在真空壓力測量的領域，標準的大氣壓測量方法無法適用，為了應對這一挑戰(zhàn)，需要使用特殊的真空設備，統(tǒng)稱為真空計，多種類型的真空計被廣泛應用，每一種都擁有其獨特的工作原理和特性。

熱電真空計（皮拉尼真空計）

    皮拉尼真空計，又稱熱電真空計，核心原理基于加熱導體的電阻隨真空系統(tǒng)中氣體壓力的變化而改變。這一精巧的裝置主要由加熱導體構成，導體材料通常選用鎢、鉑或鎳鉻合金。當導體被加熱至特定溫度時，其電阻會根據周圍氣體量的多寡而變化。在氣體壓力較高的情況下，分子與導體的碰撞頻繁，帶走熱量，導致電阻增加；反之，隨著氣體壓力的降低，碰撞頻率減少，電阻也隨之降低。

    通過測量導體電阻的變化，并借助電子電路將其轉換為相應的壓力讀數，皮拉尼真空計得以實現其功能。其測量范圍通常在大氣壓的10%至0.1Pa之間，精度可達讀數的20-50%。這種真空計設計簡潔，耐用可靠，對壓力變化反應迅速。然而，它們對導體污染較為敏感，這可能會影響測量精度。

電離真空計

    電離真空計，又稱電離壓力傳感器，其工作原理基于氣體電離的特性。隨著氣體壓力的降低，能夠發(fā)生電離的原子數量也隨之減少。電離真空計的主要部件是真空二極管或三極管。在二極管中，陽極施加正電壓，集電極則施加大的負電壓。真空系統(tǒng)中的氣體通過端口滲透到陽極和集電極之間的空間。

    在較高的氣體壓力下，分子與電極的碰撞導致氣體電離，形成的離子在電場中加速并到達集電極，產生電離電流。該電流與真空系統(tǒng)中的氣體壓力成正比。電離真空計具有廣泛的測量范圍，通常從10^-5Pa到0.1Pa，精度為讀數的20-50%。還具有高靈敏度和快速響應能力，并且能在較寬的溫度范圍內工作。

    電離真空計也存在一些局限性，它們對不同氣體敏感，每種氣體都需要單獨校準，還可能受到電極處氣體吸收的影響，導致測量精度降低，對磁場敏感，在安裝和操作時需采取特殊預防措施。

膜電容式真空計

    膜電容式真空計利用了真空系統(tǒng)中氣體壓力影響下膜電容變化的原理。主要部件是金屬薄膜，通常由不銹鋼或鈦制成，薄膜固定在周邊，可以是凸形或凹形。當氣體壓力作用于薄膜時，它會發(fā)生變形，導致電容變化。

    通過電子電路測量薄膜電容的變化，并將其轉換為相應的壓力讀數，膜電容式真空計得以實現功能。測量范圍通常為1000mbar–20Pa、100mbar–2Pa、10mbar–0.2Pa，精度可達讀數的2.5%。這種真空計耐腐蝕，設計緊湊，易于安裝和使用，還具有高靈敏度和快速響應能力，不需要對各種氣體進行校準，能在較寬的溫度范圍內工作。

    這些傳感器對薄膜的機械損傷和振動較為敏感，每種類型的真空計都有其獨特的優(yōu)點和局限性，選擇合適的真空計需根據具體應用的要求，包括所需的測量精度、測量范圍和操作條件。