熱電偶真空計的工作原理
熱電偶真空計的構造如圖1所示，氣體分子承擔的熱傳導量與壓強成正比是熱電偶真空計的工作原理。
圖1 熱電偶真空計的構造圖
金屬圓筒內部設有一根燈絲，兩端連接電極，通電后燈絲會(huì )發(fā)熱。燈絲的熱量會(huì )通過(guò)氣體分子碰撞燈絲、熱輻射和固體熱傳導等方式被奪走。設單位時(shí)間內以上述三種方式奪走的熱量分別為Qg、Qr、Qs，則平衡狀態(tài)下以下公式成立：
式中
Q———單位時(shí)間燈絲放出的熱量；
R———燈絲的電阻；
I———燈絲的電流。
氣體的平均自由程比燈絲的直徑大很多時(shí)，Qg 通過(guò)自由分子的熱傳導被表示為
式中
α———適當常數；
Λ———分子的熱傳導率；
d———燈絲直徑；
a———燈絲長(cháng)度；
T———燈絲溫度；
T0———金屬圓筒的溫度；
p———氣體壓強。
Qs 和Qr 可以分別表示為
式(4-8)代表電極的熱傳導，其中S是燈絲的斷面積，κ是固體的熱傳導率，L是電極的長(cháng)度。式(4-9)代表熱輻射，σ和ε分別是玻爾茲曼常數和固體輻射率。如果保持T和T0一定，則式(4-8)和式(4-9)為常數。如果用I20R表示一定量的固體熱傳導和熱輻射，則式(4-6)可以表示為
I0 是燈絲的電流，不斷彌補固體熱傳導和熱輻射而帶來(lái)的熱量損失。A是不依存壓強的常數。如果已知燈絲的電阻R、電流I0 及常數A，則可以通過(guò)式(4-10)求得壓強p。
熱電偶真空計的壓強測量范圍在0.1～300Pa，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)結構簡(jiǎn)單、容易制造、容易操作；
(2)工作溫度、工作電壓較低；
(3)所測讀數為全壓強，并且能夠實(shí)現遠距離的連續測量。
但是，熱電偶真空計具有受溫度影響大、讀數時(shí)間滯后、讀數因氣體種類(lèi)而異、讀數需要校準等缺點(diǎn)。
