真空計的工作原理

真空計的工作原理多樣，常見的有以下幾種：

熱傳導真空計

l原理：氣體的熱傳導與氣體分子密度有關，在低壓力下，氣體分子間的碰撞頻率降低，熱傳導能力隨壓力降低而減小。通過測量加熱絲與周圍氣體之間的熱傳導來間接測量氣體壓力。

l舉例：熱偶真空計，利用加熱絲和熱電偶組成測量電路，加熱絲通電發熱，熱電偶測量加熱絲的溫度，當氣體壓力變化時，熱傳導情況改變，導致加熱絲溫度變化，熱電偶產生的熱電勢也隨之變化，通過測量熱電勢來確定氣體壓力。

電離真空計

l原理：在高真空環境下，利用電子碰撞氣體分子使其電離，產生的離子電流與氣體分子密度成正比，而氣體分子密度又與壓力相關，從而通過測量離子電流來確定氣體壓力。

l舉例：熱陰極電離真空計，由陰極、柵極和收集極組成。陰極發射電子，電子在電場作用下加速飛向柵極，與氣體分子碰撞使氣體電離，產生的正離子被收集極收集形成離子電流，通過測量離子電流大小來計算氣體壓力。

電容薄膜真空計

l原理：基于電容原理，將被測壓力作用在一個具有彈性的薄膜上，使薄膜產生變形，從而改變電容器兩極板間的距離或面積，導致電容值發生變化，通過測量電容的變化量來反映壓力的大小。

l舉例：以平行板電容結構為例，當壓力作用于薄膜時，薄膜向一側彎曲，使平行板電容器的極板間距變小或極板重疊面積改變，電容值隨之變化，通過電容測量電路將電容變化轉換為電信號輸出，進而得到壓力值。

電阻真空計

l原理：利用金屬絲或半導體等材料的電阻值隨溫度變化的特性，以及氣體熱傳導對加熱元件溫度的影響。當氣體壓力變化時，氣體與加熱元件之間的熱交換情況改變，導致加熱元件溫度變化，進而使其電阻值發生變化，通過測量電阻值來間接測量氣體壓力。

l舉例：鎢絲電阻真空計，以鎢絲作為加熱元件和感壓元件，當給鎢絲通電加熱后，其電阻值會隨溫度變化。在不同的氣體壓力下，鎢絲與周圍氣體的熱交換不同，溫度不同，電阻值也不同，通過測量鎢絲電阻值的變化來確定氣體壓力。

麥克勞真空計

l原理：基于波義耳定律，即一定質量的氣體，在溫度不變的情況下，其壓力與體積成反比。通過對一定量的被測氣體進行壓縮，使其壓力升高，然后與已知壓力的氣體進行比較，從而確定被測氣體的壓力。

l舉例：通過轉動三通活塞，使真空系統中的氣體進入麥克勞真空計的玻璃球泡和毛細管中，然后將水銀面升高，壓縮氣體。當毛細管中的水銀面與比較毛細管中的水銀面齊平時，根據壓縮后氣體的體積和已知的玻璃球泡及毛細管的容積，利用波義耳定律計算出被測氣體的壓力。