5.2　弹性变形真空计

弹性变形真空计是利用弹性元件随气压变化所产生的变形来测量压差的一种真空计，如真空压力表、薄膜真空计等。它的特点是：规管灵敏度与气体种类无关，对被测气体干扰小，可测腐蚀性气体和可凝蒸气的压力。

5.2.1　布尔登规（真空压力表）

布尔登规的结构见图5-1。它是一种用富有弹性的金属材料制成的椭圆形截面的空心管，全管弯成弧形，一端封死并与指针相连接，另一端与被测系统相连。当管内压力增高时，截面形状向圆形变化，使弯管向外扩张而拉动指针偏转。反之，当管内压力下降时，指针则朝相反方向偏转。

图5-1　布尔登规结构

金属布尔登规主要用于测量高压力，很少作为真空规使用。指示大气压以下压力的布尔登规叫压力真空表，表盘上用红线来标度真空区间，且这种标度是很粗略的。

这种规测量真空的范围为100～1×105Pa，参数压力是当地大气压力。在当地大气压下测的值，并不能直接表征实际的压力值，因为这类规的读数零点是以当时的大气压力来确定的。实际压力值为大气压力与表压之和。

5.2.2　薄膜真空计

用金属弹性薄膜把规管分隔成两个小室，一侧接被测系统，另一侧作为参考压力室。当被测系统压力变化时薄膜隨之变形，其变形量与薄膜两侧的压差有关。变形量可用光学方法测量，也可转换为电容或电感量的变化用电学方法来测量，还可以用薄膜上黏附的应变规来进行测量。

转换为电容的变化用电学方法来测量的薄膜真空计叫电容薄膜真空计。它又分为两种：一种是将薄膜的一边密封为参考真空，成为绝压式电容薄膜真空计；另一种是薄膜两边均通入不同压力的气体，测量出两边的压力差，成为差压式电容薄膜真空计。电容薄膜真空计具有卓越的线性、较高的测量精度、分辨率和长期稳定性，结构牢固，使用方便，因此被广泛应用于科研和工业领域，还作为粗低真空的副标准和传递标准。

电容薄膜规的基本结构如图5-2所示。它由两个结构完全相同的圆形固定电极和一个公用的活动电极组成。活动电极为一薄膜，它将空间分成互相密封的测量室和参考室，固定电极和活动电极薄膜构成差动电容器并作为电桥的两个臂。当活动电极处于中间位置时，两个电容器的电容量相等，输出电压为零。一旦活动电极由于压差作用偏离中间位置时，则一个电容器的电容增加而另一个电容器的电容减小，造成电桥不平衡，因而产生输出电压。这个输出电压经过放大器放大后，由检波器转换成直流电压进行测量。不同的输出电压对应于不同的压力，达到了测量压力的目的。

图5-2　电容薄膜规结构示意图

电容薄膜真空计的压力测量范围与膜片的厚度、直径、材料、膜片的张力等有关，目前此真空计的测量范围为10-3～106Pa，可供选用的电容薄膜真空规的满量程有：13.3Pa、133Pa、1.33kPa、13.3kPa、133kPa、1.33MPa和3.32MPa。