真空计–物理百科知识

zhenkongji
真空计
vacuum gauge

   用于测量低于大气压的皮鞋批发市场稀薄气体总压力的仪表,又称真空规。真空计的测量单位沿用压力测量单位,压力的国际单位为帕(Pa),曾使用的单位还有托(Torr)和毫巴(mbar)等。
   简史  自1643年意大利物理学家E.托里拆利进行大气压力实验以来网络鞋批发市场,先后出现许多种真空计。最早出现的是U形管真空计,它只能用来测量粗真空和低真空1874年,H.G.麦克劳发明的压缩式真空计,解决了皮鞋批发市场低真空和高真空的绝对压力的测量,但仍不能进行连续测量。1906年,M.皮尼发明电阻式真空计,解决了工业生产中的低真空测量问题。继而,O.E.巴克利于1916年又发明电离真空计,这在当时不仅解决了10(~10(帕的高真空测量,而且促进了油扩散泵等真空设备的发展和应用1937年,F.M.潘宁发明冷阴极电离真空计,适用于有大量放气和经常暴露于大气的真空设备的测量,所以在真空冶金和机械工业中得到广泛应用。1950年,R.T.贝阿德和D.A.阿尔伯特发明BA式电离真空计,解决了10(帕的超高真空测量问题,从而使真空测量获得了突破,并推动了超高真空技术的发展;而与此有关的表面物理、核能、航天和大型集成电路等科学技术也得到了迅速发展。1960年以来,相继研制成功的调制规、抑制规、弯注规、分离规和磁控式电离规等已能实现10(帕左右的超高真空测量。
   分类  真空计可分为绝对真空计和相对真空计两大类。凡能从其本身测得的物理量(如液柱高度、工作液、比重等)直接计算出气体压力的称绝对真空计,这种真空计测量精度较高,主要用作基准量具。相对真空计主要利用气体在低压力下的某些物理特性(如热传导、电离、粘滞性和应变等)与压力的关系间接测量,其测量精度较低,而且测量结果还与被测气体种类和成分有关。因此相对真空计必须用绝对真空计标定和校准后方能用作真空测量。但它能直接读出被测压力,使用方便,在实际应用中占绝大多数。真空技术需要测量的压力范围为10(~10(帕,甚至更小,宽达16个数量级以上,尚无一种真空计能适用于从粗真空(10(~10(帕)、低真空(10(~10(帕)、高真空(10(~10(帕)、超高真空(小于10(帕)到极高真空(小于10(帕)的皮鞋批发市场全范围测量,因而有多种真空计最常用的有U形管真空计、压缩式真空计、电阻真空计和冷热阴极电离真空计。
   U形管真空计   用以测量粗真空和低真空的绝对真空计(图1 [U形管真空计的结构示意图]U形管真空计的结构示意图)。在U字形的玻璃管中充以工作液(低蒸气压的油、汞)。管的一端被抽成真空(或直接通大气),另一端接被测真空系统。根据两边管中的压差所造成的液柱差可测出被测真空系统的压力。
   压缩式真空计  又称麦克劳真空计,是一种测量低真空和高真空的绝对真空计。这种真空计一般用硬质玻璃制成(图2a [压缩式真空计的结构示意图]压缩式真空计的结构示意图)。A是一根与被测真空系统相连接的开管,D、B为内径相同的毛细管,V为球泡,其体积远大于毛细管。测量时,通过活塞2抽真空,然后用活塞1充气,使汞储存器C中的汞上升到覆没交叉口,则D、V和B、A内的气体被隔成两个区域再充气继续提高汞液面,D、V内的皮鞋批发市场气体则进一步被压缩,压力增高。这样D、B间存在的压差可由汞柱高度差来女鞋批发市场表示(图2b[压缩式真空计的结构示意图]压缩式真空计的结构示意图)。玻璃容器的体积和毛细管的高度是可精确测出的,所以用玻意耳定律即可算出被测压力。测量精度较高,在10(帕时的精度小于或等于5%。
   电阻真空计  又称皮尼真空计,是一种测量低真空的相对真空计,主要由电阻式规管和测量线路两部分组成。电阻式规管(图3 [电阻式规管的示意图]电阻式规管的示意图)是在管壳内封装着一条电阻温度系数较大的电阻丝,常用的为钨或铂丝。测量时,规管与被测真空系统相接,用一定的电压、电流加热电阻丝,其表面温度可用电阻值来反映,且与周围的气体分子的热传导有关,而气体分子的热传导又与压力有关。当被测压力降低时,由气体

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