解析真空计分类原理

分类原理

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电离规和冷阴电离规。

波尔登规

图1 波尔登规

图1 波尔登规

如图1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，使得针示在不同刻度上，即可读出相应的气压值。

这种规的测量范围般在100Pa至1atm。

薄膜电容规

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。缺点是须在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，使用前般需要预热数小时。

皮拉尼电阻规

也叫做热电阻真空计，它是利用电阻与温度之间关系的原理作的。

如图3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，将有效提测量的准确度。

这种规的测量范围般在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