從(cong)原(yuan)理到應用(yong)：深(shen)入(ru)剖析真(zhen)空(kong)計(ji)的測(ce)量(liang)機(ji)制(zhi)

 

　　機(ji)械(xie)式真空(kong)計(ji)利用(yong)彈(dan)性(xing)元件(jian)的形變(bian)來(lai)測(ce)量壓(ya)力(li)差(cha)。波(bo)登(deng)管(guan)真空(kong)計(ji)通過金屬管(guan)的彎(wan)曲(qu)程度(du)反映(ying)壓(ya)力(li)變(bian)化(hua)，薄膜(mo)真(zhen)空(kong)計(ji)則通(tong)過薄膜(mo)的形變(bian)量(liang)來(lai)測(ce)量真空(kong)度(du)。這(zhe)類真(zhen)空(kong)計(ji)結構簡(jian)單，但(dan)測(ce)量(liang)精(jing)度(du)有限，適(shi)用(yong)於(yu)粗真空(kong)測(ce)量。

 

　　熱傳導(dao)真(zhen)空(kong)計(ji)基於(yu)氣體分(fen)子(zi)熱傳導(dao)原(yuan)理。當氣體(ti)壓(ya)力(li)降(jiang)低(di)時，氣(qi)體(ti)分子(zi)平(ping)均自由(you)程增大(da)，熱傳導(dao)能(neng)力(li)下(xia)降(jiang)。熱偶真空(kong)計(ji)通過測量(liang)加熱絲(si)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)來(lai)推(tui)算真空(kong)度(du)，而(er)皮(pi)拉尼真(zhen)空(kong)計(ji)則通(tong)過測量(liang)加熱絲(si)電(dian)阻(zu)變化(hua)來(lai)確(que)定壓(ya)力(li)值(zhi)。這類真(zhen)空(kong)計(ji)在10^-1至(zhi)10^-3Pa範(fan)圍(wei)內具(ju)有較高的測(ce)量(liang)精(jing)度(du)。

 

　　電(dian)離真空(kong)計(ji)利用(yong)氣(qi)體(ti)分子電離原理進行測量(liang)。熱陰極電離真空(kong)計(ji)通過加熱陰極發(fa)射電(dian)子，使氣體(ti)分子(zi)電(dian)離產生離子流，通過測量(liang)離子流強度(du)來(lai)確(que)定真(zhen)空(kong)度(du)。冷(leng)陰極電離真空(kong)計(ji)則利用(yong)場(chang)致發(fa)射產生電(dian)子，適用(yong)於(yu)超高真(zhen)空(kong)測(ce)量。這(zhe)類真(zhen)空(kong)計(ji)可測(ce)量10^-3至(zhi)10^-10Pa的高(gao)真(zhen)空(kong)。

 

　　選(xuan)擇時需(xu)要考(kao)慮測量(liang)範(fan)圍(wei)、精(jing)度(du)要(yao)求、環(huan)境條件(jian)等因(yin)素。在半導(dao)體(ti)制造(zao)中(zhong)，需(xu)要精(jing)確(que)控制真(zhen)空(kong)度(du)以(yi)保(bao)證(zheng)產品質(zhi)量；在空(kong)間(jian)模擬(ni)實(shi)驗中(zhong)，需(xu)要測(ce)量(liang)高(gao)真空(kong)以(yi)模擬(ni)太(tai)空(kong)環(huan)境；在(zai)真空(kong)鍍(du)膜(mo)中(zhong)，需(xu)要實(shi)時監(jian)測(ce)真空(kong)度(du)以(yi)確(que)保鍍(du)膜(mo)質(zhi)量。

 

　　真空(kong)計(ji)的發(fa)展(zhan)推(tui)動(dong)了真(zhen)空(kong)技(ji)術(shu)的進步(bu)，而(er)真(zhen)空(kong)技(ji)術(shu)的進步(bu)又對它(ta)提出了更(geng)高要求。隨著(zhe)新(xin)材(cai)料(liao)、新(xin)原(yuan)理的應(ying)用(yong)，真(zhen)空(kong)計(ji)正(zheng)朝(chao)著(zhe)更高精(jing)度(du)、更(geng)寬(kuan)量(liang)程、更智能化(hua)的方(fang)向(xiang)發(fa)展(zhan)。未(wei)來(lai)，真(zhen)空(kong)計(ji)將在科(ke)學(xue)研究、工業(ye)生產等(deng)領域(yu)發(fa)揮(hui)更大(da)作(zuo)用(yong)，為人類探(tan)索(suo)真空(kong)世界提供(gong)更精(jing)確(que)的測(ce)量(liang)工具(ju)。