真空压力计作为测量低于大气压环境压力的核心设备，广泛应用于半导体制造、真空镀膜、航天试验等领域。其工作原理基于压力-物理量转换机制，通过机械形变、电学特性或光学变化实现压力的精准量化，为真空系统提供关键数据支持。
1.波登管结构：采用C形或螺旋形金属波登管，当真空环境压力变化时，管体因内外压差产生弹性形变。例如，在10⁻³ Torr（约1.3×10⁻³ Pa）的低压环境中，波登管端部位移可达0.5mm，通过齿轮传动机构将形变放大并转化为指针读数。
2.膜片式传感器：利用圆形金属膜片在压差作用下的挠曲变形测量压力。某型号膜片真空计在0.1-1000 Torr范围内线性度优于±0.5%，适用于化工蒸馏系统的粗真空监测。
3.机械式局限：受材料弹性疲劳与温度影响，长期使用需定期校准。例如，不锈钢膜片在-20℃至80℃环境中，因热膨胀系数差异可能导致测量误差达3%。
二、电离式真空压力计：气体分子的“电离计数器”
1.热阴极电离规：通过加热钨丝发射电子，电子与气体分子碰撞使其电离，离子流强度与压力成正比。例如，在10⁻⁶ Torr高真空环境中，某型号热阴极规可检测到10⁻¹³ A的微弱离子流，分辨率达0.1%。
2.冷阴极磁控规：利用高压电场与磁场使气体分子电离，无需加热元件，适用于高温或辐射环境。其测量范围覆盖10⁻²至10⁻⁹ Torr，但需避免强磁场干扰。
3.电离式优势：可测量极低压力（10⁻¹¹ Torr量级），但需严格防油污，且灯丝寿命受电子轰击影响，通常为2000-5000小时。
三、压阻/电容式真空压力计：半导体技术的微型化突破
1.压阻式传感器：基于硅基MEMS工艺，压力变化导致惠斯通电桥电阻失衡，输出电压与压力呈线性关系。某型号压阻真空计响应时间小于10ms，适用于真空包装机的快速压力检测。
2.电容式真空计：通过极板间距变化改变电容值，温度漂移系数低至0.01%/℃。例如，在半导体刻蚀设备中，电容真空计可稳定监测10⁻⁶ Torr级压力波动，确保工艺重复性。
3.集成化趋势：现代真空计常集成温度补偿与数字校准功能，如某型号智能真空计内置MCU，通过算法修正非线性误差，精度提升至±0.25% FS。
真空压力计的技术演进始终围绕精度、量程与可靠性展开。从机械结构的经典设计到半导体传感器的微型化创新，不同原理的真空计各展所长。例如，在光伏电池生产中，需结合热阴极电离规（高真空段）与电容真空计（中低真空段）实现全量程覆盖，确保PECVD镀膜工艺的真空度稳定在5×10⁻⁴ Torr。随着工业4.0对真空系统智能化需求的增长，具备物联网通信功能的真空压力计将成为新一代工业标准。
