“真空压力”是引起混乱的术语之一，因为人们以两种不同的方式使用它：
- 真空作为压力状态 （室内绝对压力低）
- 真空作为仪表读数 （压力 低于大气压，显示为“负表压”或“inHg 真空”）
如果您正在选择压力传感器、校准真空系统或编写规格，则必须说明 参考 （绝对与相对于大气）和 单位 （Pa、mbar、Torr、inHg）。
1）什么是真空压力？
真空“低于大气压”（用真空计语言表示）
仪器制造商通常将真空定义为 负压小于大气压，以环境压力为参考。
这个定义在工厂环境中很实用：如果大气压是“零”，那么真空就是“低于零”。
真空是“低绝对压力”（在真空技术中）
在真空科学/工程中，压力通常被视为 绝对压力 （参考真空）。绝对压力不能为负值。
2) 绝对压力与真空表压力（主要区别）
绝对压力 (Pabs)
- 参考： 绝对真空 （理想零）
- 示例：80 kPa(a)、20 mbar(a)、1 Torr（绝对）
阿什克罗夫特将绝对压力描述为绝对真空（零压力），并指出不存在负绝对压力。
仪表压力 （页）
- 参考： 环境大气压力
- 压力表可以是正值，也可以是负值，具体取决于您是在大气压之上还是之下。
许多行业中的“真空压力”=真空计读数
一个常见的“真空”数实际上是 大气压与系统内绝对压力之差：
这符合真空是“低于大气压”并以大气为参考的想法。
重要的： 根据您的报告方式，相同的身体状况可能看起来有所不同：
- 腔室压力 = 20kPa(a)
- 如果 Patm ≈ 101.3 kPa(a)，则真空计读数 ≈ 81.3kPa真空 （或 ≈ 24 英寸汞柱真空，取决于单位）
相关阅读： 绝对压力与表压与差压
3) 您将看到的真空压力单位（以及何时使用它们）
真空工作的范围很大，因此单位选择通常考虑的是便利性：
- 帕（帕斯卡）：国际单位制；最适合技术文档和校准
- MBAR：广泛应用于真空技术（1 mbar = 100 Pa）
- 托 (毫米汞柱)：在真空和薄膜领域非常常见
- 汞柱：常见于 HVAC/维修仪表和一些工业真空计
- 大气压/磅/平方英寸(a)：在某些过程环境中用于“近大气”真空
美国国家标准技术研究所 提供广泛使用的转换表，涵盖 Pa、mbar、Torr (mmHg)、psi、atm、inH2O 和 inHg。
快速转换锚（来自 NIST）
- 1 托 (毫米汞柱) = 133.3224 帕
- 1 个大气压 = 101325 帕 = 760 托 = 29.9213 英寸汞柱
- 1 英寸汞柱 = 3386.389 帕
4) 真空“水平”（粗略→UHV）及其含义
真空技术通常将压力谱分为多个状态。 莱宝 给出了一个常见的基于 mbar 的分类，并明确指出边界有些任意。
真空状态（基于毫巴，真空技术中常见）
| 政权 | 压力范围（毫巴） | 典型含义 |
|---|---|---|
| 粗真空 | 1000 → 1 毫巴 | 从大气中抽真空，基本真空任务 |
| 中真空 | 1 → 10⁻³ 毫巴 | 更好地去除气体负载，为高真空泵做好准备 |
| 高真空 | 10⁻³ → 10⁻⁷ 毫巴 | 薄膜、电子光学、清洁工艺 |
| 超高真空 (UHV) | 10⁻⁷→10⁻1⁴毫巴 | 表面科学、高级研究 |
资料来源：莱宝的真空基础知识页面。
真空状态（基于托，常用于泵选择说明）
库尔特·J·莱斯克 （真空泵技术说明）列出了一组行业认可的托尔制度：
| 政权 | 压力范围（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 |
这两个表看起来不同，因为确切的边界因约定而异，因此在规格中，始终说明 实际压力范围 你需要的不仅仅是政权名称。
5) 如何测量真空压力（以及哪种仪表在哪里工作）
真空系统通常需要 多种仪表类型，因为没有一个仪表能够准确覆盖整个动态范围。
5.1 隔膜压力表/电容压力计（高精度，与气体无关）
电容压力计之所以受到重视，是因为它们测量隔膜偏转（一种更直接的压力测量），并且通常被视为比许多其他真空计类型更“绝对”的精度。 Lesker 指出电容压力计的有用范围大致涵盖 25,000 Torr 降至 10⁻⁵ Torr （每个头的动态范围限制）。
最适合： 精确的压力控制、校准、气体成分变化的过程。
5.2 热导率计（皮拉尼/热电偶）
MKS 解释说，在非常低的压力下，隔膜偏转变得太不敏感，并且该状态的仪表基于气体密度和分子特性 - 强调 导热系数 仪表作为一个主要类别。
最适合： 粗到中真空监控（抽真空）、不需要极高精度的一般真空系统。
5.3 电离真空计（热/冷阴极；用于高真空的Bayard-Alpert）
对于高真空，电离真空计变得很重要。 Lesker 举了一个实际例子：常见的 Bayard-Alpert 压力计的工作温度约为 10⁻⁴托降低至~10⁻⁹托。
最适合： 高真空和特高压测量。
5.4 重要警告：许多真空计都依赖于气体
莱斯克警告说 大多数真空计 （电容式压力表和隔膜表除外）对于不同的气体有不同的响应系数，不应在未经校准的情况下视为“绝对真理”。
这在以下方面非常重要：
- 反应气体过程
- 使用氦气进行泄漏测试
- 等离子/蚀刻工具
- 任何气体成分发生变化的系统
6) 如何正确指定真空传感器/传感器
当客户询问“真空压力”时，请预先澄清以下项目：
- 参考
- 绝对压力（Pa(a)、Torr abs）或真空计（inHg 真空、“kPa 真空”）
- 所需范围
- 示例：1000 mbar → 1 mbar（粗抽真空）与 10⁻⁶ mbar（高真空）
使用实际数字；政权名称因惯例而异。
- 示例：1000 mbar → 1 mbar（粗抽真空）与 10⁻⁶ mbar（高真空）
- 准确度预期
- “读数百分比”与“%FS”，以及气体成分是否变化
量规的选择强烈影响精度要求。
- “读数百分比”与“%FS”，以及气体成分是否变化
- 气体/介质和污染
- 清洁干燥空气、溶剂、腐蚀剂、冷凝物
- 环境
- 振动、温度、EMI 和安装限制
- 输出/接口
- 用于嵌入式系统的 mV/V 桥（压阻式）、电压/电流或数字 (I²C/SPI)
7) 常见的真空压力错误（以及如何避免）
错误一：将“inHg真空”视为绝对压力
许多服务仪表上的 InHg 是 相对规模 参考当地气氛；它随着天气和海拔高度而变化。 NIST 显示 1 atm 对应于 29.9213 inHg（绝对值）。
使固定： 说明该值是否为 绝对汞柱 或“inHg 真空”（相对）。
错误 2：使用超出预期范围的仪表
不同类型的压力计的可用范围有限（热导率、电离压力计、电容压力计）。
使固定： 根据以下条件选择仪表 您必须测量的最低压力 和 需要准确度—您可能需要不止一种仪表类型。
错误三：忽视气体依赖性
许多仪表需要气体修正系数；在不考虑气体的情况下阅读“压力”可能会产生误导。
常见问题解答
真空压力是负值吗
它可以是 负值 （低于大气压），但是 绝对压力永远不会是负值。
托尔和帕有什么区别？
它们是相同数量的不同单位。美国国家标准技术研究院 (NIST) 名单 1 托 = 133.3224 Pa。
什么真空度才算“高真空”？
定义因惯例而异。一个常见的集合是 10⁻³ 至 10⁻⁷ 毫巴 （莱宝）。另一种常见的基于托尔的装置在周围放置高真空 10⁻⁴ 至 10⁻⁸ 托 （莱斯克泵注释）。
哪种真空计最准确？
电容压力表/隔膜压力表通常被视为真空系统中最准确的“压力直接”压力表，而许多其他压力表则依赖于气体并且需要校准。
为什么我需要多个真空计？
因为不同的压力表覆盖不同的压力范围，有不同的限制；即使是电容压力计通常也需要多个传感头才能覆盖非常宽的范围。
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