真空計(jì)的工作原理是什么

一、力式真空計(jì)（以 U 形管真空計(jì)為例）

• 核心原理：利用流體靜力學(xué)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(nèi)充有汞、油等低蒸氣壓工作液，一端連接被測真空系統(tǒng)，另一端通大氣或抽成真空。

2. 當(dāng)被測系統(tǒng)壓力與另一端壓力存在差異時(shí)，液柱會產(chǎn)生高度差（Δh）。

3. 根據(jù)流體靜力學(xué)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(jì)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(jì)（麥克勞真空計(jì)）

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

• 具體過程：

1. 規(guī)管與被測真空系統(tǒng)連接，內(nèi)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(xì)管內(nèi)的小體積（$v$），此時(shí)壓縮后的氣體壓力可通過汞柱高度差（$h$）直接讀出（相當(dāng)于大氣壓與壓縮后壓力的差值）。

3. 根據(jù)玻意耳定律 $P?V=p?v$（$P$為原始壓力，$p$為壓縮后壓力），計(jì)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(jì)。