Es gibt verschiedene Möglichkeiten, das Vakuum zu messen. Zuerst muss ich erklären, dass es einen Unterschied gibt zwischen:
- Ein Vakuummeter, das den atmosphärischen Druck als Nullreferenz verwendet, manchmal auch als Messvakuum bezeichnet.
- Ein echtes Vakuummeter, genauer gesagt ein Absolutmanometer.
Der erste Typ misst einfach einen Unterdruck unter 1 bar (Atmosphärendruck). Dieses Messgerät ist ein Differenzdruckmessgerät mit Atmosphärendruck auf einer Seite eines Sensorelements und etwas Druck unter Atmosphärendruck auf der anderen Seite. Der Messwert wird durch Änderungen des atmosphärischen Drucks beeinflusst.
Der zweite Typ misst den Differenzdruck zwischen einer Kammer, die ein nahezu perfektes Vakuum enthält, und einem größeren Druck, der unter dem Atmosphärendruck liegt, oder misst die Gasdichte auf andere Weise, die ich im Folgenden erläutern werde.
Beide Typen, mit der folgenden Ausnahme, verwenden eine Art Sensor, der sich aufgrund der Differenz zwischen zwei Drücken biegt. Dies kann eine Membran, ein Faltenbalg oder ein Bourdon-Rohr sein. In all diesen Fällen ist ein Mechanismus vorgesehen, der die durch den Differenzdruck verursachte Verzerrung misst, um den Vakuumdruck abzuleiten.
Der Gasdichteansatz, allgemein als Torr-Messgerät bezeichnet, verwendet einen winzigen beheizten Draht, der dem zu messenden Druck ausgesetzt ist. Die Wärme aus dem Draht wird durch Luftmoleküle entfernt, die den Draht berühren, der Wärme abführt. Mehr Luft erzeugt mehr Kühlwirkung auf den Draht. Durch Messung dieses Kühleffekts kann die Gasdichte abgeleitet werden.
Ein anderer Ansatz besteht darin, ein Quecksilbermanometer zu verwenden, dessen Oberseite versiegelt und unter nahezu perfektem Vakuum steht. Dies führt dazu, dass die Quecksilbersäule auf eine Höhe ansteigt, die dem Druck entspricht, der auf den Boden des Rohrs am Bohrloch ausgeübt wird. Wenn der Brunnen atmosphärischem Druck ausgesetzt ist, misst er den Luftdruck. Wenn ein Vakuum angelegt wird, zeigt es wie bei den anderen Messgeräten die Differenz zwischen dem nahezu perfekten Referenzvakuum und dem gemessenen Vakuum an.
Es gibt andere exotischere Mittel zur Messung des Drucks bis in die Nähe des absoluten Nullpunkts, wie die Messung der Rückstreuung eines Lasers über das Vakuum. Dies zählt einzelne Gasmoleküle.