真空计全面介绍

機械式真空計
利用(容器內)氣體粒子之熱速度作用 於(容器內)受力表面來直接量測壓力 之真空計
機械式真空計(mechanical vacuum gauge) 機械式真空計( gauge)
壓力天平
液位壓力計
壓力天平 (重錘活塞式壓力計 重錘活塞式壓力計-deadweight 重錘活塞式壓力計 pressure gauge)
離子真空計
唯一間接量測壓力之真空計，一般用於 高真空以上(約小於10 高真空以上(約小於10-3mbar) 。 利用量測真空系統內剩餘氣體分子隻數 量來推導出真空壓力之大小。
離子式真空計（ 離子式真空計（ION Gauge） ）
同時監視3 同時監視3組壓力， 可外加8 可外加8組壓力設定， 最適合自動化設備。 高真空起動及保護裝 置，可匹配 RS-232、 RS-232、 RS-422、RS-485電 RS-422、RS-485電 腦介面。
Spinning rotor viscosity gauge(旋轉轉子黏滯性真
空計) 原理 1.先啟動垂直控制線圈，使鋼球能穩定的懸浮在垂直軸 2.啟動加速控制線圈，使鋼球繞著垂直軸為轉軸，加速旋 轉制至400轉／秒後關掉 3.這時高速自旋之鋼球會因氣體的黏製性而慢慢減速，這 時再由訊號去量測(利用controller)各參數來求得真空壓力
基於連通管原理) 液位壓力計(基於連通管原理 基於連通管原理
‧左圖為最常見U形管液位 左圖為最常見U 壓力計 ‧液位壓力計使用介質有 水銀，而水和 水、油、水銀，而水和 油適用於低範圍差壓之 油適用於低範圍差壓之 量測，而水銀因為密度 較大的多( 13.6倍 較大的多(約13.6倍)，所 以適用於高範圍差壓之 以適用於高範圍差壓之 量測
特殊之變形U形管結構
U形管架構 斜管式架構 單槽式架構 雙槽式架構
雙槽式壓力計: Schwien原級水壓壓力計 BAT原級壓力計 單槽式壓力計: Hass A1大氣壓力計
薄膜式真空計（ 薄膜式真空計（Diaphragm Manometer） ）
量測壓力範圍：1500 量測壓力範圍：1500 Torr ～ 1 Torr。 Torr。 可追加2 可追加2組自動控制 設定模組。 線性0 線性0 ～ 1.5 VDC 輸 出訊號，可與電腦連 線。
原理 當感測頭內真空壓力改 變時，燈絲的電阻也改 變，因此電橋內的電流 表A讀值不再為0，這時 讀值不再為0 調整R1可使其回歸為0 調整R1可使其回歸為0。 參考感測頭和感測頭極 為相似，以作為溫度補 為相似，以作為溫度補 償之用。 由電壓表V 由電壓表V可觀察到電阻 的變化，經適當的轉換 之後，可由電壓表V 之後，可由電壓表V直接 讀取真空計壓力值。
真空計之分類
依量測範圍分： (1)粗略真空計量測範圍： (1)粗略真空計量測範圍： 760 ~ 1Torr (2)中度空計量測範圍：1 (2)中度空計量測範圍：1 ~ 10－３ Torr (3)高度真空計量測範圍： (3)高度真空計量測範圍： 10 -3~ 10－7 Torr (4)超高真空計(Ultrahigh (4)超高真空計(Ultrahigh vacuum) 量測範圍：10-7 量測範圍：10 Torr以下 Torr以下 依工作原理分： 液體靜態真空計 機械式真空計 熱傳導式真空計 半導體式真空計 黏滯性真空計 離子化真空計 氣體分壓分析儀 氦氣測漏儀 電容式真空計
電容式真空計
為薄膜真空計(Diaphragm Gage)的一種，利用 為薄膜真空計(Diaphragm Gage)的一種，利用 薄膜兩邊壓力不同而使薄膜偏移，以改變電極 間之距離，並使電容也因而改變，故可求得壓 力之變化。目前利用電容式原理製造之真空計， 其量測範圍可從數十倍大氣壓力至１０－５（１ Pa）。以電容式真空計作為轉移準器時值 ０－３Pa）。以電容式真空計作為轉移準器時值 得注意的是，溫度變化的影響很大，因此沒有 溫度控制裝置時，必須對溫度變化的影響作詳 細評估。
量測壓力範圍： 1ATM～ 1ATM～10-3 Torr。 Torr。 量測範圍寬廣。 接頭種類齊全。
Multi-Gauge 真空計（Multi 真空計（ Gauge Controller） ）
量測壓力範圍：1000 量測壓力範圍：1000 Torr ～ 10-12 Torr。 Torr。 最適合高精密度設備 製造商及高科技技術 研究單位使用 。
離子真空計
為一間接量測壓力之真空計，一般用於高真空以上 利用量測真空系統內剩餘氣體分子之數量來推導出真空 壓力
內部兩大構造 Sensor：感測頭多為金屬或玻璃之外殼， Sensor：感測頭多為金屬或玻璃之外殼， 內部至少有電子電流產生裝置、電子加 速裝置及離子電流收集裝置。 Controller：控制器提供感測頭所需之電 Controller：控制器提供感測頭所需之電 源電路，如燈絲加熱之電源。
而就sensor來說分為兩類： 而就sensor來說分為兩類： 輻射對稱sensor— 輻射對稱sensor—已逐漸取代非輻射對稱 sensor 非輻射對稱sensor 非輻射對稱sensor
冷陰極離子真空計之swenku.baidu.comnsor
冷陰極式真空計（ 冷陰極式真空計（Pening Gauge-潘寧式真空計 潘寧式真空計
原理
感溫特性直接 利用熱電偶感溫特性 利用熱電偶感溫特性直接 量測真空感測頭內的發 熱燈絲的溫度， 熱燈絲的溫度，由溫度 變化即可知真空壓力的 變化。 變化。 最簡單的結構就是將熱電 偶焊接於發熱燈絲上， 偶焊接於發熱燈絲上， 然後將熱電偶之輸出接 到可將信號放大 信號放大的 到可將信號放大的類比 電路上， 電路上，以及可顯示壓 力值的數位顯示電路 數位顯示電路。 力值的數位顯示電路。
真空計
2002.12.05
大綱
簡介 分類 各式真空計介紹
單位換算
1ATM = 760 Torr = 76 cmHg = 1.01325 x 105 Pa = 1.01325 x 105 ( N／m3 ) N／ = 1.01325 bar
真空計簡介
真空氣壓計（Vacuum 真空氣壓計（Vacuum pressure gauges） gauges） 簡稱真空計（Vacuum gauges）。是依據 簡稱真空計（Vacuum gauges）。是依據 各種物理原理來量測壓力或分子數目的 各種物理原理來量測壓力或分子數目的 多少。
用途 熱偶真空計是一種用途 很廣的真空計，主要用 來測試機械幫浦、吸附 幫浦、及擴散幫浦前置 部份運轉中真空系統內 氣壓的大小，在燈泡製 造工業、真空冶金工業、 半導體電子工業、以及 實驗室從事研究的範疇 內使用極多。 對真空儀器設備有測漏 功能。
熱(電)偶真空計 電 偶真空計 Thermal-couple Vacuum Gauge
量測壓力範圍：10 量測壓力範圍：10-2 Torr～ Torr～10-9 Torr。 Torr。 感測頭，清洗保養容易。 感測頭，可更換零件再 次使用。 測定低真空至高真空系 統之真空度，堅固耐用 並可作為系統壓力保護 裝置。
Hot-cathode ionization gauge(熱陰極
離子真空計)
PTEST = F／A + PREF = Mg／A+PREF
依使用介質分: 依使用介質分: 液壓式壓力天平:
(最大量測範圍1.379kPa至 最大量測範圍1.379kPa至 413.685MPa) 氣壓式壓力天平: 氣壓式壓力天平: (最大量測範圍1.379kPa至 最大量測範圍1.379kPa至 103.421MPa)
由controller得知壓力須知參數 controller得知壓力須知參數 1.鋼球半徑r、質量m、密度ρ、黏滯性係數σ 1.鋼球半徑r、質量m、密度ρ、黏滯性係數σ 2.氣體分子分子量M、絕對溫度T、平均速率v 2.氣體分子分子量M、絕對溫度T、平均速率v
而cosmic ray宇宙射線(多為x ray)也會造成少量氣體分子 離子化，這些產生的正離子會受到電場的作用而被陰極 吸引，形成離子電流。 而真空中的電子也會受到電場的作用而被陽極所吸引， 形成電子電流，且離子電流及電子電流大小相等、方向 相反(基於電荷守恆) ，而量測此離子電流(或電子電流)即 可推導出真空壓力大小。
原理 利用加熱之燈絲產生熱電子，並經由電場加速為 帶有充分能量之電子，再撞擊氣體分子使其離子 化。 就sensor來說分為兩類： sensor來說分為兩類： HP離子真空計 HP離子真空計 BA離子真空計 BA離子真空計
HP離子真空計及BA離子真空計之 sensor
對流式真空計（ 對流式真空計（Convection Gauge） ）
定溫式Pirani Gauge
原理：
‧使燈絲溫度維持不變，再由電壓變化來得知真空壓力變
化。
‧ 因為燈絲溫度維持不變，所以經由氣體介質傳導的熱
輻射及經由發熱體與支架直接知熱傳導為一定值，且與 氣體之真空無關，所以可獲得較佳的解析度。
熱偶真空計 Thermal-couple Vacuum Gauge
ColdCold-cathode ionization gauge(冷陰極離子真空計) 冷陰極離子真空計) HotHot-cathode ionization gauge(熱陰極離子真空計) 熱陰極離子真空計)
Cold-cathode ionization gauge(冷陰
極離子真空計)
原理
利用高強度電場產生self利用高強度電場產生self-sustaining discharge(自發性持續放電作用) discharge(自發性持續放電作用) ， 由陰極產生電離氣體分子之電子， 而這些電子經由高強度電場加速， 加上垂直電子運動方向強磁場之偏 向，使電子以螺旋路徑飛向陽極。 向，使電子以螺旋路徑飛向陽極。 這些飛向陽極之電子，會有機會撞擊 真空中之氣體分子，而造成氣體分 子離子化並放出電子。
Pirani gauge(派藍尼真空計)
特色：中級真空範圍(1-10-3Torr)下使用最為廣 中級真空範圍
泛 具有一條高電阻溫度係數 高電阻溫度係數材料製程的燈絲，適當 高電阻溫度係數 電流通過時，燈絲溫度可保持在100℃至130℃
Pirani gauge
定電壓式Pirani 定電流式Pirani 定電壓式Pirani gauge 定電流式Pirani gauge 定溫式Pirani 定溫式Pirani gauge
電容式真空計典型代表:MKS Baratron690A
(廣為光電，半導體及航空公司所採用)
派藍尼真空計（ 派藍尼真空計（Pirani Gauge） ）
中級真空範圍下使用最 為廣泛的真空計。 量測壓力範圍：1ATM 量測壓力範圍：1ATM ～ 10-4 mbar。 mbar。 內藏調整設定點，適應 製程控制，消除雜訊。 低輸出阻抗及完整的法 拉屏壁設計消除雜訊。
定電壓式Pirani Gauge
原理 真空壓力 ↑，熱傳導 帶走熱能，燈絲溫度 ↓，燈絲電阻值↑，電 ，燈絲電阻值↑ 流↓。反之真空壓力↑， 。反之真空壓力↑ 電流↓ 電流↓。 •直接從電流表A觀察電 直接從電流表A 阻值變化，經過適當 的轉換校正，可由電 流表A 流表A直接讀取真空 壓力值。
定電流式Pirani Gauge