「真空壓力」是造成混亂的術語之一，因為人們以兩種不同的方式使用它：
- 真空作為壓力狀態 （室內絕對壓力低）
- 真空作為儀表讀數 （壓力 低於大氣壓力，顯示為“負表壓”或“inHg 真空”）
如果您正在選擇壓力感測器、校準真空系統或編寫規格，則必須說明 參考 （絕對與相對於大氣）和 單位 （Pa、mbar、Torr、inHg）。
1）什麼是真空壓力？
真空「低於大氣壓力」（以真空計語言表示）
儀器製造商通常將真空定義為 負壓小於大氣壓力，以環境壓力為參考。
這個定義在工廠環境中很實用：如果大氣壓力是“零”，那麼真空就是“低於零”。
真空是“低絕對壓力”（在真空技術中）
在真空科學/工程中，壓力通常被視為 絕對壓力 （參考真空）。絕對壓力不能為負值。
2) 絕對壓力與真空表壓力（主要差異）
絕對壓力 (Pabs)
- 參考： 絕對真空 （理想零）
- 例：80 kPa(a)、20 mbar(a)、1 Torr（絕對）
阿什克羅夫特將絕對壓力描述為絕對真空（零壓力），並指出不存在負絕對壓力。
儀表壓力 （頁）
- 參考： 環境大氣壓力
- 壓力表可以是正值，也可以是負值，這取決於您是在大氣壓力之上還是之下。
許多行業中的“真空壓力”=真空計讀數
一個常見的“真空”數實際上是 大氣壓力與系統內絕對壓力之差：
這符合真空是“低於大氣壓力”並以大氣為參考的想法。
重要的： 根據您的報告方式，相同的身體狀況可能看起來有所不同：
- 腔室壓力 = 20kPa(a)
- 如果 Patm ≈ 101.3 kPa(a)，則真空計讀數 ≈ 81.3kPa真空 （或 ≈ 24 吋汞柱真空，取決於單位）
相關閱讀： 絕對壓力與表壓與差壓
3) 您將看到的真空壓力單位（以及何時使用它們）
真空工作的範圍很大，因此單位選擇通常考慮的是便利性：
- 帕（帕斯卡）：國際單位制；最適合技術文件和校準
- MBAR：廣泛應用於真空技術（1 mbar = 100 Pa）
- 托 (毫米汞柱)：在真空和薄膜領域非常常見
- 汞柱：常見於 HVAC/維修儀表和一些工業真空計
- 大氣壓力/磅/平方英吋(a)：在某些過程環境中用於「近大氣」真空
美國國家標準技術研究院 提供廣泛使用的轉換表，涵蓋 Pa、mbar、Torr (mmHg)、psi、atm、inH2O 和 inHg。
快速轉換錨（來自 NIST）
- 1 托 (毫米汞柱) = 133.3224 帕
- 1 大氣壓 = 101325 帕 = 760 托 = 29.9213 英吋汞柱
- 1 英吋汞柱 = 3386.389 帕
4) 真空「水平」（粗略→UHV）及其意義
真空技術通常將壓力譜分為多個區域。 萊寶 給出了一個常見的基於 mbar 的分類，並明確指出邊界有些任意。
真空態（基於毫巴，真空技術中常見）
| 政權 | 壓力範圍（毫巴） | 典型意義 |
|---|---|---|
| 粗真空 | 1000 → 1 毫巴 | 從大氣中抽真空，基本真空任務 |
| 中真空 | 1 → 10⁻³ 毫巴 | 更好地去除氣體負載，為高真空幫浦做好準備 |
| 高真空 | 10⁻³ → 10⁻⁷ 毫巴 | 薄膜、電子光學、清潔工藝 |
| 超高真空 (UHV) | 10⁻⁷→10⁻1⁴毫巴 | 表面科學、高級研究 |
資料來源：萊寶的真空基礎知識頁。
真空狀態（基於托，常用於泵浦選擇說明）
庫爾特·J·萊斯克 （真空幫浦技術說明）列出了一組業界認可的托爾制度：
| 政權 | 壓力範圍（托） |
|---|---|
| 粗真空 | 760 → 1 托 |
| 粗真空 | 1 → 10⁻³ 托 |
| 高真空 | 10⁻⁴→10⁻⁸托 |
| 超高真空 | 10⁻⁹→10⁻12托 |
這兩個表看起來不同，因為確切的邊界因約定而異，因此在規格中，始終說明 實際壓力範圍 你需要的不只是政權名稱。
5) 如何測量真空壓力（以及哪種儀表在哪裡運作）
真空系統通常需要 多種儀表類型，因為沒有一個儀表能夠準確涵蓋整個動態範圍。
5.1 隔膜壓力表/電容壓力計（高精度，與氣體無關）
電容壓力計之所以受到重視，是因為它們測量隔膜偏轉（一種更直接的壓力測量），並且通常被視為比許多其他真空計類型更「絕對」的精度。 Lesker 指出電容壓力計的有用範圍大致涵蓋 25,000 Torr 降至 10⁻⁵ Torr （每個頭的動態範圍限制）。
最適合： 精確的壓力控制、校正、氣體組成變化的過程。
5.2 熱導率計（皮拉尼/熱電偶）
MKS 解釋說，在非常低的壓力下，隔膜偏轉變得太不敏感，並且該狀態的儀表基於氣體密度和分子特性 - 強調 導熱係數 儀表作為一個主要類別。
最適合： 粗到中真空監控（抽真空）、不需要極高精準度的一般真空系統。
5.3 電離真空計（熱/冷陰極；用於高真空的Bayard-Alpert）
對於高真空，電離真空計變得非常重要。 Lesker 舉了一個實際例子：常見的 Bayard-Alpert 壓力計的工作溫度約為 10⁻⁴托降低至~10⁻⁹托。
最適合： 高真空和特高壓測量。
5.4 重要警告：許多真空計都依賴氣體
萊斯克警告說 大多數真空計 （電容式壓力表和隔膜表除外）對於不同的氣體有不同的響應係數，不應在未經校準的情況下視為「絕對真理」。
這在以下方面非常重要：
- 反應氣體過程
- 使用氦氣進行洩漏測試
- 等離子/蝕刻工具
- 任何氣體成分改變的系統
6) 如何正確指定真空感知器/感知器
當客戶詢問「真空壓力」時，請預先澄清以下項目：
- 參考
- 絕對壓力（Pa(a)、Torr abs）或真空計（inHg 真空、「kPa 真空」）
- 所需範圍
- 例：1000 mbar → 1 mbar（粗抽真空）與 10⁻⁶ mbar（高真空）
使用實際數字；政權名稱因慣例而異。
- 例：1000 mbar → 1 mbar（粗抽真空）與 10⁻⁶ mbar（高真空）
- 準確度預期
- “讀數百分比”與“%FS”，以及氣體成分是否有變化
量規的選擇強烈影響精度要求。
- “讀數百分比”與“%FS”，以及氣體成分是否有變化
- 氣體/介質和污染
- 清潔乾燥空氣、溶劑、腐蝕劑、冷凝物
- 環境
- 振動、溫度、EMI 和安裝限制
- 輸出/介面
- 用於嵌入式系統的 mV/V 橋（壓阻式）、電壓/電流或數位 (I²C/SPI)
7) 常見的真空壓力錯誤（以及如何避免）
錯誤一：將「inHg真空」視為絕對壓力
許多服務儀表上的 InHg 是 相對規模 參考當地氣氛；它隨著天氣和海拔高度而變化。 NIST 顯示 1 atm 對應於 29.9213 inHg（絕對值）。
使固定： 說明該值是否為 絕對汞柱 或“inHg 真空”（相對）。
錯誤 2：使用超出預期範圍的儀表
不同類型的壓力計的可用範圍有限（熱導率、電離壓力計、電容壓力計）。
使固定： 根據以下條件選擇儀表 您必須測量的最低壓力 和 需要準確度—您可能需要不只一種儀表類型。
錯誤三：忽視氣體依賴性
許多儀表需要氣體修正係數；在不考慮氣體的情況下閱讀“壓力”可能會產生誤導。
常見問題解答
真空壓力是負值嗎
它可以是 負值 （低於大氣壓力），但是 絕對壓力永遠不會是負值。
托爾和帕有什麼差別？
它們是相同數量的不同單位。美國國家標準技術研究院 (NIST) 名單 1 托 = 133.3224 Pa。
什麼真空度才算「高真空」？
定義因慣例而異。一個常見的集合是 10⁻³ 至 10⁻⁷ 毫巴 （萊寶）。另一種常見的基於托爾的裝置在周圍放置高真空 10⁻⁴ 至 10⁻⁸ 托 （萊斯克泵浦註釋）。
哪種真空計最準確？
電容壓力表/隔膜壓力表通常被視為真空系統中最準確的「壓力直接」壓力表，而許多其他壓力表則依賴氣體並且需要校準。
為什麼我需要多個真空計？
因為不同的壓力表涵蓋不同的壓力範圍，有不同的限制；即使是電容壓力計通常也需要多個感測頭才能覆蓋非常寬的範圍。
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