Очень трудно достичь высокого вакуума, а еще труднее измерить давление, установив, тем самым, степень откачки газа.
Для измерения высокого вакуума широко применяют манометр Мак-Леода и ионизационный манометр. Рассмотрим основы принципа действия компенсационного манометра.
Действие манометра Мак-Леода основывается на увеличении измеряемого давления в результате уменьшения объема, который занимает некоторое порция газа. Схему такого манометра рассмотрен на рисунке. Мобильный резервуар 6 с ртутью соединен гибким шлангом с самым манометром, который состоит из небольшого стеклянного баллона 5, переходящий в запаянный капилляр 4. Ниже баллона 5 припаяна стеклянная трубка, которая раздваивается на трубку 2 и капилляр 3 (такого же диаметра, что и капилляр 4). Трубка верхним концом 1 соединяется с пространством, в котором нужно измерить давление.
В начале измерения резервуар 6 опускают до тех пор, пока уровень ртути в манометре не опустится ниже линии аб. Затем резервуар 6 поднимают вверх. Когда ртуть достигнет линии аб, баллон с капилляром отключаются от объема, в котором измеряется давление. Пусть объем баллона 5 и капилляра 3 равна V1, давление в нем р1. Резервуар 6 с ртутью поднимают до тех пор, пока уровень ртути в капилляре 4 не достигнет некоторой линии вг. Объем воздуха, оставшегося в капилляре равна V2. Этот воздух подвергается давлению р2. Если разница уровней ртути в капилляре 4 и в капилляре 3 равна h, то p2 = p1 + h, но поскольку р1 гораздо меньше h, то можно считать, что р ≈ h. Тогда по закону Бойля-Мариотта
Р1 = hV2/V1 = αh.
Если объем баллона 5 намного больше объем капилляра 4, то даже при малом измеряемом давлении р1 величина h будет достаточно большой, чтобы ее можно было измерить. Размер α = V2/V1 постоянная для данного манометра, если уровень ртути доводить до линии вг.
С помощью этого манометра можно измерять давления до 10-6 мм рт. ст.
Последнее время манометр Мак-Леодом практически полностью вытесняется ионизационным манометром. С его строением и основами принципа действия ознакомимся после изучения электродинамики.