皮拉尼型真空計電路設計

優(yōu)點：

• 較大的測量范圍

• 較好的重現(xiàn)性

• 制作成本較低，價格比較合適

• 較快的相應時間

缺點：

• 不同的氣體類型影響測量精度（通常要以氮氣或空氣校準）

• 測量對污染敏感的

• 化學工業(yè)

• 電子與微電子領域

• 氣相沉積

• 電子束焊接

• 真空冶金

不同氣體對皮拉尼真空計的影響

因為熱量的傳遞不僅僅與壓強有相互關系，同時與氣體的摩爾量和分子結構有關系。不同的氣體會導致壓力測量時得出不同的結果。

在一般情況下，當現(xiàn)有的氣體的原子或者分子越大，熱傳導的能力或者效率越低。

• 皮拉尼真空計

• 熱電偶真空計

• 熱敏電阻真空計

• 定電流式燈絲的溫度會隨著真空壓力的變化而變化，由于燈絲為高電阻溫度系數(shù)材料，燈絲的溫度的改變會導致燈絲電阻值發(fā)生變化，以電阻電橋的感測方式來測定電阻的改變就可以證明出真空壓力的變化。 下圖中惠斯通電橋中最右邊有一感測頭燈絲和一參考感測頭燈絲。參考感測頭有著與感測頭極為相似的構造，但其內(nèi)部已抽至相當高的真空狀態(tài)并加以密封，并盡可能接近于感測頭感測壓力的位置，有著環(huán)境溫度補償?shù)淖饔?。電橋的另一邊按順序有著一可變電阻R₁和固定電阻R₂。該電橋并聯(lián)與一電源上，并在兩個感應頭間和兩個電阻間接駁一個平衡電流表G。 當感測頭內(nèi)的真空壓力改變的時候，感測頭燈絲電阻的阻值也會隨著發(fā)生變化，將會導致電橋中的平衡電流表的讀數(shù)不在為零而有所變化。此時可調(diào)整電橋中的可變電阻R₁，使平衡電流表的讀數(shù)重新為零。當電源提供的電流恒定時，由電橋兩段電壓的變化，可以察覺到燈絲電阻的變化，經(jīng)由是黨的轉換與校對工作就可以從跨接在電橋的電壓表讀出真空壓力值。

• 定電壓式當感應頭里的燈絲上維持一定的電壓時，燈絲的溫度會隨真空壓力而發(fā)生變化。以真空壓力變高時為例，此時熱傳導帶走的熱能增加，燈絲的溫度會下降，由于燈絲為高電阻溫度系數(shù)材料，燈絲的溫度變低會導致燈絲的電阻值上升，當燈絲兩段的電壓不發(fā)生變化的時候，會使通過燈絲的電流降低，因此電流的減少也就證明出真空壓力增高。反之，當真空壓力變低時，由電流的增加可以證明出真空壓力變低。

真空計一般分為兩部分：

• 感應頭：多為金屬或者玻璃外殼，內(nèi)有感測真空壓力的燈絲或者其他感溫元件。

• 控制頭：為感應頭提供必須的電路和做信號放大和信號數(shù)字化的工作。

利用惠斯通電橋 Wheatstone bridge 的補償原理，其中的一燈絲作為該電路的其中一個電阻。當燈絲所在的氣體分子密度改變時，其熱導率會有所不同，因此燈絲所表現(xiàn)的溫度也會不同，間接影響電阻值的大小。固定電壓，固定電流以及固定溫度中以最后一種方法做敏感。值得注意的是，不同氣體的熱導率不同，因此在測量的時候要刻度上需要校對。

• 此行真空計通過測量一發(fā)熱體與一接收發(fā)熱體之間的熱傳導程度來判斷氣體的壓力。

• 當Kn值（克努森數(shù)）在0.01

• 在低壓力時，熱的失散可以通過三種途徑，分別是周圍氣體的導熱，熱輻射，以及支柱發(fā)熱體的主干。

• 為了使測量壓力的精確度提高，因盡可能的避免后兩種的熱量損失。