5.1 Grundlagen der Totaldruckmessung
Druck ist definiert als flächenbezogene Kraft: $p = F/A$ (Formel 1-3). Dabei ist $F$ die Kraft und $A$ die Fläche auf die die Kraft wirkt. Die SI-Einheit des Druckes ist 1 N/m² = 1 Pa. Weitere häufig verwendete Druckeinheiten sind: 1 mbar = 1 hPa = 100 Pa und 1 Torr = 133,322 Pa. Wird der Druck über die Kraft gemessen, die das Gas auf eine Fläche ausgeübt, so ist die Druckmessung von der Gasart unabhängig.
Die Druckmessung über die Kraft erfordert bei Drücken unter 1 hPa mit abnehmendem Druck einen zunehmenden technischen Aufwand, da die ausgeübten Kräfte sehr klein werden. Man muss daher andere Verfahren anwenden, z. B. nutzt man die Wärmeleitung des eingeschlossenen Gases aus oder man ionisiert die Gasmoleküle und misst zwischen Elektroden fließende Ionenströme. Diese indirekten Messungen, die den Druck über eine Gaseigenschaft ermitteln, liefern naturgemäß ein Messergebnis, das von der Gasart abhängig ist.
In der Vakuumtechnik gibt es kein Messverfahren, das den gesamten technisch zugänglichen Druckbereich abdeckt. Es ist notwendig, verschiedene Messprinzipien zu verwenden. Die Kriterien für die Auswahl eines Vakuummeters richten sich nach den unterschiedlichen Rahmenbedingungen:
- Druckbereich, der detektiert werden soll
- Gaszusammensetzung: inert oder korrosiv
- Geforderte Genauigkeit und Wiederholbarkeit
- Umgebungsbedingungen wie z. B. ionisierende Strahlung
