气压计

作为测量气体压强的仪器，气压计常被用于测定大气压强，在气象观测、登山运动等领域常被用到。气压的测量方法有多种，人们也据此制造出了不同原理的气压计，如水银气压计、金属盒气压计等。下面我们介绍下各种气压计的气压测量原理。

大气压测量方法

测量大气压力有多种方法：

diyi种方法是测量海拔高，再根据一个公式换算求得大气压，该方法的原理是大气压随海拔高升高而减少。

第二种方法是采用"二力平衡"的原理、用“等效替代”的思想测大气压力值。也就是让大气压把一定长度的液体柱（常用汞柱）托住，汞柱底部平面的压力和大气压力平衡，测量该汞柱的高度（用“毫米”等作为单位），既可用xxx毫米汞柱表示大气压，也可以把汞柱重力对底部平面的压强求出，用该压强数值代替大气压强。

第三种方法是用大气压力让金属盒压缩，测量压缩距离（或者将其转换为指针偏转角），利用改距离或者角度对应的刻度读取大气压。

金属盒测气压原理

为了不使金属盒被大气压所压扁，用弹性钢片向外拉着它。大气压增加，盒盖凹进去一些；大气压减小，弹性钢片就把盒盖拉起来一些。盒盖的变化通过传动机构传给指针，使指针偏转。从指针下面刻度盘上的读数，可知道当时大气压的值。它使用方便，便于携带，但测量结果不够准确。如果在无液气压计的刻度盘上标的不是大气压的值，而是高度，于是就成了航空及登山用的高度计。

水银柱测气压

水银柱测压原理为气压计水银管下端插入水银槽水银中，但并不固定，水银管上端密闭真空，上有一吊环，悬挂在天平一端之挂钩上，使之自然垂下，保持垂直。气压经水银槽中水银以支持水银管中水银柱高度另方面水银管顶平面上也从外面接受气压之作用，但没有从管内而来作用压力，因此水银管顶受气压压下之力使天平他端之重量使之平衡，所以天平随大气压力大小而移动，即可测得气压之变化。

根据海拔测气压

根据海拔高度测气压方法如下：

h表示两地高度差，以米为单位，P1为海拔低处气压，P2为海拔高处气压，单位为Hpa；tm为两地平均温度，以℃为单位，α=273/1。压高公式解决了三个问题：

①测定相近两地同时间的气压和温度之后，求算两地的高差（h）。若已知一地海拔高度，可求出另一地海拔高度，这就是气压测定方法。

②、若已知某一测站的气压、温度，可计算出另一高度的气压。

③、已知某一地的海拔高度为Z，并测定了气压P和温度T，即可求出海平面气压。 垂直气压梯度和单位气压高度差 dp/dz称垂直气压梯度或单位高度气压差，它表示每升高（或降低）单位距离，气压减小（或增大）的数值，常用hPa/100m表示。在实际工作中，常用垂直气压梯度的倒数——单位气压高度差（h），也就是气压阶表示随高度的变化。

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气压计是气象观测工作中的常用仪器，通过测量大气压强变化来预测天气变化，那么气压计如何选型呢？气压计种类有水银气压计、金属盒气压计、数字气压计等。下面详细介绍下气压计的分类。

水银气压计

利用托里拆利管来测定大气压的一种装置。玻璃管底部的水银槽是用一个皮囊所代替，并附有可以调准的象牙针使其指示水银面，叫做“福廷式水银气压计”，在玻璃管外面加上一个金属护套，套管上刻有量度水银柱高度的刻度尺。在水银槽顶上另装一只象牙针，针尖正好位于管外刻度尺的零点，另用皮袋作为水银槽底。使用时，轻转皮袋下的螺旋，使槽内水银面恰好跟象牙针尖接触（即与刻度尺的零点在一水平线上），然后由管上刻度尺读出水银柱的高度。此高度示数即为当时当地大气压的大小。另外还有不需调准象牙针的观测站用气压计，可测低气压山岳用的气压计，以及对船的摇动不敏感的航海用气压计。

大气压强不同支持的水银柱的高度不同，根据P=p(水银密度)hg,计算出的压强就等于大气压强，当然这个计算制造气压计时就算出来标到气压计上了，通过水银面对准的刻度，就可以知道气压的大小了！

无液气压计

无液气压计是气压计的一种,Z常见的是金属盒气压计。

它的主要部分是一种波纹状表面的真空金属盒。为了不使金属盒被大气压所压扁，用弹性钢片向外拉着它。大气压增加，盒盖凹进去一些；大气压减小，弹性钢片就把盒盖拉起来一些。盒盖的变化通过传动机构传给指针，使指针偏转。从指针下面刻度盘上的读数，可知道当时大气压的值。

它使用方便，便于携带，但测量结果不够准确。如果在无液气压计的刻度盘上标的不是大气压的值，而是高度，于是就成了航空及登山用的高度计。

数字大气压计

数字大气压计是新一代便携式测量大气压专用仪表，仪表采高精度隔膜式绝压传感芯片，液晶数字双排显示，方便直观地测量外界大气压力，温度，湿度和海拔高度的数值。仪表采用全数字化设计，可靠性强体积小，重量轻，手感好，操作简便。

按下电源开关接通电源，显示屏显示。仪表显示当前大气压和环境温度。仪表预热15分钟，DYM3-02仪表按功能键可切换温度和湿度，及海拔高度。测量完毕后再按一下电源开关，仪表关闭。

空盒气压计

空盒气压计是一种比较常见的气压计，其工作原理是利用膜盒受大气压力的弹性形变位移量，通过传动转换机构使自记笔尖以对应的气压数值在时间气压坐标记录纸上记录，形成时间记录曲线来测量大气压力的。空盒气压计按记录周期分为日记型和周记型两种空盒气压表是由随大气压力变化而产生轴向移动的空盒组作为感应原件，它通过拉杆和传动机构带动指针、指示出当时的大气压力值。

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无处不在的大气压

我们生活在空气当中，地球周围的空气有上万公尺厚，叫做大气层。由于空气的重力，地球上的物体都要受到一个压力，叫大气压。在地面，大气压也是会发生变化的，比方阴雨天气时气压就比平时低。所以气象学上有一种仪器，叫气压计，通过测量大气压来预测气候。证明大气压存在的Z有名的实验，是马德堡半球实验，抽空了空气的两个半球紧紧吸引在一起，几匹马都拉不开，可见大气压的力量有多大。

我们之所以感受不到大气压，是因为我们的体内也存在空气，这些空气产生的压力与外界大气压互相抵消，我们就不会被压扁了。但是在坐飞机的时候会感受到大气压，飞机急速上升后，高空的气压降低，耳膜内的空气压力就会向外挤，我们就会感到耳朵不舒服。

大气压的平衡原理

当瓶内和瓶外的大气压强是一样的时候，吸管里面的液面高度和瓶子里面的液面高度是一样的，当瓶内和瓶外的压强有差值时，这个时候，两者就会产生差值，这就是简单的气压计的工作原理。

下面我们根据气压计原理，来自己动手用瓶子和玻璃管等材料来做一个气压计。

气压计制作方法

使用的材料有：1个透明胶卷盒，1根透明吸管，一些橡皮泥或玻璃胶。

制作方法非常简单。在胶卷盒盖子上扎一个圆孔，刚好能插进吸管就行。盒子里装一半的水，为了显示清楚，可以滴些红墨水。把吸管插进盒盖，用嘴吸盒子里的水，使里面的水位上升，但不能吸进嘴里啊！

然后用手堵着吸管口，别让水位降下，盖紧盒盖，把里面的空气密封住。为了好的密封效果，可以用些橡皮泥或玻璃胶把吸管与盒盖之间，盒盖与盒子之间的缝隙粘牢。

这样一个气压计就做好了。我们看到红色的水把一部分空气密封在盒子里，当外界大气压增大时，盒子里的空气被压缩，吸管内的液面就下降；反之液面就上升。我们在吸管的液面处做一个标记，以后根据液面的变化，就能读出外界气压的变化了。

一天当中的气压也会有变化，一般来说早晨外界气温低，气压就高些；中午气温高，气压就低些。有了自制的气压计，我们就可以随时观察气压变化了。

简易气压计制作

下面介绍一种更简单的自制气压计的办法。

找一个矿泉水瓶子，里面装半瓶水；一个小碟子，里面也装上水。

右手堵住矿泉水瓶口，迅速倒转瓶子，把瓶口放进碟子里，让碟子里面的水没过瓶口。这样就有一部分空气被密封在瓶子里，在外界大气压的作用下，瓶子里的水也流不出来。给瓶子贴上一个标尺，一个简易气压计就完成了。

在外界气压发生变化的时候，瓶子里被密封的一段空气膨胀或者被压缩，于是水面发生上下变化，对照标尺，我们就能读出气压变化了。

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我们都知道气压计的用途是测量大气压强，但这只是直接用途，气压计还有一些其它的间接用途是许多人不了解的。通过气压计测量出的大气压强，可以间接测量海拔高度、辅助GPS定位，还可以进行防水测试等。下面具体介绍下这些气压计的用途。

一、预测天气

可预测天气的变化，气压高时天气晴朗；气压降低时，将有风雨天气出现。气压计所测得的大气压的变化跟天气有密切的关系。一般的说，晴天的大气压比阴天高，冬天的大气压比夏天高。对这段叙述，就是老师也往往不易说清，其实这个问题可归结为温度、湿度与大气压强的关系问题。我们通常所称的大气，就是包围在地球周围的整个空气层。它除了含有氮气、氧气及二氧化碳等多种气体外，还含有水汽和尘埃。

当一个地区的气温增加时，往往伴随着另一个地区温度的降低，这就为高温处的空气向低温处扩散带来了可能。而扩散的结果常常是高温处的气压比低温处低。当我们生活的北半球是接受太阳热量Z多的盛夏时，南半球却是接受太阳热量Z少的严冬。这时，由于北半球的空气要向南半球扩散而使北半球的气压较南半球要低。

而由于大气总量基本不变，则此时北半球的气压就低于标准大气压，南半球的气压当然也就会高于标准大气压。同样，空气的反方向扩散又会使北半球冬季的气压高于标准大气压。因而，在北半球，冬季的大气压就会比夏季要高。当然，大气压的变化是很复杂的。

二、测量海拔

Z直观的用途当然是海拔测量，根据所处高度不同大气压强也在变化，海拔越高大气压强越小，同时一些运动APP中有爬楼的选项，这其中显示的爬的楼层数也是根据气压计测量换算所得，为登山等运动爱好者提供了更多的便利。手机中的气压计精度还是不错的，例如小编所处6层，在将手机放置于地面上时显示高度21米，将手机举过头顶Zgao处时手机显示高度23米。另外有的手机中同时还包括温度传感器，它可以捕捉到温度来对结果进行修正，以增加测量结果的精度。

三、辅助GPS

由于受到技术和其它方面原因的限制，GPS在定位中的高度一项一般误差都会有十米左右，所以在手机原有GPS的基础上再增加气压计，可以辅助GPS使定位更加极ng准。尤其在一线城市交通中，立交桥、高架桥林立，以往基于的GPS的导航无法判断是在高架桥上方还是下方行驶，容易造成错误的引导。当加入了气压计后，导航软件可感应气压变化，实现高架区域内的垂直定位，进行精确判断，从而带来了更为极ng准的导航服务。

四、室内定位

在室内环境中，由于信号等原因GPS的误差较大，所处的地理位置较难定位，更无法感知垂直高度，在大型商场中容易出现摸不到“北”的情况。而如果手机加上气压计再配合加速计、陀螺仪等就可以完成精确的室内定位，这样就可以清楚地了解自己所处位置并顺利找到需要的餐厅或商铺。

五、测试防水

如果你的手机支持防水，但是强迫症如你你感觉自己手机有缝隙，又舍不得让它下水进行验证的话，通过气压计就可以帮你验证手机的气密性。因此用手使劲按压屏幕，空气来不及跑出，瞬间的气压值升高，松手后，压力值又会稳定回落到原始数值。因为气体分子确实比水份子要小，试想气体都不容易进入手机内部，那水自然是更不容易进入了，这个结果作为参考是可以的，但不能以此判定防水能力，但是相对来说，这个测试数值波动大的防水能力应该会更好。

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水银气压计和空盒气压计是常用的两种大气压测量仪器。两者使用方法又有所不同，下面为大家介绍下水印气压计和空盒气压计的使用方法.

空盒气压计的使用方法

1、电池安装

拧下仪器侧面电池格盖板的螺钉，打开盖板，将一块7F93型叠层电池装入电池格内，并把它的插头插到右侧插座上；将另一块带限流电阻的7F93电池装入电池格内后，把它的插头插到左侧插座上，然后盖上盖板，拧好螺钉。

2、工作前检查

①电源开关拨到红字“电源组”的位置，接通电源。

②将压差分挡置于“0”位置，选择开关拨到“电池”位置，此时数字显示器显示出不带限流电阻的电池电压。如果显示值小于80.0，应更换电池。当需要检查带有限流电阻的电池电压时，可打开侧面盖板，将两电池的插头换一下位置，选择开关仍置“电池”位置，此时即显示带限流电阻的电池电压。如果显示值小于80.0，应更换这块电池。

③电池电压正常后，将选择开关拨到“气压差”位置，仪器通电15min后，可以开始工作。

3、大气压力的测量

压差分挡仍置于“0”位置，选择开关拨到“大气压”位置，此时大气压值p为：

p=1000+B(5-16)

式中B-数字显示器显示的大气压数，mbar。

当显示器数字前无符号时，B为正值；当数字前显示“-”号时B为负值。

4、气压差的测量

测定大气压力后，将选择开关拨到“气压差”位置，转动气压调节旋钮，使数字显示器显示零值。此后如不再转动气压调节旋钮，则仪器将该气压值作为参考压值。此后，如气压发生变化，数字显示器将以mmH2O为单位显示出大气压相对于参考气压值的变化量，即气压差。

显示气压差时，如果显示数字前无符号，则表示气压值大于参考气压，即气压差为正值；如果显示数字前有“-”号，则表示气压差为负值。

显示器的数值显示范围为-199.9~199.9。当气压差大于199.9mmH2O时，数字显示器上只亮小数点，这时拨动压差分挡旋钮到+200或-200位置处，此时实际气压差值应为：

h=±(200+△h)(5-17)

式中△h-数字显示器的气压差值，mmH2O。

仪器使用完毕后，将电源开关关掉，切断电源

水银气压计使用方法

水银气压计是在厚玻璃管内盛水银，管背后装有移动标尺，移动标尺将零度调整在接尽活塞一边玻璃管B中的水银平面处，当减压泵工作时，A管汞柱下降，B管汞柱上升，两者之差，表明系统的压力。使用时必须注意勿使水或赃物侵入测压计内，水银柱中也不得有气泡存在，否则将影响测定压力的准确性。

封闭式水银气压计的优点是轻巧方便，但如有残留空气或引入了水或杂质时，则准确度受到影响。这种测压计装入水银时要严格控制不让空气进入，方法是先将纯净汞放入小圆底烧瓶，然后与测压计相连的GX油泵抽气至13033Pa(10-1mmHg)以下，并轻拍小烧瓶，使泵内的气泡逸出，用电吹风微热玻璃管使气体抽出，然后把水银注入U形管停止抽气放入大气即成。

开口式水银测压计装汞比较方便，比较准确，所用玻璃管的比度要超过760mm。U形管两臂汞柱的高度之差即为公共压力与系统中压力之差。

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