全量程真空计，就是能够测量腔室气压从大气压到高真空的压力。
目录
1.故障
2.解决办法
3.真空计结构和原理
3.1 真空计结构
3.2 真空计工作原理
4. 附
4.1 潘宁放电
4.2 场致发射
1. 故障
这次遇到一个全量程真空计，就是MPG 400，故障现象是能显示低真空，不能显示高真空，一般这种故障大概率是两个原因，一个是测量高真空的真空灯丝烧断了，另一个原因是高真空灯丝脏了。
2. 解决办法：更换或者清理灯丝。
3. 真空计结构和原理
3.1 结构
借这次机会，一步一步拆解真空计，直观的了解内部结构。
1）
用内六角（1.5）拧松定位销，然后可以分成两部分，暂时叫做电路模块和灯丝模块。
2）
灯丝模块就是传感器，内部主要是两个灯丝，主要用来检测腔室真空度。两个灯丝检测真空度的原理不同，一个是检测低真空，叫皮拉尼真空计，另一个用来检测高真空，叫冷阴极真空计，二者集成到一个模块中。
电路模块主要用来处理灯丝随着真空度变化而变化的信号。
灯丝模块的结构如下，
上图中，13表示皮拉尼真空灯丝，10表示冷阴极灯丝。
实物拆解如下，
仔细观察皮拉尼真空灯丝底部，可以看到底部是有一个金属片，金属片上有一根灯丝是和上部中心的金属针相连的。
3.2. 真空计工作原理
3.2.1 皮拉尼真空计的工作原理
皮拉尼真空计属于热传导式真空计，其核心是利用加热丝（热敏元件）与周围气体的热传导关系来测量压力。当加热丝通电发热时，其热量通过与气体分子的碰撞传递给周围气体。气体压力越高，分子密度越大，热量传递越快，加热丝温度下降；反之，压力越低，热量散失慢，加热丝温度升高。由于金属加热丝的电阻随温度变化，其电阻值的变化可以反映气体压力的变化。
加热丝的材质一般是铂丝或者钨丝，这类材料通常电阻温度系数大、导热稳定、耐高温，这样就可以依靠气体散热变化精准反映真空度。而主流的加热丝是钨丝，因其成本低、电阻率合适、耐高温、发热稳定，但是它缺点是易氧化，需工作在真空环境。
铂丝，多用于精密真空测量。它化学稳定性极强、抗氧化、温度–电阻线性度好，测量精度更高，耐腐蚀，但是价格更高。
上述拆解的皮拉尼真空计探头的金属结构是如下截图所示，图中展示的外壳是玻璃，实物是金属，相当于是灯丝的另一极。
另外，需要知道皮拉尼真空计处理电路的结构是惠斯通电桥，这里只做展示，不作详细解说，我也是不太懂，从网上了解，有兴趣的话可以自学。
3.2.2 冷阴极真空计的工作原理
1)
冷阴极电离真空计通过场致发射产生的少量初始自由电子，在电场和磁场的共同作用下形成自持气体放电，即潘宁放电。 该放电电流与压力的关系为I=Kp^n，其中n一般在12之间。 冷阴极电离真空计的测量范围为1e^-5Pa，其下限和上限分别受限于场致发射和高压力时的电子与离子复合几率。
2)
冷阴极的关键结构：阳极+阴极+磁场，对应的实物是：阳极是筒装外壳，阴极是中间的灯丝，然后还有强磁铁。
3)
拆解放电步骤：
a）阴阳极之间施加直流高压，产生强电场
b）阴极表面在强电场作用下产生场致发射，释放出一点点自由电子
c）自由电子在外加的轴向磁场作用下做螺旋运动，延长了自由电子的运动路径
d）电子在筒装的腔体里的螺旋运动，不断碰撞气体分子，使其电离，产生正离子和二次电子
e）在电场作用下，正离子飞向阴极灯丝，二次电子飞向阳极外壳，这就形成了放电离子电流
4).
为什么能测量真空度？
从上面的放电步骤 e）可知，气体被电离后形成电流放电离子电流，而这电流是和气体分子数量多少有关系，也就是真空度。
真空度越高，意味着气体分子数量越少，电子碰撞分子产生的电离离子越少，形成的放电离子电流越小；反之，电流越大。在线性量程内：离子电流大小与气体压强（真空度）呈正比，通过采集电流信号换算出真空压力值。
5).
磁场在真空计中的作用大不大呢？
磁场的作用至关重要，若无磁场，电子直线运动，碰撞概率极低，难以维持自持辉光放电；
有了磁场，电子作螺旋运动，大幅增加电子行程，保证低气压下也能持续电离，实现高真空测量。
电极一正一负都带高压，只有外壳接地，阴极接地直接报废无法起辉。
注意：只能是满足了低真空的要求后，才能启动冷阴极电离真空计测量真空度。
4. 附
4.1 潘宁放电
潘宁放电是电子在电场和磁场共同作用下呈螺旋形运动，大量电子受磁场约束，以滚轮线的形式贴近阳极筒旋转，形成一层电子云，运动的电子与中性气体分子发生电离碰撞能够产生离子。
4.2 场致发射
通俗的讲，就是强电场硬把电子从金属表面拽出来。
当金属或半导体表面施加的外电场强度超过临界值（通常＞3×10⁷ V/m），表面势垒的宽度被压缩至纳米量级，此时电子可通过量子隧穿效应穿透势垒形成发射电流
典型场致发射需在电场强度达到10⁷ V/m量级时触发，且发射性能受材料逸出功、表面形貌及真空环境影响。
