Máy đo chân không cơ học đo áp suất trực tiếp bằng cách ghi lại lực mà các hạt (phân tử và nguyên tử) trong không gian chứa khí tác động lên bề mặt nhờ tốc độ nhiệt của chúng. 

Nội thất của ống uốn cong thành một vòng tròn (được gọi là ống Bourdon) (3) được kết nối với bình cần hút chân không (Hình 3,2). Thông qua tác động của áp suất không khí bên ngoài, đầu ống bị uốn cong nhiều hơn hoặc ít hơn trong quá trình hút chân không và cơ chế con trỏ gắn vào (4) và (2) được kích hoạt. Vì chỉ số áp suất phụ thuộc vào áp suất khí quyển bên ngoài, chỉ có độ chính xác khoảng 10 mbar, miễn là sự thay đổi áp suất khí quyển xung quanh không được điều chỉnh. 

Máy đo chân không viên nang

Thiết kế được biết đến nhiều nhất của máy đo chân không có màng là một áp kế có màng ngăn làm hệ thống đo. Nó chứa một viên nang màng kín, được hút chân không, có thành mỏng làm bằng hợp kim đồng-beryllium. Khi áp suất giảm, màng nang giãn nở. Chuyển động này được truyền đến một điểm bằng hệ thống cần gạt. Đồng hồ đo chân không viên nang, được thiết kế theo nguyên tắc này, cho biết áp suất trên thang đo tuyến tính, độc lập với áp suất khí quyển bên ngoài.

Mức áp suất dưới 50 mbar thường yêu cầu chỉ số áp suất chính xác nhất có thể. Trong trường hợp này, một máy đo chân không màng khác phù hợp hơn, tức là DIAVAC, có thang áp suất được mở rộng đáng kể từ 1 đến 100 mbar. Phần bên trong, trong đó hệ thống đòn bẩy (2) của đầu đo được đặt (xem Hình 3,3) được xả đến áp suất tham chiếu pref nhỏ hơn 10 ^-3 mbar. Nắp chụp vào bình có dạng màng gấp nếp (4) bằng thép đặc biệt. Miễn là bình không được hút chân không, màng ngăn này sẽ được ép chặt vào thành (1). Khi hút chân không tăng, chênh lệch giữa áp suất được đo px và áp suất tham chiếu giảm. Lúc đầu màng chỉ uốn cong một chút, nhưng sau đó dưới 100 mbar ở mức độ lớn hơn. Với DIAVAC, độ lệch màng lại được truyền đến con trỏ (9). Đặc biệt, phạm vi đo giữa 1 và 20 mbar được mở rộng đáng kể để có thể đọc áp suất khá chính xác (đến khoảng 0,3 mbar). Độ nhạy rung của thiết bị này cao hơn một chút so với máy đo chân không viên nang. 

Đồng hồ đo chân không dạng viên nang đo áp suất chính xác đến 10 mbar (do thang đo tuyến tính, chúng ít chính xác nhất ở cuối áp suất thấp của thang đo). Nếu chỉ cần đo áp suất dưới 30 mbar, nên sử dụng DIAVAC vì chỉ số của nó (xem trên) chính xác hơn đáng kể. Đối với các yêu cầu về độ chính xác đo lường cực kỳ chính xác, nên sử dụng chân không kế màng chính xác. Nếu áp suất thấp phải được đo chính xác và vì lý do này, phạm vi đo lên đến 100 mbar được chọn, thì không thể đo áp suất cao hơn nữa vì các đồng hồ này có thang đo tuyến tính. Tất cả các máy đo chân không cơ học đều nhạy cảm với rung động ở một mức độ nào đó. Rung động nhỏ, chẳng hạn như xảy ra trong trường hợp kết nối trực tiếp với bơm phụ, thường không có hại. 

Độ lệch của màng ngăn cũng có thể được đo bằng điện dưới dạng "độ căng" hoặc thay đổi điện dung. Trước đây, bốn cảm biến đo biến dạng, thay đổi sức cản của chúng khi màng bị uốn cong, tức là dưới tải trọng kéo, được gắn trên màng kim loại trong mạch cầu. Tại Leybold, các dụng cụ này đã được đặt tên đặc biệt, tức là MEMBRANOVAC. Sau đó, màng ngăn silicon chứa bốn "độ bền ứng suất" như vậy trực tiếp trên bề mặt của chúng được sử dụng. Sắp xếp điện một lần nữa bao gồm một mạch cầu, và dòng điện không đổi được cấp vào hai điểm góc đối diện trong khi tín hiệu điện áp tuyến tính tỷ lệ với áp suất được nhận ở hai điểm góc khác. Hình 3,4 minh họa nguyên tắc sắp xếp này. Các dụng cụ này được chỉ định là PIEZOVAC và hiện tại là các thiết bị DI/DU2000 và vẫn đang được sử dụng trong nhiều trường hợp. 

Đo biến dạng như một phần của mạch cầu giúp bạn đạt được độ chính xác cao, nhưng có phạm vi hạn chế. Một phương pháp tiên tiến hơn là đo độ lệch của màng ngăn dưới dạng sự thay đổi điện dung của tụ điện tấm: một điện cực được cố định, điện cực còn lại được hình thành bởi màng ngăn. Khi màng bị uốn cong, khoảng cách giữa các điện cực và do đó điện dung của tụ điện sẽ thay đổi. Hình 3,5 minh họa nguyên tắc sắp xếp này. Điều này được sử dụng trong dòng CEREVAC CTR. Được phân biệt giữa cảm biến có màng kim loại và cảm biến có màng gốm. Đồng hồ đo màng điện dung được sử dụng từ áp suất khí quyển đến 1·10 ^-4 mbar (dưới 10 ^-4 mbar độ không đảm bảo đo tăng nhanh). Để đảm bảo độ lệch đủ của màng ở áp suất thấp như vậy, màng có độ dày khác nhau được sử dụng cho các mức áp suất khác nhau. Trong mỗi trường hợp, áp suất có thể được đo bằng các cảm biến với độ chính xác 3 công suất là mười:

1000 đến 1 Torr 
100 đến 10 ^-1 Torr 
10 đến 10 ^-2 Torr 
1 đến 10 ^-3 Torr
10-1 đến 10 ^-4 Torr

Để tăng thêm độ chính xác, bạn cũng có thể làm nóng pin điện dung. Trong trường hợp này, pin điện dung được cách điện nặng với nhiệt độ môi trường xung quanh và một sợi dây nóng nhỏ làm nóng pin đến nhiệt độ cố định. Điều này giúp loại bỏ bất kỳ biến đổi nào do nhiệt độ môi trường dao động. Nó cũng được sử dụng khi vận hành với các khí mà bạn không muốn chúng ngưng tụ bên trong máy đo, nếu không sẽ là điểm lạnh trong hệ thống.

Nếu áp suất đo được vượt quá giới hạn phạm vi này, nên sử dụng thiết bị đa kênh có hai hoặc ba cảm biến. 

Do đó, máy đo màng điện dung đại diện cho, cho tất cả các mục đích thực tế, thiết bị đo áp suất tuyệt đối duy nhất độc lập với loại khí và được thiết kế cho áp suất dưới 1 mbar. Hiện nay có hai loại cảm biến điện dung: 

1. DI/DU 200 
2. CTR100N/101N