圓筒型電離規(guī)的測(cè)量上限為0.1Pa。高于此壓力，離子流與氣體壓力之間的關(guān)系就要嚴(yán)重地偏離線性。這是由以下三個(gè)限制因素所造成的：
①隨著壓力增高，由于氣體分子密度增大，電子的平均自由程變短，在兩次碰撞之間電子從電場(chǎng)中獲得的能量減少，因此電子與氣體之間的非電離碰撞數(shù)增加，使電離的效率降低，從而導(dǎo)致規(guī)管常數(shù)下降。
②在氣體分子被電離的同時(shí)，所產(chǎn)生的二次電子流Is也能被柵極所接收，因此柵極電子流由兩部分組成。即，陰極發(fā)射電子流和二次電子流Is(I-=Ie+Is)
如果電離規(guī)的自動(dòng)穩(wěn)流線路使柵極電子流保持穩(wěn)定(即L=常數(shù))，那么，在低氣壓時(shí)，由于Ie》Is，I-≈Ie。，則有如下關(guān)系式
式中 K-常數(shù);
I+ ——與p之間呈線性關(guān)系。
隨著壓力的增高，由于Is在I-中占有越來越大的比例，則關(guān)系式成為
可知，此時(shí)規(guī)管常數(shù)K'隨壓力增高而降低。
如果電離規(guī)的自動(dòng)穩(wěn)流線路使陰極電子流Ie保持恒定(即Ie=常數(shù))，那么，隨著壓力增高，由二次電子流Is電離氣體分子所產(chǎn)生的那部分離子流就不可忽略，從而導(dǎo)致規(guī)管靈敏度的增大。
③隨著壓力增高，正離子與氣體分子之間的碰撞機(jī)會(huì)增多，于是離子被散射，使收集極收集離子的效率降低，從而導(dǎo)致規(guī)管常數(shù)下降。
為了減小上述三個(gè)因素的作用，擴(kuò)散電離規(guī)的測(cè)量上限，設(shè)計(jì)了如圖所示的中真空電離規(guī)，它的結(jié)構(gòu)是：一根直絲陰極放置在兩平行板之間，一板作為陽極，另一板作為離子收集極，陰極與陽極之間的距離為1.6mm。從陰極上發(fā)射出的電子經(jīng)過1.6mm的行程，直接到達(dá)陽極。因?yàn)檫@樣短的電子渡越行程，已經(jīng)相當(dāng)于氣體壓力為10^2Pa時(shí)電子在氣體中的平均自由程，所以在氣體壓力低于10^2Pa時(shí)，此規(guī)中的電子行程不再受壓力的影響，而與壓力無關(guān)，從而減小了上述限制因素①的作用。由于電子行程短和陽極電壓僅為60V，所以此規(guī)管的常數(shù)低(KN2=4.5×10^- 3/Pa)，當(dāng)氣體壓力為200Pa時(shí)，電子電離氣體分子所產(chǎn)生的二次電子流Is才相當(dāng)于發(fā)射電流Ie的10%，從而減小了上述限制因素②的作用。又由于離子收集極面積遠(yuǎn)大于陰極面積，并且在收集極上施加了Vc=- 60V的電壓，所以保證了收集極能夠有效地收集大部分離子，從而減水了上述限制因素③的作用。
此外，中真空電離規(guī)還采用了0 .13mm的敷氧化釷—銥絲作陰極，因而具有較好的抗氧化性能，適于在較高壓力下工作。此規(guī)的量程為10^2Pa—l0^ -3Pa。
我國(guó)生產(chǎn)的DL-5型中真空電離規(guī)采用盒式結(jié)構(gòu)，離子流I十與壓力p之間，在54Pa～10 ^- 4Pa范圍內(nèi)呈線性關(guān)系。各極電參數(shù)為：陽極電位Va=170V，收集極電位Vc=0，陰極電位Vf= 54V;在54Pa—10 ^- 4Pa時(shí)，Ie=50uA;在10^-2Pa—l0^-4Pa時(shí)，Ie=500uA。此規(guī)采用敷氧化釔，銥絲作陰極，抗氧化性更好。
圖示出了上述中真空電離規(guī)的I+/Ie與壓力p的關(guān)系曲線，當(dāng)壓力進(jìn)一步增高時(shí)，在Pm處I+/Ie將達(dá)到一個(gè)峰值，然后急劇下降。
在電子平均自由程小于電極間距離的情況下，隨著壓力的增高，一方面.由于電子與氣體分子之間碰撞次數(shù)的增多，導(dǎo)致離子流增大;另一方面，由于電子在連續(xù)兩次碰撞之間從電場(chǎng)中獲得的能量減少，又導(dǎo)致離子流衰減。這兩個(gè)相反的因素綜合作用的結(jié)果，就使規(guī)的特性出現(xiàn)了如圖所示的曲線形狀。
為了進(jìn)一步擴(kuò)展電離規(guī)的測(cè)量上限，一方面，必須設(shè)法使圖曲線上峰值所對(duì)應(yīng)的壓力Pm盡可能增大(Pm值主要由電場(chǎng)強(qiáng)度決定)。另一方面，為了保證在P ＜Pm內(nèi)，離子流I+與壓力p之間有線性關(guān)系，則要求規(guī)管的常數(shù)K盡可能降低。
我國(guó)生產(chǎn)的DL-8型中真空電離規(guī)采用了新的電極結(jié)構(gòu)兩塊間距為di的平行板C作為離子收集極，中心平面有四根相距為d2的絲狀電極，K為陰極(敷氧化釔—依絲)，A為陽極，兩側(cè)為輔助電極S。用改變輔助電極上負(fù)電位大小的辦法，來改變陰極一陽極間的電位分布，從而降低規(guī)管常數(shù)和增強(qiáng)靠近陽極空間的電場(chǎng)強(qiáng)度，達(dá)到擴(kuò)展測(cè)量上限的目的;在低氣壓工作時(shí)，用改變各極電參量的辦法，使規(guī)管常數(shù)增大，從而擴(kuò)展了測(cè)量下限。由于采用了上述辦法，使DL-8型中真空規(guī)的量程達(dá)到了1×10^3Pa—l0^-4Pa
目前我國(guó)生產(chǎn)的DL-9( ZJ-27)寬量程電離真空規(guī)，是在圓筒型電離真空規(guī)的基礎(chǔ)上改造而成，就是在圓筒型的收榘極上打了許多小孔，減少了收集極的面積，使測(cè)量下限達(dá)到5×10^ -6Pa，測(cè)量上限達(dá)到10Pa，滿足科研生產(chǎn)中對(duì)寬量程真空度測(cè)量的需要。
