真空测量技术
真空度测试技术使用教程
真空度测试技术使用教程在科学研究和工业生产中，真空度测试技术扮演着重要的角色。
它可以用来评估材料的质量、检测设备的性能以及在空间技术中的应用。
本文将介绍真空度测试技术的原理、方法和一些常见应用，帮助读者更好地理解和使用该项技术。
一、真空度测试的原理真空度是指在一定容器内气体的压力低于大气压力的程度。
真空度测试的原理基于气体分子的热运动和压力的差异。
气体分子在容器中以高速运动，当容器内部真空度升高时，分子间的碰撞减少，分子从容器表面蒸发进入气相的速率超过从气相吸附到容器表面的速率，在达到平衡时，容器内气体的压力逐渐降低。
二、真空度测试的方法1. 压力规法压力规是一种经典的真空度测试方法，它通过测量容器内的气体压力来评估真空度。
压力规可根据气体压力与设备连通，通过压力传感器实时检测压力值，并将其转化为真空度数值。
使用压力规测量真空度需要注意选择合适的传感器和灵敏度范围，以确保测试结果的准确性。
2. 电子扩散计法电子扩散计利用气体分子在电磁场作用下的偏转来测量真空度。
当分子通过电磁场时，受力方向受到改变，使得电子束产生偏转，通过测量电子束偏转的角度和电子注流量来计算真空度。
电子扩散计主要适用于低真空度的测试。
3. 磁控静电计法磁控静电计是一种高精度的真空度测试方法，通过测量电离的气体在磁场中运动的特性来评估真空度。
磁控静电计结合静电检测器和磁控技术，能够精确测量从高真空到超高真空范围内的气体压力。
三、真空度测试的常见应用1. 真空设备质量评估在制造真空设备时，测试其真空度是评估设备质量的重要手段。
通过对真空度进行测试，可以评估设备的渗漏情况、除气性能和密封性能。
保持良好的真空度对于确保设备正常运行至关重要。
2. 材料表面性质研究在材料科学中，表面性质对材料的性能和应用起着重要作用。
真空度测试技术可以用来评估材料的表面粗糙度、薄膜附着力和表面清洁度等特性。
这些信息对于材料制备和加工具有指导意义。
3. 空间科学研究在太空探索和卫星技术中，真空度测试技术是必不可少的。
物理实验中的真空技术使用方法探析
物理实验中的真空技术使用方法探析引言物理实验中，真空技术是一项至关重要的技术手段。
它可以提供一个无气的环境，消除空气对实验结果的干扰，使得实验数据更加准确可靠。
本文将探析物理实验中真空技术的使用方法，包括真空系统的构建、真空泵的选择和真空度的控制等问题。
一、真空系统的构建1. 抽气系统为了构建一个有效的真空系统，我们需要选择合适的抽气系统。
常见的抽气系统有机械泵、扩散泵和分子泵等。
机械泵适用于中低真空，扩散泵适用于中高真空，而分子泵适用于超高真空。
根据实验的需求和所需真空度的要求，选择适当的抽气系统非常重要。
2. 密封系统真空系统的密封非常关键，它能防止气体泄漏，使真空系统得以保持稳定。
在构建真空系统时，应选择适当的密封件，如金属密封、橡胶密封等，并采取合适的密封方式，如螺纹连接、焊接等，以确保系统的完全封闭。
3. 减压系统真空系统的减压需要通过开启各级泵进行，减压过程需要控制得当。
在减压时，应遵循逐渐减压的原则，以避免过快的压力变化引起的系统问题。
减压过程中还需注意排气口的设置，以保证气体顺利排出。
二、真空泵的选择真空泵是实验中非常重要的设备，选取合适的真空泵可以提高实验的效率和可靠性。
1. 所需真空度根据实验的需求，选择合适的真空度范围。
比如，某些实验需要较低的真空度来研究气态物质的行为，而另一些实验只需较高的真空度来避免气体干扰。
根据实验需求，选择合适的真空泵。
2. 抽气速度抽气速度是真空泵的重要指标之一。
当抽气速度与泵进气速度匹配时，可以更快地达到所需真空度。
在选择真空泵时，需要根据实验的大小和性质综合考虑抽气速度和泵进气速度之间的匹配程度。
3. 噪音和振动在实验室环境中，噪音和振动是一些需要注意的问题。
一些真空泵工作时会产生较大的噪音和振动，这对实验的准确性和精度可能产生不利影响。
因此，在选择真空泵时，除了考虑其性能指标外，还需考虑其噪音和振动水平。
三、真空度的控制1. 真空度的测量在实验过程中，对真空度的准确测量非常重要。
真空获得与测量实验报告
真空获得与测量实验报告真空获得与测量实验报告引言：真空技术在科学研究、工业生产和医学诊断等领域具有重要的应用价值。
为了获得高质量的真空环境，科学家们进行了一系列的实验研究。
本实验旨在探究真空获得的方法和真空度的测量。
一、真空获得的方法1.机械泵机械泵是最常用的真空获得装置之一。
它通过机械运动将气体从容器中抽出，从而降低压力。
机械泵适用于中低真空范围，操作简便，但不能获得高真空。
2.扩散泵扩散泵是一种能够获得高真空的装置。
它通过将气体分子扩散到高速运动的喷嘴上，再通过冷凝或吸附的方式将气体排出。
扩散泵在高真空实验中具有广泛应用，但需要较长的预抽时间。
3.离心泵离心泵是一种利用离心力将气体从容器中排出的装置。
它适用于高真空获得，具有较高的抽速和较短的预抽时间。
离心泵广泛应用于科学研究和工业生产领域。
二、真空度的测量1.毛细流量法毛细流量法是一种常用的真空度测量方法。
它利用毛细管中气体流动的特性来测量真空度。
通过测量气体经过毛细管的流量和压差，可以计算出真空度的大小。
2.热导法热导法是一种基于热传导原理的真空度测量方法。
它利用热传导的速率与气体压力之间的关系来测量真空度。
通过在真空容器中加热一个导热体，测量导热体的温升和导热速率，可以计算出真空度的数值。
3.离子化法离子化法是一种基于气体分子电离的真空度测量方法。
它利用电离电流与气体压力之间的关系来测量真空度。
通过在真空容器中加入一个电离器，测量电离电流的大小，可以计算出真空度的大小。
结论：通过本次实验，我们了解了真空获得的方法和真空度的测量方法。
机械泵、扩散泵和离心泵是常用的真空获得装置，分别适用于不同的真空范围。
毛细流量法、热导法和离子化法是常用的真空度测量方法，各有优缺点。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的真空获得装置和真空度测量方法，以获得高质量的真空环境。
参考文献：[1] 朱玉涛, 梁军. 真空技术与应用[M]. 北京: 科学出版社, 2011.[2] 陈伟, 张磊. 真空技术实验指导[M]. 北京: 高等教育出版社, 2019.[3] 李明, 王丽. 真空度测量方法的比较与分析[J]. 仪器仪表学报, 2018, 39(4): 1-8.。
真空度测量实验的教学设计方案
展望未来
技术发展
探讨真空技术在未来的发 展趋势 分析真空度测量技术的应 用前景
学生发展
鼓励学生继续学习和探索 真空度测量领域 提倡学生积极参与相关实 验和研究
社会影响
引导学生了解真空技术对 社会的重要性 鼓励学生积极应用所学知 识
创新思维
激发学生的创新意识和实 践能力 培养学生未来解决问题的 能力
01 常用方法
通过蒸发材料蒸汽压测量
02 原理简单
可适用于低真空度测量
03 精准度高
提供准确的真空度结果
气体法测量真空度
适用范围广
高真空度测量
原理复杂
气体在真空系统中的压力 测量
精度较高
提供精确的真空度数据
总结
真空度测量实验中，压力计的工作原理、抽气系 统的构成、蒸发法和气体法测量真空度是重要的 内容。了解这些基本原理和方法，可以帮助学生 更好地进行真空度测量实验，提高实验的准确性 和可靠性。
真空系统漏气
01 影响
实验数据不准确
02 维护
定期检查系统密封性
03 修复
及时解决漏气问题
实验结果的可靠性评价
数据分析
使用统计方法分析实验数 据
结果对比
与标准值进行对比分析
误差来源
分析误差来源，提出改进 方案
参考文献
查阅相关文献，验证实验 结果
总结与展望
通过对真空度测量实验的误差分析，可以提高实 验数据的准确性和可信度。在未来的实验中，我 们将进一步完善实验设计和操作流程，以提高实 验结果的可靠性，为研究工作提供更有力的支持。
● 06
第六章 总结与展望
实验总结
01 重要性分析
解释实验在课程中的作用
使用物理实验技术进行超高真空测量的方法与技巧
使用物理实验技术进行超高真空测量的方法与技巧引言：在科学研究领域，超高真空是一个非常重要的条件，许多实验都需要在超高真空环境中进行，而超高真空测量关乎实验结果的准确性与可靠性。
本文将介绍使用物理实验技术进行超高真空测量的方法与技巧。
一、超高真空概述超高真空是指在大气压以下的压力范围内，维持一个极高的真空度。
超高真空技术在纳米科学、表面物理、材料科学等领域扮演着重要角色。
二、超高真空测量设备1. 压力测量设备超高真空环境下的压力测量需要采用高度敏感且具有大气压以下量程的设备。
常见的压力测量设备包括离子规、质谱仪和压力传感器等。
2. 物理参数测量设备超高真空下，温度、电流、电压等物理参数的测量需要特殊的设备。
其中，温度测量可以使用电阻温度计、热电偶等；电流和电压的测量可以使用电流计和电压计等。
3. 成分分析设备对超高真空环境中的气体成分进行分析，常用的设备有质谱仪、气相色谱仪等，这些设备可以帮助我们了解超高真空环境中的气体成分及其浓度。
三、超高真空测量方法1. 压力测量方法离子规常用于超高真空压力测量，其工作原理是利用气压对于电子电离的影响来测量真空度。
质谱仪也可以用于测量超高真空中的气体成分和压力。
2. 温度测量方法在超高真空环境下，温度的测量需要考虑热电偶引线的绝缘以避免电流泄漏。
采用电阻温度计可以减少这方面的干扰，同时还可以在超高真空条件下进行快速的温度变化监测。
3. 电流和电压测量方法用于超高真空环境的电流计和电压计需要具备较高的精度和灵敏度。
常见的电流计有霍尔效应电流计和热电阻电流计等；电压计则可以使用电子电压计和差分电压计等。
需要注意的是，在超高真空环境下，由于电流和电压的泄漏问题，选择合适的测量方法和设备非常重要。
四、超高真空测量技巧1. 减少污染超高真空条件下，即使微小的杂质也可能对实验结果产生影响。
因此，在操作过程中要注意减少污染源的产生，保持实验装置的洁净。
选择适当的材料和密封方式也可以减少气体泄漏和杂质的产生。
真空检测原理
真空检测原理
真空检测原理指的是通过对一个系统或容器中的真空程度进行测量和监测，从而判断系统中是否存在真空状态或者真空程度的变化。
一种常见的真空检测原理是利用压力传感器测量系统中气体的压力。
在真空状态下，系统中的气体压力非常低，接近于零。
因此，通过测量系统中气体的压力，可以判断系统中是否存在真空状态。
另一种常用的真空检测原理是利用质谱仪进行检测。
质谱仪是一种能够分析气体成分的仪器，可以通过检测气体中的分子类型和数量来判断系统中是否存在真空。
此外，还有一些其他的真空检测原理，如通过检测系统中的气体流量、气体温度、离子产生与探测等方式进行真空检测。
这些原理基于不同的物理现象和测量技术，在不同的真空条件下都能够有效地检测真空状态。
总结起来，真空检测原理主要是通过测量系统中气体的压力、成分、流量、温度等参数来判断系统中是否存在真空状态或者真空程度的变化。
不同的原理和技术可以根据实际需要选择和应用，以实现精确和可靠的真空检测。
真空泵的使用方法与真空度测量技术在物理实验中的应用
真空泵的使用方法与真空度测量技术在物理实验中的应用真空泵是一种常见的实验设备，它被广泛应用于物理实验中。
本文将介绍真空泵的使用方法以及真空度测量技术在物理实验中的应用。
首先，我们来谈谈真空泵的使用方法。
在使用真空泵之前，首先要确保设备的安全操作。
将真空泵放置在平稳的台面上，并连接好电源和管路。
然后，打开电源开关，启动真空泵。
在工作过程中，要定期检查真空泵的运行状态，确保设备正常运转，同时避免过载或超载操作。
另外，在操作真空泵时，要避免与高温物体接触，以免造成伤害。
接下来，让我们探讨真空度测量技术在物理实验中的应用。
真空度测量是物理实验中的重要环节，它可以帮助实验者了解实验环境的特性或评估实验结果的可靠性。
常见的真空度测量方法有压力计法和质谱法。
压力计法是一种常用且简便的真空度测量方法。
常见的压力计有气压计、毛细压力计、电感式压力计等。
在物理实验中，可以根据需要选择合适的压力计进行测量。
例如，在电子器件制备过程中，常用的毛细压力计可以测量较低的真空度，而精密电感式压力计可以测量更高的真空度。
通过使用不同的压力计，实验者可以根据实际需求选择最适合的真空度测量方法。
质谱法是一种高精度的真空度测量技术，它基于分析气体分子的质量-电荷比。
在质谱法中，实验者通过将气体样品引入质谱仪中，利用质谱仪的质谱仪器测量样品中各组分气体分子的质量谱图，并根据质谱图的特征来判断真空度的高低。
质谱法具有高精度、高灵敏度和广泛的应用范围等优点，在物理实验中被广泛应用于真空度测量。
除了上述提到的常见真空度测量技术，还有其他一些辅助手段可供实验者选择。
例如，可通过检测真空泵的排气速率来评估真空度的高低。
排气速率越高，则真空度越低；相反，排气速率越低，则真空度越高。
此外，还可以通过观察真空泵的工作状态来初步评估真空度。
例如，当真空泵正常运行且排气速率较快时，说明真空度较高；反之，排气速率较慢，则真空度较低。
综上所述，真空泵的使用方法与真空度测量技术在物理实验中具有重要的应用价值。
4 真空测量 9.0
p/Pa
101
10-2
100 电表读数/mv
图 4-7热偶真空规的校准曲线
• •
测量范围: 100~10－1 Pa 气体种类的影响：∵不同气体分子的导热系数不同，热传导真空计对不同气体 的测量结果不同。因此，在测量不同气体的压力时，则要修正： preal = Srpread 式中 pread——干燥空气(或氮气)刻度的压力计读数（干燥空气或氮气的压力）， Pa； preal——被测气体的实际压力，Pa； Sr——被测气体对空气的相对灵敏度。 通常干燥空气(或氮气)的相对灵敏度为1，其它一些常用的气体和蒸气的相对
• 热传导真空计规管热丝的温度T1是压力p的函数(见图 7)，即T1 = f(p)。如果预先测出这个函数关系，便可 根据热丝的温度T1来确定压力p。
– 热丝温度的测量方法，有以下三种； (1)利用热丝随温度变化的线膨胀性质；--膨胀式真空计 (2)利用热电偶直接测量热丝的温度变化；--热偶真空计 (3)利用热丝电阻随温度变化的性质; --电阻真空计 – 在电阻真空计中也有用热敏电阻代替金属热丝的，此种真 空计称热敏电阻真空计。其灵敏度较高，但稳定性较差。 – 热偶真空计和电阻真空计是目前粗真空和低真空测量中用 得最多的两种真空计。
G K(F)
C
图4－9 热阴极电 离真空计结构
U型真空计
开式U型真空计结构如图4－1
其压力计算公式如下： p = p0 － ρ g h 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
忽略其中 的压力
图4－1 开式U形管真空计
闭式U型真空计结构如图4－2。 压力计算公式如下
若能因改变p而改变热电动势 ，则P~ 的关系就有一定的意义。
真空的获得与测量实验报告
真空的获得与测量实验报告真空的获得与测量实验报告引言：真空是指在一定空间内没有气体分子的状态。
在科学研究和工业生产中，真空的获得和测量是非常重要的。
本文将探讨真空的获得和测量方法，并介绍相关实验的结果和分析。
一、真空的获得方法1. 抽气法抽气法是最常见的获得真空的方法之一。
实验中，我们使用了一台真空泵，通过泵的作用将容器内的气体抽出，从而形成真空环境。
实验中，我们选择了机械泵和分子泵的组合，以提高抽气速度和真空度。
2. 管道密封法管道密封法是指通过对容器进行密封，防止气体进入或逸出，从而形成真空环境。
在实验过程中，我们使用了高质量的密封材料，如橡胶密封圈和金属密封垫片，以确保容器的密封性。
二、真空的测量方法1. 粗真空测量粗真空是指真空度较低的状态，通常用毫米汞柱（mmHg）或帕斯卡（Pa）来表示。
实验中，我们使用了粗真空计来测量真空度。
粗真空计基于压力的测量原理，通过测量气体分子对容器壁的撞击力来确定真空度。
2. 高真空测量高真空是指真空度非常高的状态，通常用帕斯卡（Pa）或托（Torr）来表示。
实验中，我们使用了离子计和热导计来测量高真空。
离子计基于气体分子电离的原理，通过测量电离电流来确定真空度。
热导计则基于气体分子传导热量的原理，通过测量传导热量的变化来确定真空度。
三、实验结果与分析在实验中，我们成功地获得了粗真空和高真空环境，并使用相应的测量仪器进行了真空度的测量。
实验结果显示，通过抽气法和管道密封法，我们可以获得不同程度的真空环境。
在粗真空测量中，我们使用了粗真空计进行测量。
实验结果显示，真空度随着抽气时间的增加而增加，但在一定时间后趋于稳定。
这表明，通过抽气法可以获得一定程度的真空度，但无法达到高真空的状态。
在高真空测量中，我们使用了离子计和热导计进行测量。
实验结果显示，离子计和热导计的测量结果相近，并且真空度随着抽气时间的增加而逐渐增加。
这表明，通过抽气法和使用适当的测量仪器，我们可以获得较高的真空度。
真空度检测方法
真空度检测方法一、前言真空度是指在一个封闭的容器内，气体分子的数量密度与大气压下的数量密度相比较而得到的比值。
在许多工业领域中，真空技术被广泛应用于制造、加工和测试过程中。
由于真空度对于生产效率和质量控制至关重要，因此准确地检测真空度是必不可少的。
本文将介绍几种常见的真空度检测方法，并分析它们各自的优缺点。
二、常见的真空度检测方法1. 热导法热导法是一种通过测量热量传输来确定气体压力的方法。
该方法使用一个热导材料来测量热量传输，并根据热导材料中流动气体所引起的温度变化来计算出真空度。
该方法适用于低真空范围内（10^-3~10^-7 Torr），并且具有高精确度和稳定性。
然而，该方法对于高真空范围（<10^-7 Torr）不太适用，并且需要进行定期校准。
2. 离子规法离子规法是一种通过测量离子电流来确定气体压力的方法。
该方法使用一个电极来产生离子，并通过测量离子电流来计算真空度。
该方法适用于中等真空范围（10^-3~10^-7 Torr），并且具有高精确度和灵敏度。
然而，该方法对于高真空范围（<10^-7 Torr）不太适用，并且需要进行定期校准。
3. 湿度计法湿度计法是一种通过测量气体中水分子的数量来确定气体压力的方法。
该方法使用一个湿度计来测量气体中水分子的含量，并根据水分子的数量来计算真空度。
该方法适用于低真空范围内（10^-3~10^-7 Torr），并且具有高精确度和稳定性。
然而，该方法对于高真空范围（<10^-7 Torr）不太适用，并且需要进行定期校准。
4. 磁悬浮法磁悬浮法是一种通过测量磁场中气体分子的运动状态来确定气体压力的方法。
该方法使用一个磁场来操纵气体分子，并通过测量其运动状态来计算真空度。
该方法适用于高真空范围内（<10^-7 Torr），并且具有高精确度和稳定性。
然而，该方法需要使用昂贵的设备，并且对于低真空范围（10^-3~10^-7 Torr）不太适用。
真空度检测方法
真空度检测方法引言真空度检测是在真空技术领域非常重要的一项工作。
在各个领域使用真空技术的过程中，了解和控制真空度是确保工作环境质量的关键。
本文将介绍真空度检测的方法和技术，帮助读者更好地理解和应用真空技术。
真空度的定义真空度通常用压力值来表示，它反映了单位面积上气体分子的数量。
真空度越高，所含气体分子数量越少。
常见的真空度单位包括帕斯卡（Pa）、毫巴（mbar）和托（torr）等，这些单位之间可以相互转换。
真空度检测的重要性在许多领域中，如光学薄膜沉积、电子器件制造、空间科学等，真空度的控制都是非常关键的。
不同的工艺要求不同的真空度，因此准确、可靠地检测真空度对于确保工艺质量至关重要。
同时，真空度的检测也是判定真空系统是否泄漏的重要手段。
常用的真空度检测方法下面将介绍几种常用的真空度检测方法，包括物理法、电离法和吸附法等。
1. 热导物理法热导物理法通过测量在单位时间内传导热量来确定真空度。
这种方法通常适用于粗真空范围内（大气压到10-3 Pa）的检测。
它的原理是利用气体分子与热电偶之间的碰撞，从而导致热量传导，进而计算真空度。
2. 换能式压电真空计换能式压电真空计是一种基于压电效应工作的真空计。
它通过测量压电材料的电荷变化来确定真空度。
这种方法适用于粗真空和高真空范围内（10-2 Pa到10-9 Pa）的检测。
换能式压电真空计通常精度高，响应速度快。
3. 流速法流速法是一种利用气体分子在单位时间内通过孔隙或管道的数量来确定真空度的方法。
通过测量流动气体的流速和管道的几何参数，可以计算出真空度。
流速法适用于中真空和高真空范围内（10-2 Pa到10-6 Pa）的检测。
4. 玻璃比容试法玻璃比容试法是一种利用玻璃容器内真空和大气压下的体积变化来确定真空度的方法。
通过测量空气进入或排出容器的体积变化，可以计算出真空度。
这种方法适用于中真空范围内（10-2 Pa到10-1 Pa）的检测。
真空度检测的注意事项在进行真空度检测时，需要注意以下几点：1.单一检测方法不能适用于所有真空范围，需要根据实际情况选择合适的检测方法。
真空计的分类原理介绍
真空计的分类原理介绍真空计是测量真空度的一种仪器，广泛用于许多领域，如航空航天、光学、电子、化学等。
根据其测量原理，真空计可以分为不同的类型。
这篇文章将介绍一些常见的真空计分类和其测量原理。
热导率真空计热导率真空计是一种基于热导率原理的真空计。
它通过测量气体热导率与真空度之间的关系来确定真空度。
其基本原理是在真空中，气体的分子数比气体在常压下的分子数少很多，这就会导致气体导热系数的降低。
热导率真空计利用这个原理，通过一个热导体和一个加热器来测量气体的热导率和温度变化。
当气体分子数越少，温升速度越快，热导率越低，真空度越高，热导率真空计的输出信号也就越大。
气体扩散真空计气体扩散真空计利用了气体分子在真空中自由扩散和气体分子在电场力作用下的漂移速度不同的原理。
当电场作用于气体分子时，质量较大的分子受到阻滞而速度变慢，因此，气体分子的漂移速度直接与真空度成正比。
气体扩散真空计通过一个电极和正负极间的气体间隔来测量漂移的速度和气体分子的数量，从而测量出真空度。
气体阻抗真空计气体阻抗真空计也被称为电子阻抗真空计，是一种基于气体分子在电场力作用下的加速度和减速度变化来测量真空度的仪器。
实际上，气体阻抗真空计和气体扩散真空计有一些相似之处。
它们都依赖于气体分子在电场力的作用下漂移速度的变化。
不过，它们的工作原理略有不同。
气体阻抗真空计通过一个电极和在真空中传播的电磁波来测量气体分子的阻抗变化和真空度。
当真空度降低时，气体分子的折射率下降。
这就会导致传播波的相位差异和幅度的变化。
因此，气体阻抗真空计单元的输出信号可以体现出真空度的变化。
气体放电真空计气体放电真空计是一种基于气体的放电现象来测量真空度的仪器。
当气体施加电场时，在一定电压下，气体分子会发生放电现象。
气体放电真空计的工作原理就是基于这个现象。
它通过一个电极和一个气体间隔来控制气体的放电现象。
在这种情况下，气体分子碰撞产生的自由电子和离子会导致电流的产生。
培训系列__：真空测量技术基础
一. 真空技术发展概况 （杨乃恒） 二. 真空工程理论基础 （孙丽娜） 三. 真空系统设计 （刘坤） 四. 低真空获得设备 （张以忱） 五. 清洁真空获得技术 （巴德纯） 六. 中真空获得设备 （张以忱） 七. 高真空与超高真空获得设备 （杨乃恒） 八. 真空测量 （刘玉岱） 九. 真空检漏 （刘玉岱） 十. 真空镀膜（一）：PVD物理气相沉积 （张以忱） 十一. 真空镀膜（二）：CVD化学气相沉积 张世伟） 十二. 真空冷冻干燥技术 （徐成海） 十三. 真空设备的自动化控制 （王庆） 十四. 真空材料与真空卫生 （张以忱）
东北大学第六期《真空技术》培训班
真空测量
主讲人：东北大学 刘玉岱 教授
经作者授权，版权所有归东北大学真空与流体工程研究中心与原作者共有。未经本中心及原著者同意， 任何人或任何单位不得私自拷贝、刻录、传播、转载本讲义，或用于商业用途。
东北大学第六期
《真空技术》培训系列之
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
按真空计测量原理分类
(1)直接测量真空计 这种真空计直接测量单位面积上的力，有 A.静态液位真空计：利用U型管两端液面差 来测量压力。 B.弹性元件真空计：利用与真空相连的容 器表面受到压力的作用而产生弹性变形来 测量压力值的大小。
Vacuum and Fluid Engineering Research Center of Northeastern University, China
1/( 2 n 2 )
真空测量
1 真空测量概述 2 全压力测量 3 分压力测量
真空漏率测量实验技术解析
真空漏率测量实验技术解析引言：真空科学在当今高科技领域中扮演着至关重要的角色。
真空漏率是一个常见的指标，用于评估真空系统的稳定性和性能。
本文将探讨真空漏率测量实验技术，并提供一些解析，以帮助读者更好地理解和应用这一技术。
一、真空漏率测量原理真空漏率是指单位时间内真空系统失去的气体流量。
常见的单位是帕斯卡-升每秒（Pascal-liter/second，Pa·L/s）。
真空漏率测量的原理可以归结为两个方面：质谱法和流量法。
质谱法是通过质谱仪来分析测试物体内的气体成分，进而计算出气体的流量。
这种方法适用于气体成分简单的情况，如氢气、氮气等。
但对于成分复杂的气体，质谱法的应用就相对较少了。
流量法则是通过测量真空系统中气体流量的变化来推算真空漏率。
其中的常见方法有差压法、葡萄酒法和体系法等。
这些方法基于不同的原理，具体的选择取决于实验的需求和要求。
二、差压法测量真空漏率差压法是真空漏率测量中常用的一种技术。
它基于两个压力计之间的差值来推断真空系统中的气体泄露量。
差压法通过安装一个附加的小腔体，用于测量压力差，并在真空系统中制造一定的流量差。
使用差压法测量真空漏率时，还需要考虑到流体的稀薄性和可膨胀性。
三、葡萄酒法测量真空漏率葡萄酒法是另一种常见的真空漏率测量技术。
它主要基于液体的蒸发过程，利用葡萄酒（或其他液体）在真空系统中蒸发的速率来推算出真空漏率。
该方法适用于气体达不到压力计测量范围的情况，如极高真空的测量。
四、体系法测量真空漏率体系法是一种基于时间的真空漏率测量技术。
它通过在真空系统中注入一定量的气体，并观察气体浓度随时间的变化，来计算出真空漏率。
体系法通常用于大尺寸的真空系统和长时间测量。
五、真空漏率测量的重要性和应用真空漏率测量技术在许多领域中具有重要的应用。
首先，在电子工业中，真空漏率的准确测量对于保证设备的性能和可靠性至关重要。
其次，在医疗设备中，如核磁共振仪、加速器等，合理控制和准确测量真空漏率可以提高设备的工作效率和安全性。
真空的获得与测量实验报告
近代物理实验报告真空的获得与测量学院班级姓名学号时间真空的获得与测量【摘要】本实验是运用包括机械泵，油扩散泵等器材制造一个真空的环境，并通过真空计来测量所获得真空的真空度的过程。
在真空实用技术中，真空的获得和测量是两个最重要的方面，而且在运用技术的过程中，真空获得的设备和测量仪器是必不可少的。
【关键词】真空泵，真空计，测量【引言】1643年，意大利物理学家托里拆利(E.Torricelli)首创著名的大气压实验，获得真空。
1654年，德国物理学家葛利克发明了抽气泵，做了著名的马德堡半球试验。
真空技术在工业生产和科学研究中广泛的应用。
真空技术主要包括真空的获得、测量和检查漏气等方面的内容。
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。
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。
【实验方案】一、实验原理1．真空的获得真空的获得主要靠真空泵来实现，本实验用机械泵作为主要的真空泵进行实验。
机械泵利用机械旋转产生吸气和排气的过程来获得真空。
常用的是旋片式机械泵。
排气阀采用油封，油在工作室的内表面形成油膜，有利于润滑和A点的密封，但同时也会形成油的蒸气压，限制了机械泵的真空度，并有可能污染真空系统。
为了放置油污染，防止气体倒流，当系统工作一段时间后需要停机，应先关断进气管上的阀门，保持抽气状态，然后给进气管放气，最后才能给机械泵断电。
机械泵的极限真空度为10-1Pa。
当达到极限真空度时，抽气和漏气的速度相等。
真空度不再变化。
油扩散泵是利用气体的扩散性质制作，将扩散泵油加热到沸腾温度，产生大量油气，经过导流管喷出，接着冷凝，重新变成油，返回到蒸发器，气体被机械泵抽走，如此反复，达到连续抽气的目的。
物理实验技术中的真空技术使用方法
物理实验技术中的真空技术使用方法引言：真空技术是物理实验中必不可少的关键技术之一，其广泛应用于加速器、恒温恒湿环境、半导体工业等领域。
本文将针对物理实验技术中的真空技术使用方法进行探讨，从理论基础、真空系统构建、真空度测量与控制等方面进行综述。
一、理论基础真空技术是通过减少气体分子数量来降低气体压强的技术手段。
根据热力学原理和气体动力学理论，我们可以了解到真空技术的基本原理。
实验室中常用的真空度表达方式主要分为压强和气体分子数密度两种，后者又包括全压和分压两种。
二、真空系统构建真空系统由真空容器、抽气装置、漏气检测装置和真空度测量与控制装置四部分组成。
1. 真空容器：真空容器是真空技术的载体，其材料选择、密封方式以及结构特性直接影响真空度和使用寿命。
常见的真空容器材料有玻璃、陶瓷、金属等。
对于高真空实验，通常采用金属真空容器，如不锈钢和铝合金。
2. 抽气装置：抽气装置用来移除真空系统中的气体分子，常见的抽气方法包括机械泵、扩散泵、吸附泵等。
在选择抽气装置时需要考虑气体种类、泵速、气体压强等因素。
3. 漏气检测装置：漏气检测装置用来检测真空系统中的漏气情况。
常见的漏气检测方法包括质谱法、检漏仪法、帕氏法等。
在进行漏气检测前需要进行严密的封装，以排除外界干扰。
4. 真空度测量与控制装置：真空度测量与控制装置用来对真空系统中的真空度进行测量与控制。
常见的真空度测量方法包括气体比容法、捷联压电式真空计、旋转弗兰克敏电离规等。
三、真空度测量与控制真空度的测量和控制是确保实验结果准确性的关键，以下几种常见的真空度测量与控制方法供参考:1. 气体比容法：利用截然不同真空度下气体比容的变化规律进行真空度测量。
具体方法为用较小容积的量热器测得气体密度，然后推算出真空度。
2. 捷联压电式真空计：通过测量电极上被电离的离子电流的大小来确定真空度。
3. 旋转弗兰克敏电离规：通过控制电筒的脉冲频率和采样期来实现对真空度的精确测量。
真空测量技术及注意事项
一、真空测量技术概述
7
真空测量的应用
EAST Tokama k
粒子 加速器
航天科技
SEM、 STM
真空测量技术
真空冶炼
半导体 器件
二、绝对真空计——薄膜真空计
工作原理：依靠金属薄膜在气体压力 差下产生机械位移测量气体的绝对压 力。
(1)、利用金属薄膜将容器分隔为两部分，上半部充入 压力已知的气体，下半部与待测真空腔连通；
(2)、测量精度高，且与气体种类无关； (3)、对环境温度非常敏感，必须作好温控。 (4)、仍然需要精确地校准后才能使用。
薄膜真空计的结构 及工作原理示意图
二、绝对真空计——压缩式真空计 (麦氏真空计)
工作原理：根据毛细管中气体被压缩前后体积
压强的变化关系，从而测量被测腔体中气体的 绝对压力。
pV1=(p+h)V2
普通型热阴极电离真空计
工作原理：灯丝表面发射出热电子，
经过阳极加速后获得能量，在阳极附近振荡运动，与
气体分子碰撞引起分子电离，产生正离子和电子。 正离子数目也正比于气体压力，通过测量正离子电 荷即可知真空度。
Ii = KIeP
规管结构：电子发射极——阴极；
电子收集极——阳极(栅极)；
离子收集极——板极。
四、电离真空计(Ionization Gauge) —— 普通型
校准曲线和测量范围
• 普通电离计的校准曲线
测量得到的是离子电流和压强间的关系； 电流计的选用应选择其线性段部分； 压强高/低时，离子电流将发生偏移；
• 高压偏移的原因； 压强较高将引起阴极氧化，甚至烧毁（采用抗氧化阴极）普；通电离计的校准曲线
真空测量技术及注意事项
目录
1.真空测量技术概述 2.绝对真空计 3.热传导真空计 4.电离真空计 5.分压强真空计 6.真空测量注意事项
真空度的测量方法与原理
真空度的测量方法与原理真空度是指单位体积内气体分子数量的少量。
真空度是评估真空设备性能和效率的重要参数。
在真空技术中，真空度是一个非常关键的参数。
因此，必须精确地测量和控制真空度，以确保真空设备能够正常运行。
测量方法：在真空设备中，有两种常见的方法可以用来测量真空度，它们分别是压力计法和质谱法。
1. 压力计法压力计法是常见的真空度测量方法。
这种方法使用物理或化学手段来测量气体压力。
压力计法分为三种常用类型：（1）普通水银压力计：这种压力计是真空系统中最常用的压力计。
它的测量原理是利用水银柱的高度来测量气体压力。
（2）旋转圆盘式压力计：这种压力计使用旋转圆盘来测量气体压力。
圆盘上的凹槽会使得气体分子在凹槽里发生反弹。
通过测量圆盘旋转的角度和速度，可以计算出气体压力。
（3）气压式压力计：这种压力计使用压缩空气推动压力计的某个部位，通过测量推动力的大小，就可以得到气体的压力。
2.质谱法质谱法是目前广泛使用的真空度测量方法。
这种方法通过测量气体中分子的相对质量和能量，来确定气体分子的种类和浓度。
利用质谱仪，可以将气体分子加速到极高的速度，并使它们进入一个磁场中。
在磁场中，气体分子会被分离开来，并被分配到不同的位置上。
通过测量每种气体分子在这个位置上的相对质量和能量，可以确定气体分子的种类和浓度。
原理：真空度的测量原理是基于气体在真空系统中的流动特性。
在压力很低的情况下，气体分子接近自由分子运动状态，因此气体分子之间的碰撞次数变少，气体的压力也就变得很小。
当气体分子的碰撞次数减少到一定程度时，气体便会进入真空状态。
真空度是一个相对的概念，它的大小取决于压力计或生产过程中使用的标准。
在真空技术中，真空度通常以帕斯卡或毫巴为单位。
常见的真空度分级如下：- 高真空：10^-3 ~ 10^-10 Pa- 超高真空：10^-10 ~ 10^-12 Pa- 特高真空：< 10^-12 Pa总之，真空度是一个非常重要的参数。
真空计工作原理
真空计工作原理一、引言真空计是一种用来测量气体压力的仪器，其工作原理基于气体压力与电离电流之间的关系。
本文将从真空计的基本原理、工作过程以及应用领域等方面进行介绍。
二、真空计的基本原理真空计的基本原理是利用气体分子与电子的碰撞来测量气体压力。
当气体分子与电子碰撞时，会发生电离现象，即气体分子失去或获得一个或多个电子。
而电离电流与气体压力之间存在一定的关系，通过测量电离电流的大小，可以间接得知气体压力的大小。
三、真空计的工作过程1. 真空计的结构真空计通常由一个空心的金属电极和一个附近的收集电极构成。
金属电极通常被连接到一个电源，产生一个较强的电场。
当气体分子进入真空计时，会在金属电极附近发生电离现象，产生电子并形成电离电流。
电离电流会被收集电极接收并测量。
2. 真空计的工作原理当气体分子进入真空计时，会在电场的作用下发生电离现象。
电子被加速并沿着电场方向移动，当它们与气体分子碰撞时，会发生电离。
电离电流的大小与气体分子的数量和电子的能量有关。
通过测量电离电流的大小，可以推算出气体分子的数量，从而得知气体压力的大小。
3. 真空计的测量范围和精度不同类型的真空计具有不同的测量范围和精度。
常见的真空计有热阴极离子化真空计、冷阴极离子化真空计和栅栏离子化真空计等。
它们在不同的压力范围内具有不同的测量精度，可以满足不同应用领域的需求。
四、真空计的应用领域真空计在许多领域中都有广泛的应用，下面列举几个常见的应用领域：1. 真空技术：真空计是真空技术中不可或缺的工具，用于测量真空系统中的气体压力，以确保系统正常运行。
2. 真空冷冻：在制备低温环境时，真空计可以用来测量低温冷冻系统中的气体压力，以确保系统的稳定性和安全性。
3. 半导体制造：在半导体制造过程中，真空计被用来测量气体压力，以控制制造过程中的环境条件，确保产品质量。
4. 物理实验：在物理实验中，真空计被用来测量实验室中的气体压力，以确保实验的准确性和可重复性。
真空和空气压力的基本知识及其测量技术
真空和空气压力的基本知识及其测量技术真空和空气压力是我们生活中常见但却不易被感知的物理量。
而它们的精确测量却十分关键，涉及到广泛的应用领域，包括化学、材料、制造、航空航天等。
本文将介绍真空和空气压力及其测量技术的基本知识。
一、真空和空气压力真空是指在一定空间内，气体分子数量很少，压力远低于大气压力，达到接近于零的状态。
真空常用帕斯卡（Pa）或托（Torr）等单位表示。
大气压力是指大气在地球表面某一点产生的压力，也常用帕斯卡或毫米汞柱（mmHg）等单位表示。
在海平面上，大气压力约为101.3kPa，也就是1个大气压。
二、真空和空气压力的应用真空技术在工业制造、科学实验、医疗器械、航空航天等领域都有广泛应用。
例如，真空技术在制造半导体、液晶显示器、光学镜头等产品中具有关键作用。
医疗器械中的真空泵可用于吸引创口积液，治疗疖肿，促进组织愈合等。
在航空航天中，真空技术可用于模拟航天器在真空环境下的工作状态，以验证其样机的适应性。
空气压力则在人类生活中发挥着重要作用，如水龙头、汽车轮胎、气球、风力涡轮机等产品均与空气压力相关。
此外，环保、气象、能源等领域也需要测量与空气压力相关的物理量。
三、测量技术1、压力计测量法压力计测量法是通过作用于压力计内液体或气体的压力，来间接测量压力。
常见的压力计包括压力鼓泡管、毛细压力计、艾森豪威尔针管式压力计等。
压力鼓泡管的原理是当一端封闭的U型管中的气体受到压缩，液体会被推上另一端，从而表示压力大小。
毛细压力计则是通过测量一定粘度的液体在直径为0.1mm左右的玻璃空管毛细管中所上升的高度来测量压力。
艾森豪威尔针管式压力计则是通过测量针管两端间气体的压力差来测量压力大小。
2、机械式测量法机械式测量法是通过机械设备来直接测量压力。
常见的机械式测量设备有弹簧压力计、指针压力表、差压表等。
弹簧压力计是一种利用弹性力变形测量压力的装置。
将压力作用于弹簧上，机械式的压强就会改变，从而使得指标的长度在刻度上偏转。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
真空测量技术
测量容器中或某部分空间气体的稀薄程度（即真空度）的技术。
真空测量技术在真空电子器件工艺、固态电子器件工艺、集成电路工艺、表面分析技术等领域有广泛应用。
真空度常用容器中气体的总压强 P来表示。
气体压强的测量单位是牛顿/米2，简称帕(Pa)，传统上气体压强单位采用毫米汞柱，后来发现汞的同位素组成不是唯一的，故在1971年国际计量会议规定
1标准大气压＝101325.0帕＝760托 (Torr)
1毫米汞柱（mmHg）和1托相近，两者相差约千万分之一。
压强的另一单位是巴(bar)，
1巴＝106达因/厘米2＝105帕
故 1毫米汞柱≈1托≈133.3帕＝1.333毫巴
气体的稀薄程度也可以用气体分子密度（单位容积中气体分子数）n来描述。
对于完全平衡态的理想气体分子,P＝nkT,k为玻耳兹曼常数,T为绝对温度。
测量真空度的装置称为真空计，真空计的压强敏感元件称为规头。
某些真空计可直接测量气体总压强，某些真空计虽然也给出压强读数，而实际测量的是气体分子密度，测量结果与环境温度有关。
当容器中同时存在多种气体成分时，容器中气体总压强等于各气体分压强之和。
总压强测量方法可分为直接法和间接法两种。
直接法利用液柱差、机械变形等原理直接测量压强，包括液位压强计、压缩式真空计、弹性元件真空计等。
根据前两种仪器测出的物理量可算出压强值，属于绝对真空计。
间接法利用气体某些物理性质（如热传导、粘滞性、电离及光散射效应等）来测量压强，包括热传导真空计、粘滞真空计及电离真空计等。
在真空技术中使用的真空计绝大多数采用间接法，这些真空计必须用绝对真空计或其他方法校准。
对于用间接法测量的真空计，
由于不同种类气体的物理性质不同，即使在相同压强下，压强读数也随气体而异，因此要用相应的气体来校准。
当被测气体不是单一成分时，这些真空计的读数的含义较为复杂。
由于一般真空计校准时所采用的气体是纯氮，因此这些真空计的读数在未经气体种类修正之前统称为等效氮压强。
当被测空间包含多种气体成分时，只有通过分压强测量才能精确地反映容器中的真空状态和总压强（见真空质谱计）。
各种真空计的测量范围见表。
在选择真空计类型时，除考虑测量范围外，还应注意各种真空计的准确度、对工作条件的适应性、对被测环境的影响（如真空规头本身放气、吸气的影响）和压强读数是否与气体种类有关等。
压缩式真空计 又称麦克劳计(图1)。
它将汞提升，把体积为V、初始压强与被测压强P相同的气体压缩到末端封闭的毛细管1中，然后测量封闭毛细管1和比较毛细管2两者的汞液面高度差。
根据理想气体等温压缩原理,封闭毛细管中的压强为PV/πr2h1，而比较毛细管上的压强仍为P,两者的压强差对应于汞液面高度差h，汞液面高度可由读数显微镜读出，如 V»πr2h1,则P埄πr2h1h/V，单位为毫米汞柱。
麦克劳计不能测量可凝气体的压强。
为了防止汞蒸气进入被测容器，一般用液氮冷阱隔离。
麦克劳计笨重，汞蒸气对人体有害，主要作标准真空计用。
在10-2帕和10-3帕时，它的精度分别可达±1％和±3％，高压强下精度更高。
电容薄膜真空计 属弹性元件真空计，其结构和电路原理如图2。
一弹性薄膜将规管真空室分为两个小室，即参考压强室和测量室。
测量低压强 (P＜100帕)时，参考室抽至高真空,其压强近似为零。
当测量室压强不同时，薄膜变形的程度也不同。
在测量室中有一固定电极，它与薄膜形成一个电容器。
薄膜变形时电容值相应改变，通过电容电桥可测量电容的变化从而确定相应压强值。
为了防止薄膜发生蠕变，通常采用零位法测量，即在固定电极和薄膜之间加一直流电压，利用静电力补偿薄膜受压强差而产生的应力，使膜片保持零位。
电容薄膜真空计可直接测量气体或蒸气的压强，测量值与气体种类无关、结构牢固、可经受烘烤，如对不同压强范围采用不同规头，可得到较高精度。
电容薄膜真空计可用于高纯气体监测、低真空精密测量和压强控制，也可用作低真空测量的副标准。
热传导真空计 利用气体在不同压强下热传导能力随之变化的原理测量气体压强。
在这类真空计中，以一定加热电流通过装有热丝的规头，热丝的温度决定于加热和散热之间的平衡。
散热能力是气体压强的函数，故热丝的温度随压强而变化。
如用一附加的热偶测量热丝的温度，则这种规头称为热偶规；如利用热丝本身的电阻值来反映温度，则称电阻规或皮喇尼规。
气体热传导只在低压强 (P＜100帕)下随压强变化，而低至10-1帕时气体热传导又
不是主要的散热方式，因此热传导真空计主要用于100～10-1帕范围，采取特殊措施可扩大测量范围。
热传导真空计的指示不但和气体种类有关，而且易受热丝表面污染、环境温度等因素影响，故准确度不高，只作粗略的真空指示用。
粘滞真空计 利用在真空中转动或振动的物体受气体分子阻尼作用而发生运动衰减的现象来测量气体压强。
气体分子的阻尼力与压强有关。
实际使用的粘滞真空计主要有磁悬浮转子真空计和振膜真空计。
磁悬浮转子真空计利用可控磁场把不锈钢球悬浮在真空中，用旋转磁场把钢球加速到400转／秒，然后停止加速,任其自然衰减，用电子学方法精确测量其转速衰减率，从而确定压强。
这种真空计具有很高的测量精度，吸气、放气速率小，压强指示受气体种类影响小，如钢球表面镀金则可在较恶劣的气氛下工作。
然而这种真空计在高真空端的读数受振动影响较大,测量时间也较长。
因此,这种真空计可作为 1～10-4 帕范围内的副标准真空计或用作标准传递真空计。
电离真空计 简称电离计，利用气体电离的原理来测量压强。
电离真空计分为热阴极和冷阴极两大类。
热阴极电离真空计的规头中通常有三个电极，即阴极、阳极和收集极，分别起发射电子、加速电子和收集离子的作用。
电子从阴极向阳极运动的过程中使气体电离，如果忽略二次电离效应（指电离过程中产生的新电子受电场加速又获得电离能力并引起新的电离），每个从阴极发出的电子所产生的正离子数和空间的气体密度成正比，因此在一定温度下和压强成正比。
所以收集极接收的离子流I i＝SI e P，I e为阴极电子发射电流，S为比例常数，称为电离计系数。
在一定温度下用标准真空计校验电离计系数后，即可根据离子流的大小确定压强。
热阴极电离计规头主要类型和结构如图3。
阴极一般采用钨丝，阳极可做成栅网状，使电子能在其两侧来回穿行以增加电子的行程，故又称栅极。
三极管型电离计收集极为圆筒形并置于栅极外侧（图3a），其压强测量范围是 10-1～10-5帕。
当工作压强高于1 0-1帕时，钨丝寿命缩短,而且由于二次电离效应，离子流与压强的关系开始偏离线性。
涂氧
化钍或氧化钇的铱丝阴极可工作在高达 100帕的压强下并有相当长的寿命，这种灯丝即使在大气中加热也不致损坏。
如果电离计规头采用这种灯丝，并把阳极和收集极都做成特殊形式(图3b)，缩短电极间距离，降低阳极电压，使气体电离几率降低（即电离计系数降低），则这种电离计可以测量10-3～100帕的压强，称为高压强电离计。
三极管型电离计测量低压强的下限决定于收集极的光电流，即由于电子打在阳极上产生的软 X射线照射到收集极上引起光电发射，光电流便构成收集极电流的本底。
当光电流占离子流的10％时即达到电离计的测量下限。
将电离计规头收集极做成细丝并放在栅极轴线位置上（图3c），灯丝位于栅极外侧，这时电离计的灵敏度变化不大，而由于收集极面积小，它所截获的X射线比三极管型减少3个数量级，这种电离计可测量低至10-8 帕的压强。
它是1950年由贝亚得和阿尔玻特提出的，故称BA计。
为测量10-9 帕或更低的压强可采用调制 BA 计、引出极电离计、弯柱电离计或热阴极磁控电离计等。
这些电离计还能在一定程度上排除栅极电子诱导脱附离子对压强测量的影响。
冷阴极电离计靠阴极光电发射（或场致发射）和正离子轰击阴极所引起的二次发射提供电子，利用磁场加长电子行程。
一般冷阴极电离计（如潘宁计）的轴向磁场约300～400高斯，阳极电压为1000～2000伏，灵敏度系数为10-2安／帕，工作范围为1～10-4 帕。
冷阴极电离计结构简单、牢固，在工业真空系统中作真空粗略指示或控制用。
如增强其磁场并采用类似磁控管的结构，测量下限可扩展至10-8～10-9帕，然而这种电离计在接近低压强端，I i-P曲线呈非线性，有时因放电模式变化，曲线出现不连续现象，对测量有一定影响。
真空计的校准 有三种方法。
①直接比对法：从大气压到10-3 帕可采取和绝对真空计直接比对的方法进行校准。
②膨胀法：使小体积的、压强已知的气体在等温情况下膨胀到大体积中，从而得到低的已知压强。
如果减小器壁吸附和真空计吸气、放气的影响，此法校准下限可达10-5 帕,精度达±3％。
③动态流导法：利用气体通过小孔在其两侧产生压强差的原理。
如已知小孔流导，测出流量和小孔一侧的压强便可算出另一侧压强。
此法的校准范围是10-2～10-7帕，然而低压强端的校准精度只有±10％左右。