压缩式真空计(麦氏计)的工作原理

复合真空计的原理和使用方法真空计操作规程真空计是测量真空系统中气体压强的仪器，种类很多，这里介绍的复合真空计是常见的一种，复合真空计是由温差电偶真空计与热阴极电离真空计组合而成。

温差电偶真空计的原理温差电偶真空规管由玻璃制成，通过小管8和真空系统相接，在规管内的两根引线上装有热丝3，另外两根引线上焊着一对温差电偶4，温差电偶的另一端与热丝在A点焊接。

由于在低压下，气体的热传导系数与压强成正比，所以在通过热丝的电流（90～150mA）确定的条件下，热丝的温度随着规管内真空度的提高而上升，温差电偶电动势也随之而增大。

因此，通过测量温差电偶电动势，可以确定出被测系统的真空度，温差电偶真空计则是依据这个原理制成的。

温差电偶真空计的电离真空计的测量范围1～510—2Pa。

热阴极电离真空计的原理电离真空规管是一只三极管，通过B管与真空系统相接，使用时，在灯丝电路中通以电流5mA，灯丝受热后便发射电子，由于栅极为正电压，使电子加速，中途与气体分子相碰，气体的密度越大，碰撞机会越大，产生的正离子也越多。

另外，由于板极电压为负，便吸引正离子在板极电路中形成板极电流Ip，气体分子密度越大（即压强越大），板极电流也越大，反之越小。

麦氏真空计维护和保养麦氏真空计是依据理想等温压缩的波义耳——马略特定律设计而成。

由于它可以通过本身的参数，直接算得压强值，所以它除了进行压强测量外，还可以作为确定真空计用来校验一些相对真空计（如：座式压缩真空计就是其中的一种），故被广泛用于工业、国防、科研、医药、制冷等真空度测量工作之中。

麦氏真空计维护和保养：1、运输及使用时必需严防倒置平卧，以防水银倒回真空像皮管内或水银珠进入中心闭管毛细管内堵塞毛细管，影响测量精度。

因此在每次使用前必需先将真空橡皮管竖直，以使水银能流回真空计玻璃管内。

2、在测量时即真空表为挺立状态，严禁将任何气体猛烈地冲入真空系统，以免冲击玻璃管致使击碎玻璃管。

3 、真空计内工作汞已经经过化学物理方法处理，有确定的清洁性。

真空测量常用真空计真空测是是真空技术中的一个重要组成部分用于测量真空度的仪器叫真空计。

真空计的种类很多，根据真空计的刻度方法，可分为绝对真空计和相对真空计。

(一)绝对真空计:通过对气体压强进行测量，经过计算后，能反映真空度的真空计，叫绝对真空计，如:U 型管真空计、压缩式真空计等。

(1)U型管真空计:利用U型管两端的液面差，来测量压强的典空计叫U型管真空计。

(2)压缩式真空计:又称麦克劳真空计。

利用波意耳定律，将定量待测的气体，用水银或油压缩到极小体积，然后比较它的开管与闭管之间的液柱差，通过计算求得压强的一种绝对真空计。

(二)相对真空计:通过对与压强有关的物理盆进行侧量，但不能通过计算来进行刻度，只能与绝对真空计进行比较才能刻度的真空计，叫相对真空计，如:弹性式真空表、薄膜式真空计、电阻真空计、热偶真空计和电离真空计等。

:(1)弹性式真空表:利用弹性元件随压强变化所产生的变形，测量真空度的真空计。

(2)电阻真空计和热偶真空计:利用气体分子的热传导作用，测量真空度的真空计。

(3)电离真空计:利用气体分子在低压强下的电离现象，测量真空度的真空计。

常用真空计的分类和测量范围见下图：(三)绝对真空计与相对真空计的比较(1)绝对真空计的优点，是结构简单福、造价低、测量精度高，其测量值与被测气体种类无关(可凝性蒸气除外)。

其缺点是操作不便，不能连续测量，用水银作介质时，水银蒸气对环境有污染。

(2)相对真空计的优点，是能连续测量真空度，并便于自动记录和用于自动控制。

其缺点，是测量精度受气体种类和环境温度的影响较大，测量精度不如绝对真空计高。

真空热处理炉常用的真空计有弹性式真空表、热偶真空计、电阻真空计、电离真空计等相对真空计。

现将常用的真空计工作原理简介如下:(一)弹性式真空表:真空表内，有一由铍青钢或不锈钢等弹性材料制成的扁平截面弹簧弯管，管的一端与被测真空系统相连，另一端封死，并通过连杆齿轮与指针相连。

简介真空计（Vacuum Gauge），又称规，是测量真空度或气压的仪器。

一般是利用不同气压下气体的某种物理效应的变化进行气压的测量。

在科研和工业生产中广泛使用。

编辑本段分类原理介绍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极电离规和冷阴极电离规。

波尔登规（Bourdon）波尔登规如右图所示，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，使得指针指示在不同刻度上，即可读出相应的气压值。

这种规的测量范围一般在100Pa至1atm。

薄膜电容规薄膜电容规如右图所示，在不同压力下金属膜片受力不同会有不同尺度的变形，使得金属膜片和电极之间的电容变化，通过测量电容的变化量，即可知道金属膜片上气压的变化。

这种规的测量范围一般横跨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高。

缺点是必须在高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，使用前一般需要预热数小时。

皮拉尼电阻规皮拉尼电阻规如右图所示，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，将有效提高测量的准确度。

这种规的测量范围一般在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。

热电偶规热电偶规如右图所示，热电偶规与皮拉尼电阻规基本原理一致，只是它不用测量热丝电阻的变化，而是用热电偶直接测量热比的温度变化。

真空计常见类型真空计简介真空计，又叫真空表，是测量真空度或气压的仪器。

一般是利用不同气压下气体的某种物理效应的变化进行气压的测量。

在科研和工业生产中广泛使用。

真空计种类繁多，为了研究和使用方便，合理分类是很重要的。

角度不同，分类方法也不同，在这里笔者介绍两种常用的分类法。

1、按真空计刻度方法分类（1）绝对真空计：直接读取气体压力，其压力响应（刻度）可通过自身几何尺寸计算出来或由测力计确定。

绝对真空计对所有气体都是准确的且与气体种类无关。

属于绝对真空计的有U 型管压力计、压缩式真空计和热辐射真空计等。

（2）相对真空计：由一些与气体压力有函数关系的量来确定压力，不能通过简单的计算进行刻度，必须进行校准才能刻度。

相对真空计一般由作为传感器的真空计规管和用于控制、指示的测量器组成，读数与气体种类有关。

相对真空计的种类很多，如热传导真空计和电离真空计等。

2、按真空计测量原理分类按真空计测量原理分类，可以分成直接测量真空计和间接测量真空计。

直接测量真空计系直接测量单位面积上的力，属于这类真空计的有：（1）静态液位真空计。

利用U型管两端液面差来测量压力。

（2）弹性元件真空计。

利用与真空相连的容器表面上受到压力的作用而产生弹性变形来测量压力值的大小。

压力为10-1 Pa时，作用在1cm2表面上的力只有10-5 N，显然测量这样小的力是困难的，但可根据低压下与气体压力有关的物理量的变化来间接测量压力的变化。

属于间接测量真空计的有：（1）压缩式真空计。

其原理是在 U 型管的基础上再应用波义耳定律，即将一定量待测压力的气体，经过等温压缩使之压力增大，以便用 U 型管真空计测量，然后用体积和压力的关系计算被测压力。

（2）热传导真空计。

利用低压下气体热传导与压力有关这一原理制成。

常用的有电阻真空计和热偶真空计。

（3）热辐射真空计。

利用低压下气体热辐射与压力有关的原理。

（4）电离真空计。

利用低压下气体分子被荷能粒子碰撞电离，产生的离子流随压力变化的原理。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
压缩式真空计的结构尺寸及平方刻度尺计算举例
试设计一台量程为1 ～ 5 乘以10-4 Pa 的压缩式真空计，并画出其平方刻度尺。

（1）压缩式真空计结构尺寸的计算与选择
选取毛细管内径d = 0.8mm。

为保证压力在5 乘以10-4 Pa 时有较高精度，取此时水银面高度差h = 1.5mm。

根据基本方程式
和式
有
p = 1.05 乘以105 乘以d2h2/V
即
V = 1.05 乘以105 乘以d2h2/p
= 1.05 乘以105 乘以（8 乘以10-4）2 乘以（1.5 乘以10-3）2/5 乘以10-4 = 3.024 乘以10-4 m3
取V = 3.1 乘以10-4 m3。

若取长度L = 0.1m 的测量毛细管，即在水银面高度差h = 0.1m 时，该真空计测量上限pmax 为
pmax= 1.05 乘以105 乘以d2h2/V
= 1.05 乘以105 乘以（8 乘以10-4）2 乘以0.12/3.1 乘以10-4
= 2.17Pa
当取h = 1.5mm 时，测量下限p min 为。

麦氏真空计一、原理和用途：不锈钢麦式真空计1、麦氏真空计又名麦克劳真空计和麦氏真空表（也叫转动式压缩真空计），是根据理想等温压缩的波义耳--马略特定律设计而成。

麦氏真空计根据使用条件和需要的不同又又两种材质的外壳，一种是铁的，另一种是不锈钢壳。

由于它可以通过本身的参数，直接算得压强值，所以它除了进行压强测量外，还可以作为绝对真空计用来校验一些相对真空计（如：座式压缩真空计就是其中的一种），故被广泛用于工业、国防、科研、医药、制冷等真空度测量工作之中。

2、我公司生产的PM-2型组合式麦氏真空表，它包含了PM-3和PM-4型的使用测量范围，分200Pa----10000Pa和0.1Pa---350Pa二阶段进行,盖过了原有的PM-4和PM-3的产品,目前本公司主要以生产PM-3型为主,它的精度比传统的PM-4型要高,体积也较小。

二、麦氏真空计的使用方法：1、在使用之前，先将真空排气管向上拎起，让真空表放在下面，以防在运输过程中玻管内的水银珠滑入排气管内。

然后拉起橡皮塞，在排气管口内壁上涂上蓖麻油或真空油脂直接连接到被测真空系统的接口上，开启机械真空泵约3-5分钟，然后再缓慢打开连接真空表外的真空阀门，这时仪表进入工作状态。

2、倘若真空系统的真空度为粗真空时，对PM-2型来说，那么正好看右边U型真空计压力，其读数值是看两个水银珠所指的刻度数值相加之和，当真空度低于0.2KPa(即200Pa)时,两个水银柱端面基本处于平行,则要看左侧的真空表了,其操作方法与原麦氏真空表一样(表面印刷所示)。

三、麦氏真空计的维护和保养：1、运输及使用时必须严防倒置平卧，以防水银倒回真空像皮管内或水银珠进入中间闭管毛细管内堵塞毛细管，影响测量精度。

因此在每次使用前必须先将真空橡皮管竖直，以使水银能流回真空计玻璃管内。

2、在测量时即真空表为直立状态,严禁将任何气体强烈地冲入真空系统,以免冲击玻璃管致使击碎玻璃管。

3 、真空计内工作汞已经经过化学物理方法处理，有一定的清洁性。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
压缩式真空计的结构及工作原理
压缩式真空计是对U 型管真空计的重大改进，它是依据理想气体的波义耳定律制成的。

由于它首先是由麦克劳提出的，故此种真空计又称为麦克劳真空计（简称麦氏计）。

压缩式真空计是测量压力低于1Pa 时用的绝对真空计，并且从1874 年至今仍作为校准其他真空计的主要仪器。

为减小测量误差，测量毛细管和比较毛细管用同一根毛细管截断制成，
这样可较好地保持两者内径的均匀性。

为使待测系统压力与玻璃泡内的压力一致，导管6 要用较粗的玻璃管制成，保证其有足够的通导能力。

由于压缩式真空计是依据理想气体的波义耳定律制成的，因此其前提条
件是被测真空系统内的气体必须是适用波义耳定律的，否则将给测量带来误差；再者要求在测量时真空系统内压力稳定。

测量前将压缩式真空计的导管与被测系统相连接，由于系统内压力各处相
等，因此玻璃泡和测量毛细管内的压力与待测系统内的压力p 相等。

测量时用任一种方法将水银面提升，当水银面提升到M-M 面时（见当水银面停在如因为通常用压缩式真空计测量低压，即p《ρgh，故等式右边的p 可以忽略。

于是，上式可以写成
又因为测量毛细管压缩后的气体容积V1=（πd2/4）-h 1，经整理得
此式即为压缩式真空计的基本方程式。

式中d 为测量毛细管的内径。

V
和d 在吹制压缩式真空计时可测得为已知数据，则
式中：p 待测压力，Pa；h1、h2 液面差，m；K 真空计常数，Pam-2；与压缩式真空计相关文章：。

麦氏真空表一、原理和用途：1、麦氏真空表又名麦克劳真空计（也叫转动式压缩真空计），是根据理想等温压缩的波义耳--马略特定律设计而成。

由于它可以通过本身的参数，直接算得压强值，所以它除了进行压强测量外，还可以作为绝对真空计用来校验一些相对真空计（如：座式压缩真空计就是其中的一种），故被广泛用于工业、国防、科研、医药、制冷等真空度测量工作之中。

2、我公司生产的PM-2型组合式麦氏真空表，它包含了PM-3和PM-4型的使用测量范围，分200Pa----10000Pa和0.1Pa---350Pa二阶段进行,盖过了原有的PM-4和PM-3的产品,目前本公司主要以生产PM-3型为主,它的精度比传统的PM-4型要高,体积也较小。

二、使用方法：1、在使用之前，先将真空排气管向上拎起，让真空表放在下面，以防在运输过程中玻管内的水银珠滑入排气管内。

然后拉起橡皮塞，在排气管口内壁上涂上蓖麻油或真空油脂直接连接到被测真空系统的接口上，开启机械真空泵约3-5分钟，然后再缓慢打开连接真空表外的真空阀门，这时仪表进入工作状态。

2、倘若真空系统的真空度为粗真空时，对PM-2型来说，那么正好看右边U型真空计压力，其读数值是看两个水银珠所指的刻度数值相加之和，当真空度低于0.2KPa(即200Pa)时,两个水银柱端面基本处于平行,则要看左侧的真空表了,其操作方法与原麦氏真空表一样(表面印刷所示)。

三、维护和保养：1、运输及使用时必须严防倒置平卧，以防水银倒回真空像皮管内或水银珠进入中间闭管毛细管内堵塞毛细管，影响测量精度。

因此在每次使用前必须先将真空橡皮管竖直，以使水银能流回真空计玻璃管内。

2、在测量时即真空表为直立状态,严禁将任何气体强烈地冲入真空系统,以免冲击玻璃管致使击碎玻璃管。

3 、真空计内工作汞已经经过化学物理方法处理，有一定的清洁性。

因长期使用等原因而引起的水银氧化污染会直接影响测量精度，应及时送往修理，经检验合格后方可使用。

真空测量常用真空计真空测是是真空技术中的一个重要组成部分用于测量真空度的仪器叫真空计。

真空计的种类很多，根据真空计的刻度方法，可分为绝对真空计和相对真空计。

(一)绝对真空计:通过对气体压强进行测量，经过计算后，能反映真空度的真空计，叫绝对真空计，如:U 型管真空计、压缩式真空计等。

(1)U型管真空计:利用U型管两端的液面差，来测量压强的典空计叫U型管真空计。

(2)压缩式真空计:又称麦克劳真空计。

利用波意耳定律，将定量待测的气体，用水银或油压缩到极小体积，然后比较它的开管与闭管之间的液柱差，通过计算求得压强的一种绝对真空计。

(二)相对真空计:通过对与压强有关的物理盆进行侧量，但不能通过计算来进行刻度，只能与绝对真空计进行比较才能刻度的真空计，叫相对真空计，如:弹性式真空表、薄膜式真空计、电阻真空计、热偶真空计和电离真空计等。

:(1)弹性式真空表:利用弹性元件随压强变化所产生的变形，测量真空度的真空计。

(2)电阻真空计和热偶真空计:利用气体分子的热传导作用，测量真空度的真空计。

(3)电离真空计:利用气体分子在低压强下的电离现象，测量真空度的真空计。

常用真空计的分类和测量范围见下图：(三)绝对真空计与相对真空计的比较(1)绝对真空计的优点，是结构简单福、造价低、测量精度高，其测量值与被测气体种类无关(可凝性蒸气除外)。

其缺点是操作不便，不能连续测量，用水银作介质时，水银蒸气对环境有污染。

(2)相对真空计的优点，是能连续测量真空度，并便于自动记录和用于自动控制。

其缺点，是测量精度受气体种类和环境温度的影响较大，测量精度不如绝对真空计高。

真空热处理炉常用的真空计有弹性式真空表、热偶真空计、电阻真空计、电离真空计等相对真空计。

现将常用的真空计工作原理简介如下:(一)弹性式真空表:真空表内，有一由铍青钢或不锈钢等弹性材料制成的扁平截面弹簧弯管，管的一端与被测真空系统相连，另一端封死，并通过连杆齿轮与指针相连。