介紹
我们很高兴能继续提供这篇关于真空测量的短文。多年来，它帮助许多新晋专家第一次真正掌握了"如何测量无"。80多年来，Televac®开发了一系列隔膜、热电偶、对流、冷阴极和热离子传感器，以及高度可靠的有源仪表和控制器仪表，提供用户友好的模拟和数字输出，以及真空读数的可视化显示。Televac®产品将最先进的技术与成熟的真空测量技术相结合，提供市场上最好的真空测量解决方案（至少我们是这样认为的）。现在我们的推销已经结束了，我们希望您能发现我们文章的其余部分是愉快的和有价值的。
前言。不要跳过这个...
许多科学论文都是关于高真空测量的--这些论文会让工业真空工程师感到有些茫然。我们希望能改变这一切。这篇文章是由一个门外汉写的，为门外汉写的，用的是门外汉的语言。它是为你们这些从事真空生产过程的幸运儿准备的，他们可能不太熟悉描述这些过程的一系列令人困惑的术语--比如微米、热导率、残余气体、热电偶、电离......我知道我们可以继续说下去。这些人是未来的技术人员，他们也许，有一天，也许会从给他们提供这篇文学成就杰作的优秀公司购买他们的真空计（又开始推销了）。如果这篇文章没有帮助，我们衷心推荐Alexander Roth的《真空技术》。在这里，你会发现所有你可能关心消化的"肉"。
多说无益，还是说，你想测量真空度？
不久前《化学和工程新闻》上的一篇文章在标题中称"化学家是糟糕的演讲者"。除其他意见外，文章还指出，在各种专题讨论会和会议上提交的技术论文往往完全没有任何幽默感。作者Carl J. Koenig指出了一句话。"最聪明的人都喜欢偶尔说点废话"他还引用了《动力》杂志编辑菲利普-W-斯温（Philip W.Swain）为年轻工程师们提出的一句谚语："要想学习如何发表好的演讲，请参加一次典型的工程学会会议。只需注意论文是如何提交的。然后去做其他的事情"。
Koenig讲述了这样一个故事：听一位科学家介绍了一篇关于检测高真空系统泄漏的论文。这位科学家宣称，他们花了好几个小时寻找系统中的漏点，最后得出结论，找到漏点的最好方法是在整个系统中装满糖，观察蚂蚁爬到哪里。这个爽朗的建议驱散了房间里无聊的阴云，在一阵酣畅淋漓的笑声之后，大家又安下心来，享受着关于检漏问题的进一步论述。
考虑到这一建议，我们试图在本文中注入幽默的元素，我们相信这将缓解普通人在回顾技术主题时通常会遇到的一些单调。如果你发现你无法检测出幽默感，请致电我们，我们会建议你在哪里可以购买到最新的电子笑话检测仪器。
在量多量少的问题上所形成的争议，只怕已经超过了俗话说的"鸡还是蛋"的问题。因此，这篇小论文，应该会产生两种效果之一：要么它能解答你心中许多所谓的"真空问号"，要么让你所谓的心中有一个问号的真空。大家都听过一句老掉牙的话："大自然厌恶真空"。但这句话很不公平，因为，在你坐着这篇文章的500英里范围内，存在着一大片真空，估计约为10-10托尔。这只是500英里的范围，直截了当!通用电气公司的杜什曼博士有一个巧妙的计划 可以在地球上获得这种奇妙的真空。"你所要做的，"博士说，"就是建造一条密闭的管道，直上直下，然后把真空管道直接接入你的工厂。"好主意，多克，但我们还是踏踏实实地工作吧。
现在，在我们脚踏实地之前，我们需要知道我们要站在哪里。我们常常乐此不疲地陷入自己的小圈圈，而看不到或不理解其他人的观点，这是可悲的，但却是事实。所以，似乎当我们在谈论真空的时候。乔-多克斯谈论的是27英寸的真空度，而他的兄弟奥克说这是76毫米的真空度。随之而来的是他们的表弟麦尔齐-杜茨，他说这是76000微米的真空度，而多西说这是一个大气层的十分之一。小拉姆齐-迪维也加入了辩论，他说真的是76托尔，等国际标准化组织（ISO）有了办法，大约就是100毫巴或10000帕斯卡。由于他们都是亲戚，一场争论随之而来--并代代相传。让我们看看能否确定比分，看看谁赢了。
让我们回到学校上一节短课，当你学到地球大气层在海平面的正常情况下，每平方英寸施加的压力为15磅（对你们这些头发分叉的人来说，就是14.696磅/英寸2）。我们感觉不到这种压力，因为人类的进化使我们内部也施加了每平方英寸15磅的压力，因此两种压力是相等的。但是在高海拔地区，流鼻血是很常见的，因为我们的内部压力超过了外部大气压力，如果我们太高，就容易炸裂。
既然在学校，我们现在就来进行一个实验。请看左图所示的玻璃管。我们假设管子的长度（AB）大于30英寸。现在我们将把水银倒入开口端，填满整个管子。然后，小心翼翼地将右手食指放在开口端，将管子倒转过来
使其倒置垂直，并将其插入右图所示的含汞水库中。将开口端置于水库（或水井）中汞的表面下。取出手指。
汞会不会流出来满地都是？不会，因为井中的水银所承受的大气压力将支撑起30英寸高的水银柱。这就是所谓的"井式"水银压力计。现在我们来谈谈技术问题。实际上，在正常情况下，支撑的水银柱是29.92126英寸，但30英寸是... ...
当你用尺子测量真空度时，足够接近。我们也不建议在家里尝试这个实验--汞对你和环境都非常有害。
在我们的实验装置中，大气对支撑30英寸汞柱的井中汞的表面施加了压力。现在，如果这整个装置被封闭在一个密闭的室内，我们开始抽出空气，自然会降低井中汞表面的压力--因此管中的汞柱会开始下降。
这就是为什么，当气象员的水银柱，或者他所说的气压计，降到27"的时候，你最好把舱门拉上，把猫带进来，因为你将会受到打击。这意味着在你的附近已经形成了3英寸的真空，周围的空气从高压区会冲进别人不敢踏足的地方。
在这里，解释一下有关术语的争议可能会很有用。如果我们有一个3英寸的真空，这意味着30英寸的柱子将被降低3英寸，并留下27英寸高的水银柱。其实，就真正的真空技术而言，这根本就不是真空。已经开发出了被称为"吃水仪"的仪器，可以测量属于这一类的"真空"。它们用于测量由上升的气柱等现象产生的吃水或吸力。这些测量仪在测量烟囱中的吃水时非常有用，并用于帮助确定炉子燃烧的效率以及其他过程。
现在，很多人都讲究省钱，讲究水银，并不是特别担心重复30寸直管的精度。为了将这些节约的倾向付诸实践，著名的水银U型管应运而生。
在这里，真空度每变化1英寸，U型管右侧的汞柱就会上升½英寸，左侧的汞柱就会下降½英寸，其结果是两柱中的汞含量相互接近1英寸。因此，当右侧柱子中的水银上升15英寸，左侧柱子中的水银下降15英寸，使两柱子的水平相等时，将显示出"完美"真空。这是一个30"的真空。
U型管仍然需要30英寸高的管子。如果工程师主要关心的是更好的真空度，可以使用较短的U型管，只有当真空度达到压力表上限所指示的真空度时才会出现刻度。因此，一个6英寸高的U型管在获得24英寸的真空度之前不会出现在刻度上。在这之前，工程师只能希望真空泵的工作令人满意。
在这个袖珍版的水银专栏中，我们也遇到了术语上的困惑。比如，"什么是3英寸的真空，是距离绝对零度3英寸还是距离大气零度3英寸？"如果你和我们在一起，我们会努力清除这些混乱。
有些人并不为尺寸所困扰，为了提高精确度，他们用油代替汞，因为油的比重是已知的。因此，可以增加30英寸柱子的长度，获得更精确的读数。如果我们使用重量为水银的1/10的油，大气压将支持相当于10个30"柱子--或一个300"高的单柱。那么，通过水银柱测量的1"的变化，将由油压计上10"的变化来表示。
在吃水发生微小变化的情况下，最好用英寸水而不是英寸汞来表示真空度。水柱中1英寸的变化相当于30英寸水银柱中1英寸的变化约0.07英寸。因此，真空术语"英寸水"只是"英寸汞"的细化或放大。
为了提高精度，通常将管子安装在一个倾斜的平面上，如右图所示。请注意，在使用这种系统时，1英寸的真空变化将延伸到3英寸长的倾斜管上。
使用这种方法，可以获得0.01"水的精确度（即0.0007"汞的精确度），从而为微小的变化提供非常精确的指示。但不要忘记，水银压力计也可用于测量相对较高的真空度，因为它们在0"到30"的整个范围内都能适应。
但我们还没有看到任何东西 -- -- 因为以几英寸水的角度来看，真空确实不是真空，让我们再往下看，更接近于什么都没有。我们在上面提到，3英寸的真空（-3英寸表压）会使30英寸的水银柱降低净3英寸，因此水银柱会有27英寸高。由此，我们很容易理解，如果真空度继续提高，直到井中汞的表面所承受的压力不再能支撑汞柱，我们就达到了30"的"高真空"（-30"表压）。
正是在30"（或0托尔）这个范围内，发生了大多数关于真空术语的争议。让我们放轻松，向30"的真空室中注入一点空气，并提高水银柱½，这样我们现在就有了29½"的真空度。这在许多工业应用中被认为是"粗真空"或"高真空"。我们稍后将证明，我们仍然没有看到没什么。
在29"到30"的真空度范围内，我们通常将术语转换为公制。然后，从绝对零线（"完美"真空）测量½"，我们发现我们的29 ½"真空也是12.7毫米的压力（或真空）（1/2" = 12.7毫米）。请注意，现在的刻度是倒置的，有人很可能是站在他们的头上。以英寸的水银为单位，0通常意味着大气压（零真空），30"是一个完美的真空（-30"表压）。
但就毫米而言，0压力是完美的真空（绝对零度），所有的测量都是从这个参考点开始的。当然，大气压是760毫米（+29.92126 "绝对压力），因此76毫米等于1/10个大气压（还记得我们的老伙计Dosey Doats吗？）让我们满足于这样一个事实：在我们的特定情况下，就水银而言，我们有一个29.5英寸的真空，同时就水银的毫米而言，我们有一个12.7毫米的真空。有些人不愿意使用公制，会站在他们的头上争论说，我们也有一个1/2 "的真空。不幸的是，他们也是正确的。
大多数行业已经接受了"托尔"（纪念托里切利）一词，表示汞的毫米。因此，Micron（千分之一毫米）被表示为毫托尔。如前所述，为了避免这篇论文在广为流传之前就被淘汰，我们必须提到，一个完全不同的尺度可能会被勉强采用（至少我们是这样），可能被称为毫巴或帕斯卡（承认另一位早已逝去的科学家）。后者与毫米或托尔的关系就像米与码的关系一样。以防你对即将发生的事情感到好奇，30英寸=760毫米=760托尔；很快你就会看到它也等于1巴或1000毫巴。撑着点!
有时候，真空工程师被自己狭隘的范畴和做法蒙蔽了双眼，所以无法理解对方在说什么。你还在听我们说话吗？如果不在，请看下一页的照片，应该能让你明白。
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既然你现在已经对真空度的英寸和毫米汞和托尔有了清晰的认识，我们将把你转移到微米的部门，在那里你可以更接近于理解无的真正含义。在我们真正进入这个领域之前，它可能有助于提及一些其他类型的仪表，这些仪表通常用于指示0"到30"范围内的真空。
许多人反对30英寸玻璃压力计管--它们的脆弱性和汞的存在使一些人感到不舒服。另外，华盛顿的老大哥--OSHA--将制造环境中汞的存在视为一种危险。通过使用一种更坚固的仪器，在表盘上显示真空度，可以获得足够的精度，以满足许多目的。这些表盘式仪器使用这些不同的系统中的任何一个进行操作；布顿管、波纹管或膜片。所有这些设备都利用相同的基本原理，即不断变化的压力使测量元件膨胀、收缩、扭曲或以其他方式变形，然后将其与指示针相连，在表盘上扫动。这种类型的压力表的主要缺点是大气压力和温度的变化就像系统中的 "虫子 "一样，必须对其进行补偿以保持准确的指示。
还有一个"虫子"--滞后。那就是任何材料在变形后，都不会恢复到原来的形状或位置的趋势。除非精心选择执行元件和机械装置的结构材料，否则会逐渐形成变形，最终你会得到一个错误的读数。在你意识到这一点之前--磁滞!
通过将敏感的测量元件抽空至高真空，可以相当容易地克服大气压力变化所引起的问题。因此，任何高于绝对零度的压力增加都会给出所需的指示或元件的移动。然而，这种类型的压力表对超压很敏感，超过大气压的压力突然意外上升很可能造成损坏。
得益于基于微处理器的现代电子技术，我们开发出了一种隔膜式压力表，可以很好地服务于1托尔（或1毫米的汞）的范围。我觉得又要开始推销了）。更重要的是，它的精度为±1 Torr，并可承受高达30 psi的超压。顺便说一句，我们把这个真空测量技术的小奇迹称为Televac® 1E压电隔膜真空计。
让我们看看... 我们说到哪里了？- 哦，是的！- 我们正准备让你毕业到微米部门。我们已经解释过了，这种混乱让我想起了四个盲人和大象的故事。当他们被介绍给Jumbo时，所有的人都伸出手去感受动物，确定它是什么样子。一个人抓住大象的腿，认为大象就像一棵树。另一个人把手套放在大象的鼻子上，认为这个动物就像一条蛇。第三个人正好站在大象的身边，当他摸到那一望无际的平坦地带时，他自然而然地认为大象类似于一堵墙（当然是粉刷）。第四个家伙掌握了北行大象南端通常掌握的那部分解剖结构（尾巴），并认为大象就像一条绳子。四个人都是对的，但他们似乎不能在一起。"英寸的水银"一词是为那些使用码尺来测量他们的真空度的人准备的。这个术语通常适用于0英寸到30英寸整个范围内的真空。"毫米水银"或"托尔"只是对这种测量方法的细化，类似于一副卡尺在码尺上的细化。
"微米"指的是比托尔更细的测量方法，使用的是电子显微镜（当然，理论上）。1托尔等于1/25英寸，1微米等于1/1000托尔。试着想象一下地球、帝国大厦和一只蚂蚁之间的比较，也许只是他的小脚趾（当然蚂蚁没有脚趾......所以你必须和我一起工作）。由于我们测量真空度到1微米的1/10万分之一（0.00001微米）或10-8 托尔，你可以看到，我们正在迅速接近"无"--但我们还没到那一步。
只是为了唤醒你的记忆，10-8托尔只是0.00000001托尔的一种方便的说法。一个简单的方法来记住换算，就是数一数你要把小数点移动多少位。例如，0.001就是1*10-3。如果所有这些关系仍然令人困惑，请看一看我们网站上的真空测量转换工具。现在你已经正式认识了微米，你可以认为自己是少数人中的一员，可以被称为朋克压力的总司令。
从这里开始，你的主要问题将涉及到用托尔和微米测量真空的方法。别忘了，12.7托尔的真空度相当于12700微米。如上所述，我们的文学努力将揭示出测量真空度到0.00001µ或0.00000001托尔或10-8毫米汞柱的方法和途径（汞柱是某人用化学方法表达汞元素的想法。他们认为这样可以节省墨水。顺便说一下，"µ"是微米的省墨器）。)
对于那些迄今为止一直在用尺子测量真空度的人来说，这些数字看起来就像是国债倒过来的东西，因此意义不大，但至少我们在术语上达成了一致。现在，我们可以自由地与各位班长讨论高真空的测量方法了。
隔膜规
该仪器测量由外加压力引起的柔性膜片的移动。它利用各种技术来测量这种偏移。一种技术是测量一个固定电极和一个移动隔膜之间的电容变化（称为电容式隔膜仪）。第二种技术使用直接连接到膜片上的应变仪的信号。隔膜表通常用于测量760托和0.001托之间的压力（或从1大气压到大约1/100万大气压）。然而，通过使用多个传感器，有可能扩大这一范围，从而可以读取低于10-5Torr的压力。
这种仪表对气体类型不敏感。这些传感器是温度补偿的，但对温度的快速变化有反应。温度变化可能导致零点偏移。用户应注意，为了保持这种类型传感器的准确性，偶尔调整零点是正常的，安装时应包括进行这种调整的规定。
热导率仪
在这个真空计的一般分类中，市场上的真空计一般有两种类型。一种称为皮拉尼真空计，另一种称为热电偶真空计。这两种类型都是根据导热原理来操作的，我们现在就来解释一下。这些测量仪测量的是残余气体的热导率。真空系统中的气体将热量从灯丝（或"热丝"）中传导出去的能力是气体热导率的函数。这些测量仪可以测量这个功能，因此也被称为"热丝仪"。
为了用导热法测量真空度，我们对安装在连接到真空系统的真空计内的灯丝施加恒定的电压和电流。灯丝的温度最终会达到平衡。灯丝产生的热量被周围的气体分子从灯丝附近传导出去。当我们开始将气体从真空计中抽出时，真空线会变得更热，因为能将热量从灯丝中传导出去的气体分子减少了。
在相同的电压和电流下，真空计的抽空程度越高，灯丝就越热。最终，当我们达到高真空（0.1微米左右）时，我们可以认为灯丝已经达到了最高温度，因为真空计内剩下的气体分子相对较少，无法将热量传导出去。其实，还是有数十亿个存在的，但它们就像美钞一样--因为太小，所以意义不大。
皮拉尼规和热电偶规的区别在于用于测量灯丝温度变化的方法。皮拉尼规一般使用单一的灯丝；随着灯丝温度的增加，其电阻也会增加，实际上是用电阻来测量灯丝的温度。然后可以用精确的电容式隔膜仪来校准压力表，使用干燥空气（或任何其他你希望校准压力表的干燥气体）。当然，在确定了刻度上的各个点之后，可以直接以微米为单位对真空计进行校准--给定的温度（或电阻）等于电容式隔膜真空计所显示的给定真空度。
热电偶测量仪的原理是一样的，只是在这种情况下测量的是灯丝的温度而不是电阻。这是通过焊接在灯丝上的热电偶来完成的。热电偶的温度自然与灯丝的温度相同，并产生一个明确的电位。这个电位以毫伏为单位，然后可以直接以微米为单位进行校准。(如果你知道热电偶或电势的含义--不必费心阅读下一节）。
热电偶表
很多时候，热电偶、电势这样的名词被那些"懂行"的人胡乱地抛来抛去，以至于小二只能眼睁睁地看着它们流逝。热电偶只是几根用不同材料制成的导线连接在一起。任何两种不同的金属都可以，尽管有些组合比其他的更好。"黑魔法"就是从这两根线连接在一起开始的。仅仅因为它们不同，它们就开始产生电压，或者说是电位，就像现在所说的那样。然而，热电偶的独特之处在于，当它受热（或任何其他温度变化）时，这两种不同金属产生的毫伏电压会按比例变化--很奇妙，不是吗？
当热电偶变热时，它会产生更多的毫伏，这些变化的电位可以很容易地被测量。你要做的就是用热电偶产生的毫伏来校准热丝的温度变化，你就有了一个热电偶型真空计。现在电容式膜片真空计又开始发挥作用了，你必须知道哪个电位等于哪个真空度。
对于热电偶型真空计，必须仔细保持灯丝电流和电压，以确保稳定的校准。也有必要使灯丝不因真空系统内存在的任何污染性蒸汽的凝结而变得暗淡或变色。只要灯丝稍微变暗，就会出现辐射损失；辐射损失会影响仪器的校准。
为了克服这一困难，让我的家人衣食无忧的公司（你会在封底找到他们的名字）设计了一种独特的方法来保护灯丝。我们的创始人理论上认为，如果在校准仪器之前对灯丝进行预涂，那么校准就不会受到真空系统中蒸汽造成的额外污染的影响。这种方法被引入Televac®热电偶表。(又是一次推销，诱惑力实在太大！)
量规可以用两种方法之一来构造，第一种方法使用的是已经抽真空到0.1微米的真空度并密封的参考量规（或标准）。施加在测量规（连接到您的真空系统的规）中的导线上的电流和电压也会施加在密封的参考管内的导线上。
然后比较两根电热丝的温度，并将其差值作为确定真空度的依据。当测量管中的真空度接近参考管中的真空度时，热丝的温度也接近相等。参考管的使用允许对环境温度的变化进行补偿，因为两个电池将始终处于相同的温度。因此，在周围温度发生异常变化的情况下，可以引入平衡效应。
采用导热原理的第二种方法忽略了参考管的使用，而只是测量测量管中灯丝的温度。环境温度补偿是通过在测量电路中使用负温度系数电阻（NTC，有时也称为热敏电阻）来实现的。
除非采用特殊的电路来增加较高压力下的信号，否则热线测量仪的测量范围被限制在约20,000微米的上限（10-3至20托的范围）。500微米以上的精度受到一定的限制，因为在500到20000微米之间，残余气体的热导率变化非常小。虽然发展已经大大扩展了这一范围，但要制造一个足够灵敏的元件来准确确定热导率的微小差异仍然非常困难。低端的限制也是如此--在1微米以下，热导率的变化非常微小。
另一个困惑热丝型仪表使用者的问题是，除仪表最初标定的气体外，其他气体也会影响仪表的精度。例如，干燥的空气的热导率为1，但另一方面，氢气的热导率远远大于空气。因此，如果将仪表置于氢气环境中，从灯丝中传导走的热量约为相同压力下空气传导的5倍。因此，在相同的压力下，灯丝的温度会更低，因此会给出真空度较低（或压力较高）的错误指示。
当然，氢气是一个极端的例子。大多数真空系统并不包含过量的这些高导电性气体。然而，其他气体--如二氧化碳、水蒸气、氮气、酒精、汞和油蒸气--对真空计的校准产生轻微的影响，却经常存在。
这些气体的各种组合的热导率，虽然不完全与空气相同，但在其他方面足够接近，所以工业真空工程师可以复制他的读数，并建立这种循环过程，使用热线表的麻烦相对较少。可以说，许多真空过程主要涉及从一个给定的室中抽出空气或氮气；因此，可以认为真空计的校准是相当准确的。
对流计
对流计传感元件由一对导线组成，通过电流加热，保持恒温。热电偶通过提供直接测量温度的手段，焊接到该处导线的中心。
为了保持温度恒定，由于有更多的空气可用于冷却被加热的导线，所以随着传感器内压力的增加，电流也会增加。
传感器的反应取决于气体类型。这些传感器对室温变化进行了补偿，并为在垂直位置操作进行了校准。这些传感器的范围从10-3到103 托。提供了零点和大气（大气压）校准点，以便根据需要进行不定期的调整。
电离仪
到目前为止所讨论的真空计涵盖了当今真空过程中遇到的许多有用范围，但我们仍然没有考虑到"高"真空部门，它要求精确测量到10-10或0.0000001微米。(这就是一亿分之一托尔，万一你想用尺子测量的话)。为此，通常会采用电离仪，只要构造得当，科学家可以测量低至1*10-11托尔的真空度。如果你测量过这个范围的真空度，你就是一个科学家）。
热阴极电离仪可以连续承受的最高压力是1微米左右，因为超过这个压力会使灯丝受到氧化作用，导致频繁的烧毁，并助长恶语相向。因此，热阴极电离主要适应于那些现在需要远低于1微米的超高真空的工艺。
热阴极电离计
让我们讨论一下热阴极电离仪背后的原理，与我们下面的图中的乔电子有关，一个连接到您的真空系统的仪器内的钨丝被加热到白炽状态，并发出带负电荷的电子，如乔。不要管它是如何或为什么 - 它只是发生。当这些电子从灯丝中发射出来后，它们沿着一条直线向着不知道什么地方前进，并与系统中偶然留下的空气分子接触和碰撞。
Bayard和Alpert发现，如果在灯丝旁边建造一个螺旋形的电线，称为网格（它看起来有点像一个圆形的楼梯），并对其进行正向充电，那么来自灯丝的负电子就会得到一剂 "强心针"，加速它们在空间的旅行。这种加速过程（加速）是由负电子对正电栅的巨大吸引力造成的；电栅的作用有点像磁铁。然而，有如此多的这些电子来自灯丝，以至于它们中的大多数在接近网格时未能踩下刹车。相反，它们呼啸而过，冲向放置在电网内的金属线。这根金属线被称为 "收集器"，带负电。
好吧，乔-电子现在已经飞快地通过了腰带，在他通过的时候，裤子上被踢了一脚，并且正在高速向收集器行驶。到目前为止，空气分子一直是中性的，正质子正好平衡了负电子，组合成了分子。当灯丝上的电子向收集器飞去的时候，一个空气分子挡住了他的去路，然后--砰！它们相撞了。
当这种情况发生时，带负电荷的乔电子从空气分子中敲出一个负电子，分子现在变成了带正电荷（因为它减去了一个负电子）。这个过程被称为电离。然后，乔电子继续前行（不愧是肇事逃逸的司机）；当他接近带负电荷的收集器时，他被排斥了，因为他也是负电荷。
乔转身回到带正电的电网，最后又被螺旋电网抛出。带正电的空气分子，减去一个负电子，前往带负电的收集器，被张开双臂接收。收集器对这个减去一个电子的可怜分子感到抱歉，所以它又放弃了自己的一个负电子，从而使分子恢复到原来的中性状态。我们测量（以微安培为单位）的就是这种从收集器中流出的电子，从而得到真空度。真空计中空气分子的数量与发生的电离成正比，因此，与集电极放弃的电子流成正比。
因此，真空度越高，存在的空气分子就越少，碰撞就越少，从收集器流出的电子就越少。事实上，在非常低的压力下，在10-11托的数量级，需要特殊的设备来放大和测量收集器的电流。这种情况下，对于周日的司机来说是一个膨胀的日子，即使是乔的妻子简-电子，她渴望像她丈夫一样成为一个肇事逃逸的司机，也找不到很多空气分子可以撞击。如果你能把一块石头直接扔到太空中，而且它继续直线行驶，那么你击中一颗恒星的机会就相当小了，尽管有数十亿颗恒星可以瞄准。同样，空气分子是如此之小，尽管在高真空中存在着数百万个空气分子，但它们之间的空间是如此之大，以至于碰撞是很少和很远的。因此，在你的高真空环境中，我们有一个亚微缩版的宇宙。
在校准电离仪时遇到的问题之一是，必须控制灯丝电流，以便从灯丝中发射出稳定的电子流。正网也必须保持足够的电荷，以便电子的速度不受影响。如果这种电荷变弱，来自灯丝的负电子将无法获得足够的速度（力）来电离空气分子。
这种压力表的另一个缺点是，如果压力上升到10微米左右，或者压力表连续使用超过1、2微米，灯丝就会损坏。因为意外事故，或者其他原因，灯丝会立即烧毁。你还记得汤姆-爱迪生想让灯丝在大气压下发光是多么艰难的一件事。不知怎么的，灯丝就撑不住了。当他把灯泡抽空时，"砰"的一声，电灯泡就诞生了。电灯泡诞生了。
Televac®电离规的一个有趣的特点是，Televac®电离规的灯丝不会因意外事故或其他原因导致压力突然升高而烧毁，这一点对工业用户特别有吸引力。一旦真空系统的压力上升到1或2微米以上，灯丝的电流就会立即自动切断。这就节省了灯丝，避免了昂贵的停机和频繁更换真空计。它还可以节省神经和脾气的磨损。
冷阴极电离计
热丝(或热阴极)电离计是实验室测量"高"真空度的公认标准，但它在工业用途上有缺点。测量管通常要么是精致的玻璃结构，要么是"裸体"管，由没有保护的元件凸出到真空室中。两种这种"传感头"都会受到系统的损坏或污染，从而使其失去作用。
因此，另一种类型的电离仪近年来在真空炉和电子束焊接机等工业环境中得到了青睐。这是一种冷阴极仪，有几种类型，包括潘宁仪和双倒磁控仪。使用两个平行连接的阴极，阳极放在它们的中间。阴极是金属板或成形的金属凸台；阳极是一圈扁平的金属线，其平面与阴极的平面平行。阳极和阴极之间保持2千伏至4千伏的电位差。此外，一个永久磁铁在阴极之间施加磁场，该磁铁通常在测量管体外部。
从任何一个阴极发射的电子以螺旋形路径行进（由于磁场的作用），最终到达阳极，阳极带有很高的正电荷。在沿着长长的电子路径行进的过程中，许多电子与残余气体分子发生碰撞，产生正离子，直接到达阴极。由此产生的电离电流在微安表上直接以压力的形式读出。
该仪器的可靠压力范围通常为10-3至10-8托尔，尽管较新的设计已将该范围向上和向下扩展。上限由出现的辉光放电设定，并可因残余气体的成分或表管元件的清洁度而有所变化。下限由实际能测量到的最小离子电流和密封装置设定。这种电离仪的优点是冷阴极仪非常坚固，可以方便地拆卸清洗。仪器的清洗可以采用玻璃珠喷砂元件或使用简单的研磨垫进行清洗。
最后...
市场上有许多好的、可接受的真空计；我想它们都有各自的优点和缺点。它仍然需要一些天才来设计一种多用途的真空计，它可以在实验室和工业中使用；它可以在人类因素所能想出的所有愚蠢的错误中保持稳定的校准；它可以经受住压力的突然激增而不发生故障；它可以在Junior忘记释放真空后充满倒灌进系统的真空泵油时不受伤害。它不会受到温度和大气条件的影响，也不会受到杂散气体和有时腐蚀性气体的影响；它可以被认为读数错误的工程师拨动、敲击和宣誓；它可以适用于10-11托尔和大气压力之间的所有真空范围--而且它的售价只有几块钱。
如果有哪位天才看到这篇文章，能设计出这样的仪器，现在就开始填写你的退休文件吧!正如你所看到的，在测量真空度的过程中仍然有许多问题。在这本小册子中甚至没有提到数百个问题；即使提到了，你也可能遇到了几个新问题。我们只能说，高真空加工确实很吸引人，我们正站在一个采用真空程序的工业发展新时代的门槛上。会遇到很多新的问题，高真空工程师要以开放的心态去迎接这些挑战。需要新的理念，行业期待着你。
- J. Gordon Seiter
尊敬的更新者
John J. (Jack) Boericke，1976年
William H. (Bill)Bayles，1993年。
Shawn Orr和Jonathan Lance，2019年