5.2　彈性變形真空計

彈性變形真空計是利用彈性元件隨氣壓變化所產(chǎn)生的變形來測量壓差的一種真空計，如真空壓力表、薄膜真空計等。它的特點是：規(guī)管靈敏度與氣體種類無關(guān)，對被測氣體干擾小，可測腐蝕性氣體和可凝蒸氣的壓力。

5.2.1　布爾登規(guī)（真空壓力表）

布爾登規(guī)的結(jié)構(gòu)見圖5-1。它是一種用富有彈性的金屬材料制成的橢圓形截面的空心管，全管彎成弧形，一端封死并與指針相連接，另一端與被測系統(tǒng)相連。當管內(nèi)壓力增高時，截面形狀向圓形變化，使彎管向外擴張而拉動指針偏轉(zhuǎn)。反之，當管內(nèi)壓力下降時，指針則朝相反方向偏轉(zhuǎn)。

金屬布爾登規(guī)主要用于測量高壓力，很少作為真空規(guī)使用。指示大氣壓以下壓力的布爾登規(guī)叫壓力真空表，表盤上用紅線來標度真空區(qū)間，且這種標度是很粗略的。

這種規(guī)測量真空的范圍為100～1×105Pa，參數(shù)壓力是當?shù)卮髿鈮毫ΑＴ诋數(shù)卮髿鈮合聹y的值，并不能直接表征實際的壓力值，因為這類規(guī)的讀數(shù)零點是以當時的大氣壓力來確定的。實際壓力值為大氣壓力與表壓之和。

5.2.2　薄膜真空計

用金屬彈性薄膜把規(guī)管分隔成兩個小室，一側(cè)接被測系統(tǒng)，另一側(cè)作為參考壓力室。當被測系統(tǒng)壓力變化時薄膜隨之變形，其變形量與薄膜兩側(cè)的壓差有關(guān)。變形量可用光學方法測量，也可轉(zhuǎn)換為電容或電感量的變化用電學方法來測量，還可以用薄膜上黏附的應(yīng)變規(guī)來進行測量。

轉(zhuǎn)換為電容的變化用電學方法來測量的薄膜真空計叫電容薄膜真空計。它又分為兩種：一種是將薄膜的一邊密封為參考真空，成為絕壓式電容薄膜真空計；另一種是薄膜兩邊均通入不同壓力的氣體，測量出兩邊的壓力差，成為差壓式電容薄膜真空計。電容薄膜真空計具有卓越的線性、較高的測量精度、分辨率和長期穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)牢固，使用方便，因此被廣泛應(yīng)用于科研和工業(yè)領(lǐng)域，還作為粗低真空的副標準和傳遞標準。

電容薄膜規(guī)的基本結(jié)構(gòu)如圖5-2所示。它由兩個結(jié)構(gòu)完全相同的圓形固定電極和一個公用的活動電極組成。活動電極為一薄膜，它將空間分成互相密封的測量室和參考室，固定電極和活動電極薄膜構(gòu)成差動電容器并作為電橋的兩個臂。當活動電極處于中間位置時，兩個電容器的電容量相等，輸出電壓為零。一旦活動電極由于壓差作用偏離中間位置時，則一個電容器的電容增加而另一個電容器的電容減小，造成電橋不平衡，因而產(chǎn)生輸出電壓。這個輸出電壓經(jīng)過放大器放大后，由檢波器轉(zhuǎn)換成直流電壓進行測量。不同的輸出電壓對應(yīng)于不同的壓力，達到了測量壓力的目的。

電容薄膜真空計的壓力測量范圍與膜片的厚度、直徑、材料、膜片的張力等有關(guān)，目前此真空計的測量范圍為10-3～106Pa，可供選用的電容薄膜真空規(guī)的滿量程有：13.3Pa、133Pa、1.33kPa、13.3kPa、133kPa、1.33MPa和3.32MPa。