真空計(Vacuum Gauge�,c真空�,是測量真空度或氣壓的儀器。一般是利用不同氣壓下氣體的某種物理效應(yīng)的變化�(jìn)行氣壓的測量。在科研和工�(yè)生產(chǎn)中廣泛使��
按照真空計測量原理所利用的不同的物理�(jī)制,可將主要的真空計分為三大�,分別是利用力學(xué)性能、利用氣體動力學(xué)效應(yīng)和利用帶電粒子效�(yīng)的真空計�
利用力學(xué)性能的真空計典型的有波爾登規(guī)(Bourdon)和薄膜電容�(guī);利用氣體動力學(xué)效應(yīng)的典型真空計有皮拉尼(Pirani)電阻規(guī)和熱電偶�(guī);利用帶電粒子效�(yīng)的典型真空計有熱陰極電離�(guī)和冷陰極電離�(guī)�
波爾登規(guī)(Bourdon�
如右圖所�,細(xì)的銅管受氣體壓力不同會有舒展�(xiàn)�,會帶動杠桿和齒輪旋�(zhuǎn),使得指針指示在不同刻度�,即可讀出相�(yīng)的氣壓值�
這種�(guī)的測量范圍一般在100Pa�1atm�
薄膜電容�(guī)
如右圖所示,在不同壓力下金屬膜片受力不同會有不同尺度的變�,使得金屬膜片和電極之間的電容變�,通過測量電容的變化量,即可知道金屬膜片上氣壓的變��
這種�(guī)的測量范圍一般橫�4個量級,比如可能�0.01Pa�100Pa�0.1Pa�1000Pa等�
這種�(guī)的優(yōu)點是靈敏度很�。缺點是必須在高于環(huán)境溫度的恒溫條件下使�,以消除溫度不同對膜片力�(xué)性能的影�,使用前一般需要預(yù)熱數(shù)小時�
皮拉尼電阻規(guī)
也叫做熱電阻真空�,它是利用電阻與溫度之間�(guān)系的原理工作的�
如右圖所�,由于不同氣壓下氣體分子熱傳�(dǎo)能力不同,當(dāng)給熱絲加恒定的電流時,由于氣壓不同通過氣體傳導(dǎo)走的熱量不同,熱絲所保持的溫度就不同,這導(dǎo)致熱絲電阻大小不�,通過測量熱絲電阻大小就可以推算氣壓大��
如果配合電橋測量熱絲電阻的變�,將有效提高測量的準(zhǔn)確度�
這種�(guī)的測量范圍一般在0.1Pa�1000Pa�
由于不同氣體在相同氣壓時�(dǎo)熱性不�,所以這種�(guī)需要在不同的使用氣體下�(biāo)��
熱電偶規(guī)
如右圖所�,熱電偶�(guī)與皮拉尼電阻�(guī)基本原理一�,只是它不用測量熱絲電阻的變�,而是用熱電偶直接測量熱比的溫度變��
測量范圍一般與�0.1Pa�1000Pa�
與皮拉尼電阻�(guī)一樣,這種�(guī)也需要在不同的使用氣體下�(biāo)��
熱陰極電離規(guī)
如右圖所示,熱陰極電離規(guī)�,由熱陰極即燈絲�(fā)射電子,電離真空中的氣體分子,產(chǎn)生離�,由收集極收集產(chǎn)生的離子,形成離子電�,通過測量離子電流的大小即可推算出真空中氣體分子的密度,�(jìn)而得到氣壓大��
這種�(guī)的測量范圍一般為1.0E-05Pa�0.1Pa�
�(jīng)改�(jìn)后的熱陰極電離規(guī),Bayard-Alpert�(guī),可以將測量下限降低�1.0E-09Pa�
由于不同氣體在相同氣壓下的電離率不同,這種�(guī)在使用時也需要在不同氣體下�(jìn)行標(biāo)��
冷陰極電離規(guī)
如右圖所示,冷陰極電離規(guī)也是通過電離氣體分子收集離子電流的方法�(jìn)行氣壓測�,但與熱陰極電離�(guī)不同的是,它是利用磁控放電電離氣體分子產(chǎn)生離子�
這種�(guī)的測量范圍一般為1.0E-07Pa�0.1Pa�
與熱陰極電離�(guī)同樣的原�,這種�(guī)在使用時需要在不同氣體下標(biāo)��
在較高壓力時(10�1Pa)利用壓力差U型管壓力計,麥克勞真空計,薄膜計,彈簧管壓力計等[1] �
�10�10Pa的中間壓力范�,利用氣體性質(zhì)(熱傳�(dǎo),粘�)的變化而做成的皮氏�、粘性真空計�
在低壓力時,使用將氣體分子電離而測量的電離真空��
�2 真空計的適用壓力范圍
真空計的名稱 可測的壓力范�(Pa)
水銀壓力�(U型管) 10�10
油壓力計(U型管) 10�10
油壓力計(U型管) 3*10�
麥克勞真空計(一般型和特殊型)
10�10
彈性變形真空計 10�10
隔膜真空�(�(jī)械式) 10�10
隔膜真空�(電氣�) 10�10
電離真空�(三極管型) 10�10
超高真空用B-A� 10�10
極高真空用熱陰極磁控� 10�10
高真空用(舒爾茨型) 10�10
冷陰極真空計 1�10
皮拉尼真空計 10�10
熱電偶真空計 10�10
熱敏電阻真空� 10�10
粘性真空計 1�10
克努曾真空計 10-1�10