子又被收集极T 推回, 再加速向 栅极返回。这样, 电子在往返的运动 中增大了与气体分子碰撞的概率, 使 更多的气体分子电离, 变成正离子和 二次电子, 而正离子又将被电位最低 的收集极T 所吸引,在收集极电路中 形成电流I i, 在数值上该电流就是正 离子流的大小, 并且与真空系统的压 强以及电子流I e有着如下关系: Ii=KIeP
三、真空计简介
• 复合真空计
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三、真空计简介
• 热阴极电离真空计
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三、真空计简介
• 冷阴极电离真空计
冷阴极电离真空计是一种相对真空计。它由规管和测量电路两部分组成。下图示出冷阴极 电离真空计的示意图。 冷阴极电离真空计与热阴极电离真空计一样，是利用低压力下气体分子的电离电流与压力 有关的特性，用放电电流做为真空度的测量，由电流表 (做为真空度指示仪表，一般用量 程为o～100μA)指示出来。所不同的在于电离源。热阴极电离真空计是由热阴极发射电子 ，而冷阴极电离真空计是靠冷发射(场致发射、光电发射、气体被宇宙射线电离等)所产生 的少量初始自由电子，它们在电场的作用下向阳极运动，但由于正交磁场的存在，也将施 力于运动的电子，从而改变电子的运动轨迹。在电、磁场的共同作用下，电子沿螺旋形轨 道迂回地飞向阳极(这种运动轨迹实际上是一个在阳极面上具有摆线投影的曲线)，这样就 大大延长了电子达到阳极的路程，使碰撞气体分子的机会增多；
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三、真空计简介
• 压缩式真空计
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三、真空计简介
• 电阻真空计
又称皮喇尼真空计，是一种测量低真空的相对真空计，主要由电阻式规管和测 量线路两部分组成。电阻式规管（图3）是在管壳内封装着 一条电阻温度系数 较大的电阻丝，常用的为钨或铂丝。 测量时，规管与被测真空系统相接，用一 定的电压、 电流加热电阻丝，其表面温度可用电阻值来反映，且 与周围的气 体分子的热传导有关，而气体分子的热传 导又与压力有关。当被测压力降低时 ，由气体分子传 走的热量减小，电阻丝表面温度就增高，电阻值增大；反之， 电阻值减小。因此根据电阻值的大小就可测量出压力。
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三、真空计简介
• 冷阴极电离真空计 同时又因阳极是一个中空的环，在其中轴线附近运动的电子还可能穿过阳极环 凭原有动能继续前进，而后又被带负电位的阴极排斥而折回，这样飞行中的电 子可能在两阴极间往返振荡直到最后被阳极吸收为止，使电子到达阳极的实际 路程远大于两极间的几何尺寸，故碰撞几率大大增加。电子碰撞气体分子时， 有一部分为电离碰撞，电离后形成的正离子在阴极上打出的二次电子，也受电 场和磁场的共同作用而参与这种运动，使电离过程连锁的进行，在很短时间内 雪崩式地产生大量的电子和离子，这样就形成了自持气体放电(一般称为潘宁放 电)，此放电电流与压力有如下关系：
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三、真空计简介
复合真空计附有一个热偶规管、一个电离规管，分别插在 被测真空系统上。通过复合真空计上的旋纽，分别给两个 规曹加热，并选择使用。 比如大规模工业化生产所使用的真空计，大多数就是数显 复合真空计。如PECVD和PVD上。
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三、真空计简介
I=Kpn 式中 I--放电电流 K——常数 n——常数，一般在l～ 2之间，与规管结构有关。 冷阴极电离真空规，没有 热阴极，不怕大气冲击， 但其测量误差较大。
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三、真空计简介
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二、真空计简史
自1643年意大利物理学家E.托里拆利进行大气压力实验以来，先后出 现许多种真空计。最早出现的是Ｕ形管真空计,它只能用来测量粗真空 和低真空。1874年,H.G.麦克劳发明的压缩式真空计,解决了低真空和高 真空的绝对压力的测量，但仍不能进行连续测量。1906年，M.皮喇尼 发明电阻式真空计，解决了工业生产中的低真空测量问题。继而，O.E. 巴克利于1916年又发明电离真空计,这在当时不仅解决了10-1～10-5帕的 高真空测量,而且促进了油扩散泵等真空设备的发展和应用。1937年， F.M.潘宁发明冷阴极电离真空计，适用于有大量放气和经常暴露于大气 的真空设备的测量，所以在真空冶金和机械工业中得到广泛应用。 1950年，R.T.贝阿德和D.A.阿尔伯特发明BA式电离真空计,解决了10-8 帕的超高真空测量问题,从而使真空测量获得了突破,并推动了超高真空 技术的发展；而与此有关的表面物理、核能、航天和大型集成电路等 科学技术也得到了迅速发展。1960年以来，相继研制成功的调制规、 抑制规、弯注规、分离规和磁控式电离规等已能实现10-11帕左右的超 高真空测量。
• 复合式真空计 复合真空计是由温差电偶真空计与热阴极电离真空计组合 而成。 由于上面已经介绍热阴极电离真空计了，这里只介绍温差 电偶真空计的原理。
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三、真空计简介
温差电偶真空规管由玻璃制成, 通过小 管8 和真空系统相接, 如图 所示, 在规管内 的两根引线上装有热丝3,另外两根引线上焊 着一对温差电偶4, 温差电偶的另一端与热 丝在A 点焊接。 由于在低压下, 气体的热传导系数与压 强成正比,所以在通过热丝的电流( 90～150 mA)一定的条件下, 热丝的温度随着规管内 真空度的提高而升高, 温差电偶电动势也就 随之而增大。因此, 通过测量温差电偶电动 势, 就可确定出被测系统的真空度, 温差电 偶真空计就是根据这个原理制成的。温差 电偶真空计的电离真空计的测量范围1～ 5×10-2 Pa。
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三、真空计简介
• 真空计的定义 测量低于大气压的气体压强的工具称为真空计。也叫真空规。 凡能从其本身测得的物理量（如液柱高度、工作液、比重直接计算出气 体压力的称绝对真空计，这种真空计测量精度较高，主要用作基准量 具。 相对真空计主要利用气体在低压力下的某些物理特性（如热传导、电离 、粘滞性和应变等）与压力的关系间接测量，其测量精度较低，而且 测量结果还与被测气体种类和成分有关。因此相对真空计必须用绝对 真空计标定和校准后方能用作真空测量。但它能直接读出被测压力， 使用方便，在实际应用中占绝大多数。
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一、真空技术相关基础知识
• 真空区域的划分 粗真空：105~102帕 低真空：102~10-1帕 高真空：10-1~10-5帕 超高真空：小于10-5帕 极高真空：小于10-10帕 在太阳能组件生产工艺这块，我们的真空要求主要是低真 空和高真空。
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一、真空技术相关基础知识
• 相关单位 真空度的单位沿用压力的测量单位，压力的国际单位为帕 （Pa），曾使用过的单位还有托（Torr）和毫巴（mbar） 等。下面是这些单位之间的简单换算关系。 1ATM = 760 Torr = 76 cmHg = 1.01325 x 105 Pa = 1.01325 x 105 ( N／m2 ) = 1.01325 bar
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三、真空计简介
• U型管真空计 用以测量粗真空和低真空的绝对真空计（图1）。在U字形 的玻璃管中充以工作液（低蒸气压的油、汞）。管的一端 被抽成真空（或直接通大气），另一端接被测真空系统。 根据两边管中的压差所造成的液柱差可测出被测真空系统 的压力。
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三、真空计简介
• 电阻真空计
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三、真空计简介
• 热阴极电离真空计 当气体导电时, 气体分子与高速飞行的电子发生碰撞而电离, 碰撞的频率与气体分子的密度有关。密度大, 碰撞的频率就 高, 产生的离子也越多; 而气体分子的密度又与气体的压强 有着直接关系, 因此, 如果能测定气体中被电离的离子流的 大小, 即可确定气体的压强。热阴极电离真空计就是根据上 述原理制成的, 其原理如下图所示。真空计简介
• 真空计的简单分类 真空技术需要测量的压力范围为105～10-11帕，甚至更小,宽 达16个数量级以上,尚无一种真空计能适用于从粗真空(105 ～102帕)、低真空（102～10-1帕）、高真空（10-1～10-5帕 ）、超高真空（小于10-5帕）到极高真空（小于10-10帕）的 全范围测量,因而有多种真空计。最常用的有U形管真空计 、压缩式真空计、电阻真空计和冷热阴极电离真空计，以 及可以连续测量的复合真空计。
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三、真空计简介
• 真空计的读数 我们可以通过真空压力表和真空计的数显读出真空度。
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三、真空计简介
• 真空计与压力计 真空计与压力计的单位都是帕斯卡，都是测量一个系统压 强的大小的工具。只是真空计测量的压强一般都是低于标 准大气压的系统，而压力计测量的一般是高于大气压的系 统。