皮拉尼型真空计

不同气体对皮拉尼真空计的影响

因为热量的传递不仅仅与压强有相互关系，同时与气体的摩尔量和分子结构有关系。不同的气体会导致压力测量时得出不同的结果。

在一般情况下，当现有的气体的原子或者分子越大，热传导的能力或者效率越低。

利用惠斯通电桥 Wheatstone bridge 的补偿原理，其中的一灯丝作为该电路的其中一个电阻。当灯丝所在的气体分子密度改变时，其热导率会有所不同，因此灯丝所表现的温度也会不同，间接影响电阻值的大小。固定电压，固定电流以及固定温度中以最后一种方法做敏感。值得注意的是，不同气体的热导率不同，因此在测量的时候要刻度上需要校对。

• 此行真空计通过测量一发热体与一接收发热体之间的热传导程度来判断气体的压力。

• 当Kn值（克努森数）在0.01

• 在低压力时，热的失散可以通过三种途径，分别是周围气体的导热，热辐射，以及支柱发热体的主干。

• 为了使测量压力的精确度提高，因尽可能的避免后两种的热量损失。

• 皮拉尼真空计

• 热电偶真空计

• 热敏电阻真空计

• 定电流式灯丝的温度会随着真空压力的变化而变化，由于灯丝为高电阻温度系数材料，灯丝的温度的改变会导致灯丝电阻值发生变化，以电阻电桥的感测方式来测定电阻的改变就可以证明出真空压力的变化。 下图中惠斯通电桥中最右边有一感测头灯丝和一参考感测头灯丝。参考感测头有着与感测头极为相似的构造，但其内部已抽至相当高的真空状态并加以密封，并尽可能接近于感测头感测压力的位置，有着环境温度补偿的作用。电桥的另一边按顺序有着一可变电阻R₁和固定电阻R₂。该电桥并联与一电源上，并在两个感应头间和两个电阻间接驳一个平衡电流表G。 当感测头内的真空压力改变的时候，感测头灯丝电阻的阻值也会随着发生变化，将会导致电桥中的平衡电流表的读数不在为零而有所变化。此时可调整电桥中的可变电阻R₁，使平衡电流表的读数重新为零。当电源提供的电流恒定时，由电桥两段电压的变化，可以察觉到灯丝电阻的变化，经由是党的转换与校对工作就可以从跨接在电桥的电压表读出真空压力值。

• 定电压式当感应头里的灯丝上维持一定的电压时，灯丝的温度会随真空压力而发生变化。以真空压力变高时为例，此时热传导带走的热能增加，灯丝的温度会下降，由于灯丝为高电阻温度系数材料，灯丝的温度变低会导致灯丝的电阻值上升，当灯丝两段的电压不发生变化的时候，会使通过灯丝的电流降低，因此电流的减少也就证明出真空压力增高。反之，当真空压力变低时，由电流的增加可以证明出真空压力变低。

优点：

• 较大的测量范围

• 较好的重现性

• 制作成本较低，价格比较合适

• 较快的相应时间

缺点：

• 不同的气体类型影响测量精度（通常要以氮气或空气校准）

• 测量对污染敏感的

真空计一般分为两部分：

• 感应头：多为金属或者玻璃外壳，内有感测真空压力的灯丝或者其他感温元件。

• 控制头：为感应头提供必须的电路和做信号放大和信号数字化的工作。

• 化学工业

• 电子与微电子领域

• 气相沉积

• 电子束焊接

• 真空冶金