真空传感器低真空和中高真空压力测量的方法

　　真空传感器用于测量真空或低于大气压的压力。真空是指低于大气压的压力。由于永远无法达到真正的真空，因此测量是关于几乎没有气压的。可以使用传统的压力传感器测量真空；然而，由于信噪比差，它们通常无法解析极低浓度的气体。真空传感器依赖于气体分子的物理特性，这些物理特性与每体积空间中此类分子的数量有关。

　　真空传感器设计:

　　在真空范围内工作的传感器使用某种物理位移或材料特性变化来进行测量。中高真空传感器利用环境特性（例如热导率和电离）进行测量。

　　（1）低真空

　　低真空度可以使用机械方法来测量，例如下面列出的那些。

　　活塞技术使用密封的活塞/气缸来测量压力变化。机械偏转使用弹性或柔性元件随着压力的变化而机械偏转，例如隔膜、波登管或波纹管。

　　压电压力传感器测量动态和准静态压力。双向换能器由具有天然电特性的金属化石英或陶瓷材料组成。它们能够将压力转化为电势，反之亦然。

　　微机电系统(MEMS)通常是通过硅表面微加工制造的微型系统，用于非常小的工业或生物系统。

　　振动元件（硅共振）使用振动元件技术，例如硅共振。

　　可变电容压力仪表使用膜片元件运动产生的电容变化来测量压力。该设备使用薄隔膜作为电容器的一个极板。施加的压力导致膜片偏转并且电容发生变化。膜片的偏转会导致电容发生变化，该变化由桥式电路检测到。板之间具有真空的电容式压力传感器非常适合通过保持材料的介电常数来防止错误。

　　应变计（应变敏感可变电阻器）与结构的部分粘合，这些部分会随着压力的变化而变形。应变计坚固、准确、稳定，可以在剧烈的冲击和振动环境以及各种压力介质中运行。应变计压力传感器有几种不同的种类：粘合应变计、溅射应变计和半导体应变计。

　　半导体压阻式传感器基于半导体技术。电阻的变化不仅是因为长度和宽度的变化（就像应变计一样），而且是因为电阻器内的电荷转移。传感器上的图表区域内有四个压敏电阻器连接到一个元件电桥。当膜片偏转时，两个电阻器承受切向应力，两个承受径向应力。

　　（2）中-高真空

　　在中高真空下，使用热和分子设备测量真空更为准确。

　　导热系数-使用皮拉尼计测量气体的热导率。它是一个简单的设备，包含一个加热板并测量该板所损失的热量。热量损失的数量取决于气体压力。皮拉尼压力计有几种设计。一种设计包括使用具有不同温度的两个板。用于加热的功率量是气体压力的量度。另一种设计使用单个板通过对周围区域的热损失来测量气体的热导率。下图中的仪表使用热平衡技术，将传感室分成两部分，在一个部分填充参考压力的气体，另一个部分连接到正在测量的真空。每个腔室的尺寸、形状和结构都相同，并包含一个加热板。

　　电离计使用离子的真空计类似于真空管。离子电流和灯丝之间的关系是分子密度（压力）的近似线性函数。工作原理与真空管规相同。然而，板被网格包围的导线取代，而阴极灯丝在外面。有两种类型可供选择：热阴极和冷阴极。这两种类型的主要区别在于它们的电子产生方法。冷阴极器件通过高电位场从电极表面吸取电子。