全量程真空計(jì)，就是能夠測量腔室氣壓從大氣壓到高真空的壓力。
目錄
1.故障
2.解決辦法
3.真空計(jì)結(jié)構(gòu)和原理
????3.1 真空計(jì)結(jié)構(gòu)
????3.2 真空計(jì)工作原理
4. 附
4.1 潘寧放電
4.2 場致發(fā)射
1.????故障
這次遇到一個(gè)全量程真空計(jì)，就是MPG 400，故障現(xiàn)象是能顯示低真空，不能顯示高真空，一般這種故障大概率是兩個(gè)原因，一個(gè)是測量高真空的真空燈絲燒斷了，另一個(gè)原因是高真空燈絲臟了。
2.????解決辦法：更換或者清理燈絲。
3. ????真空計(jì)結(jié)構(gòu)和原理
3.1 ????結(jié)構(gòu)
借這次機(jī)會，一步一步拆解真空計(jì)，直觀的了解內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
1）
用內(nèi)六角（1.5）擰松定位銷，然后可以分成兩部分，暫時(shí)叫做電路模塊和燈絲模塊。
2）
燈絲模塊就是傳感器，內(nèi)部主要是兩個(gè)燈絲，主要用來檢測腔室真空度。兩個(gè)燈絲檢測真空度的原理不同，一個(gè)是檢測低真空，叫皮拉尼真空計(jì)，另一個(gè)用來檢測高真空，叫冷陰極真空計(jì)，二者集成到一個(gè)模塊中。
電路模塊主要用來處理燈絲隨著真空度變化而變化的信號。
燈絲模塊的結(jié)構(gòu)如下，
上圖中，13表示皮拉尼真空燈絲，10表示冷陰極燈絲。
實(shí)物拆解如下，
仔細(xì)觀察皮拉尼真空燈絲底部，可以看到底部是有一個(gè)金屬片，金屬片上有一根燈絲是和上部中心的金屬針相連的。
3.2.????真空計(jì)工作原理
3.2.1? ? 皮拉尼真空計(jì)的工作原理
皮拉尼真空計(jì)屬于熱傳導(dǎo)式真空計(jì)，其核心是利用加熱絲（熱敏元件）與周圍氣體的熱傳導(dǎo)關(guān)系來測量壓力。當(dāng)加熱絲通電發(fā)熱時(shí)，其熱量通過與氣體分子的碰撞傳遞給周圍氣體。氣體壓力越高，分子密度越大，熱量傳遞越快，加熱絲溫度下降；反之，壓力越低，熱量散失慢，加熱絲溫度升高。由于金屬加熱絲的電阻隨溫度變化，其電阻值的變化可以反映氣體壓力的變化。
加熱絲的材質(zhì)一般是鉑絲或者鎢絲，這類材料通常電阻溫度系數(shù)大、導(dǎo)熱穩(wěn)定、耐高溫，這樣就可以依靠氣體散熱變化精準(zhǔn)反映真空度。而主流的加熱絲是鎢絲，因其成本低、電阻率合適、耐高溫、發(fā)熱穩(wěn)定，但是它缺點(diǎn)是易氧化，需工作在真空環(huán)境。
鉑絲，多用于精密真空測量。它化學(xué)穩(wěn)定性極強(qiáng)、抗氧化、溫度–電阻線性度好，測量精度更高，耐腐蝕，但是價(jià)格更高。
上述拆解的皮拉尼真空計(jì)探頭的金屬結(jié)構(gòu)是如下截圖所示，圖中展示的外殼是玻璃，實(shí)物是金屬，相當(dāng)于是燈絲的另一極。
另外，需要知道皮拉尼真空計(jì)處理電路的結(jié)構(gòu)是惠斯通電橋，這里只做展示，不作詳細(xì)解說，我也是不太懂，從網(wǎng)上了解，有興趣的話可以自學(xué)。
3.2.2? ? 冷陰極真空計(jì)的工作原理
1)
冷陰極電離真空計(jì)通過場致發(fā)射產(chǎn)生的少量初始自由電子，在電場和磁場的共同作用下形成自持氣體放電，即潘寧放電。 該放電電流與壓力的關(guān)系為I=Kp^n，其中n一般在12之間。 冷陰極電離真空計(jì)的測量范圍為1e^-5Pa，其下限和上限分別受限于場致發(fā)射和高壓力時(shí)的電子與離子復(fù)合幾率。
2)
冷陰極的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)：陽極+陰極+磁場，對應(yīng)的實(shí)物是：陽極是筒裝外殼，陰極是中間的燈絲，然后還有強(qiáng)磁鐵。
3)
拆解放電步驟：
a）陰陽極之間施加直流高壓，產(chǎn)生強(qiáng)電場
b）陰極表面在強(qiáng)電場作用下產(chǎn)生場致發(fā)射，釋放出一點(diǎn)點(diǎn)自由電子
c）自由電子在外加的軸向磁場作用下做螺旋運(yùn)動，延長了自由電子的運(yùn)動路徑
d）電子在筒裝的腔體里的螺旋運(yùn)動，不斷碰撞氣體分子，使其電離，產(chǎn)生正離子和二次電子
e）在電場作用下，正離子飛向陰極燈絲，二次電子飛向陽極外殼，這就形成了放電離子電流
4).
為什么能測量真空度？
從上面的放電步驟 e）可知，氣體被電離后形成電流放電離子電流，而這電流是和氣體分子數(shù)量多少有關(guān)系，也就是真空度。
真空度越高，意味著氣體分子數(shù)量越少，電子碰撞分子產(chǎn)生的電離離子越少，形成的放電離子電流越?。环粗?，電流越大。在線性量程內(nèi)：離子電流大小與氣體壓強(qiáng)（真空度）呈正比，通過采集電流信號換算出真空壓力值。
5).
磁場在真空計(jì)中的作用大不大呢？
磁場的作用至關(guān)重要，若無磁場，電子直線運(yùn)動，碰撞概率極低，難以維持自持輝光放電；
有了磁場，電子作螺旋運(yùn)動，大幅增加電子行程，保證低氣壓下也能持續(xù)電離，實(shí)現(xiàn)高真空測量。
電極一正一負(fù)都帶高壓，只有外殼接地，陰極接地直接報(bào)廢無法起輝。
注意：只能是滿足了低真空的要求后，才能啟動冷陰極電離真空計(jì)測量真空度。
4. 附
4.1 潘寧放電
潘寧放電是電子在電場和磁場共同作用下呈螺旋形運(yùn)動，大量電子受磁場約束，以滾輪線的形式貼近陽極筒旋轉(zhuǎn)，形成一層電子云，運(yùn)動的電子與中性氣體分子發(fā)生電離碰撞能夠產(chǎn)生離子。
4.2 場致發(fā)射
通俗的講，就是強(qiáng)電場硬把電子從金屬表面拽出來。
當(dāng)金屬或半導(dǎo)體表面施加的外電場強(qiáng)度超過臨界值（通常＞3×10? V/m），表面勢壘的寬度被壓縮至納米量級，此時(shí)電子可通過量子隧穿效應(yīng)穿透勢壘形成發(fā)射電流
典型場致發(fā)射需在電場強(qiáng)度達(dá)到10? V/m量級時(shí)觸發(fā)，且發(fā)射性能受材料逸出功、表面形貌及真空環(huán)境影響。
