真空計的工作原理是什么

一、力式真空計（以 U 形管真空計為例）

• 核心原理：利用流體靜力學中的力平衡原理，通過液柱高度差反映壓力差。

• 具體過程：

1. U 形玻璃管內充有汞、油等低蒸氣壓工作液，一端連接被測真空系統，另一端通大氣或抽成真空。

2. 當被測系統壓力與另一端壓力存在差異時，液柱會產生高度差（Δh）。

3. 根據流體靜力學公式 $P=\rho g\Delta h$（其中$\rho$為工作液密度，$g$為重力加速度），通過液柱差即可直接計算被測壓力。

• 適用范圍：主要用于測量粗真空（10?~102 Pa）和低真空（102~10?1 Pa）。

二、壓縮式真空計（麥克勞真空計）

• 核心原理：基于玻意耳定律（一定質量氣體，溫度不變時，壓強與體積成反比），通過壓縮氣體放大壓力信號實現測量。

• 具體過程：

1. 規管與被測真空系統連接，內部封存一定體積（$V$）的被測氣體。

2. 推動汞柱上升，將氣體壓縮至毛細管內的小體積（$v$），此時壓縮后的氣體壓力可通過汞柱高度差（$h$）直接讀出（相當于大氣壓與壓縮后壓力的差值）。

3. 根據玻意耳定律 $P?V=p?v$（$P$為原始壓力，$p$為壓縮后壓力），計算得出原始真空度 $P=\frac{p?v}{V}$。

• 適用范圍：測量低真空至高真空（10?1~10?? Pa），是高精度絕對真空計。