真空计的工作原理是什么

一、力式真空计（以 U 形管真空计为例）

• 核心原理：利用流体静力学中的力平衡原理，通过液柱高度差反映压力差。

• 具体过程：

1. U 形玻璃管内充有汞、油等低蒸气压工作液，一端连接被测真空系统，另一端通大气或抽成真空。

2. 当被测系统压力与另一端压力存在差异时，液柱会产生高度差（Δh）。

3. 根据流体静力学公式 $P=\rho g\Delta h$（其中$\rho$为工作液密度，$g$为重力加速度），通过液柱差即可直接计算被测压力。

• 适用范围：主要用于测量粗真空（10⁵~10² Pa）和低真空（10²~10⁻¹ Pa）。

二、压缩式真空计（麦克劳真空计）

• 核心原理：基于玻意耳定律（一定质量气体，温度不变时，压强与体积成反比），通过压缩气体放大压力信号实现测量。

• 具体过程：

1. 规管与被测真空系统连接，内部封存一定体积（$V$）的被测气体。

2. 推动汞柱上升，将气体压缩至毛细管内的小体积（$v$），此时压缩后的气体压力可通过汞柱高度差（$h$）直接读出（相当于大气压与压缩后压力的差值）。

3. 根据玻意耳定律 $P\cdot V=p\cdot v$（$P$为原始压力，$p$为压缩后压力），计算得出原始真空度 $P=\frac{p\cdot v}{V}$。

• 适用范围：测量低真空至高真空（10⁻¹~10⁻⁴ Pa），是高精度绝对真空计。