真空压力表原理

本文中心围绕真空压力表的原理、分类及应用展开，旨在帮助读者理解不同测量原理的适用场景、优缺点，以及在实际工程中如何选型与校准。通过对机械式、热导式、离子化式等核心原理的对比，揭示从粗真空到超高真空的基本测量链路。

机械式真空压力表多采用波纹管或Bourdon管作为弹性元件，通过受压后的变形带动指针显示。此类仪表结构简单、现场读数直观、成本低，适合粗至中等真空区间的快速指示场景。但对气体成分、温度和振动较为敏感，长期稳定性与线性度通常不及高端电子式仪表。

热导式真空表（Pirani）通过加热元件的电阻随气体对热传导能力的改变而变化来判断压力。它在低压到中真空区间响应较为灵敏，受气体成分干扰相对较小，机理简单，便于快速监测系统状态。然而在高真空区需与其他原理联用以扩展量程，并且对温度与气体类型仍有一定依赖。

离子化式真空表在高真空与超高真空区应用广泛。原理是在真空腔内离子化气体分子，测量产生的离子电流与参考电流的比值来推断压力，因此对低压区的灵敏度极高，分辨率也很高。该类仪表对电源和高压环境有要求，成本较高，且需要定期校准以补偿与气体成分相关的响应飘移。

麦克劳德（McLeod）麦克劳德定律法式的真空表用于极低压测量。通过压缩样本体积并用波义耳定律转化为可读压强，通常作为参照手段或在无电子探测条件下的极低压测量。结构较为复杂，维护成本较高，一般用于对比验证或特定试验场景。

选型时需关注量程范围、响应时间、对气体成分的敏感性、温度漂移、零点稳定性及与系统的兼容性。单位统一也很关键，常见单位有Pa、mbar、Torr，应在设计初期确定统一口径。安装需避免振动、热冲击与污染，定期进行零点和灵敏度校准，并记录使用环境的温度和气体性质，以降低系统误差。

在应用层面，真空压力表覆盖从真空镀膜、半导体制造到材料研究等领域的监控与控制需求。通常将多种原理仪表组合使用，以实现对不同阶段的连续监测与快速报警。综合来看，选用时要以工艺要求与测量精度为导向，确保量程匹配、响应速度与长期稳定性满足工艺节拍。