气压的测量气压的测量定义：单位面积上从所在地点

往上直至大气上界整个空气柱的重量

h ahP gdz

cmHg ( 汞柱高 )

mb ( 毫巴 )

hPa ( 百帕 )=mb

标准大气压

Pa=1 牛顿 / 平米

大气压力单位：1Pa=1N/m2; 1hpa=100Pa;

1hpa=1mb1hpa=0.750069mmHg=3/4mmHg1mmHg=1.333238hPa=4/3hPa

一、测量气压的仪器一、测量气压的仪器

空盒气压表

气压计

测量大气压力的仪器主要有：

1 、水银气压表（作为标准）

2 、空盒气压表、空盒气压计（气

象台站）

3 、沸点气压表（作研究用）

二、 水银气压表

1 、测量原理

( ) ( , ) [ , ( , )]h hg hgP t g h H t g t

由于大气压力的作用，玻璃管内的水银柱将维持一定的高度。

如果在水银柱旁边树立一标尺，标尺的零点对准水银面，就可直接读取水银柱的高度（ Hhg），即可求得大气压力（ Ph）

由上式可见 , 大气压力与水银气压表所处环境的温度、重力加速度及纬度有关，为了便于比较 , 国际上统一规定：

1 、以温度 0C 为标准

2 、 g 以纬度为 45 的海平面为标准。

如果不在标准条件下 , 则读得的水银柱高度必须订整到标准条件下。

hg

水银有其独特的优点：

（ 1 ）水银密度大。

（ 2 ）水银的蒸汽压小。

（ 3 ）水银的性能稳定。

（ 4 ）水银不沾湿玻璃，管内水银面形成凸起的弯月面，容易判断水银柱顶的准确位置。

思考题：如果用水作为液体制成气压表，会有哪些优缺点？

提示：水的密度问题；凝固点问题；蒸汽压问题等；

1 、动槽式水银气压表外形和结构：

1 、感应部分：水银、玻璃内管、水银槽

2 、刻度部分：标尺、游标尺、象牙针

3 、附属部分：附属温度表

读数顺序：

先读温度表；再调水银面与象牙针相切；再调游标尺与水银柱顶相切；最后读数。读数结束后，将象牙针与水银面断开。

1 、动槽式水银气压表它的主要特点是标尺上有一个固定的零点。每次读数时，须将水银槽的表面调到这个零点处，然后读出水银柱顶的刻度。

2 、定槽式水银气压表 定槽式与动槽式区别在水银槽部。它的水银槽是一个固定容积的铁槽，没有皮囊、水银面调节螺钉以及象牙针。

当气压升高 1mmHg，表内水银柱上升 xmm，而槽内水银面同时下降 ymm，则令：

x+y=1

水银槽内水银体积的减少，必将等于管内水银体积的增加

'( )

1

x a y A a

y x

A ax

A a a

从上式可看到，定槽式水银气压表的刻度1mm长度将短于 1mm。

为补偿气压表水银面基点的变动，将这种刻度的标尺称补偿标尺。国产定槽气压表

因此，气压表上 1mm刻度实际只有 0.98mm。

1 500.98( )

1 51150

A aA a A ax mm

A a aA a aA a A a

3 、水银气压表的仪器误差– 仪器的基点和标尺不准确– 管顶的真空度不高– 气压表管内的毛细管现象

三、 水银气压表的读数订正

为使水银柱的高度能表示大气压力，必须将其订正到标准状态下

因此，

1. 先将气压表的读数值经过仪器误差的订正 ;

2. 然后再进行气压表读数的温度订正和重力订正（纬度重力订正和高度重力订正）。

0 45 ,0 0 , 45 ,0h hg hgP C g H C g

1. 仪器误差订正：制成的气压表必须进行标定（检定），给出仪器在各个刻度上的订正值。

例：某水银气压表检定证上气压读数从 810.00—1100.00 hpa，仪器的误差订正为 -0.2 hpa。某次观测气压读数 988.6hpa,

经仪器误差订正后的气压为：

988.6 hpa+(-0.2 hpa)=988.4 hpa

2 、温度订正

气压表的温度订正除了把水银的密度订正到 0C 标准外，还要考虑铜尺的长度随温度变化的伸缩。

0.0001634

1 0.0001818t t

tH H

t

在实际工作中，可将上式制成查算表，以Ht 和 t 为变量，列出相应的 Ht 值。

温度在 0 度以上，订正值为负，温度在 0度以下，订正值为正

1 ）、动槽式水银气压表

其中 A 为水银槽的截面积 ;V 为气压表内的水银体积 ;

为铁的热膨胀系数 .

2 ）、定槽式气压表读数的温度订正：

0.00016341.33 ( 3 )

1 0.0001818t t

t VH H t

t A

对于定槽式气压表 , 必须将水银槽的热膨胀效应考虑在内 , 而写成下述形式：

5 11.0 10 C

3 、气压表读数的重力订正

气压表读数经仪器误差、温度订正后还应进行重力订正

,45

0 45,0

(0, ,0)

(0, , )hh

gH g

H g h g

世界气象组织推荐的水银气压表重力订正公式：

1 、纬度订正

在海平面，重力加速度随纬度的变化：2

,0 980.616(1 0.0026373cos 2 0.0000059cos 2 )g

2. 高度重力订正： 陆地台站：

水面站：

', ,0[(1 0.0000003086 0.0000001118( )]hg g h h h

', ,0[(1 0.0000003086 0.000000688( )]hg g h D D

式中 h 为测站的海拔高度； h 为以测站为中心，半径为 150km范围内的平均海拔高度。

式中 D 为测站正下方的水深； D 为以测站为中心，半径 150km

范围内的平均水深。

', ,0

'

[(1 0.0000003086 0.0000001118( )

0.000000688(1 )( )]

hg g h h h

D D

海岸附近测站：

式中为 150km 范围内，陆地面积所占的比例。

总上所述，水银气压表的读数经过了仪器误差订正、温度订正、纬度重力和高度重力订正后，获得的气压数据称作为本站气压（场面气压）。

海平面气压

0lg18400(1 )

273mh

P htP

设 A 点为某站，其场面

气压为 Ph ，海拔高度为 h ，

将它的场面气压订正到海

平面上，就是把 A 点所在平

面至海平面（图中 B 所在平

面）这段空气柱的压力加到

Ph 上。根据压高公式可得：

tm=(t0+th)/2

t0=th+γh

th=(t+t12)/2

所以 tm=(t+t12)/2+ γ h/2

例 1 ：已知Ph=730.05mmHg， to=7.4C， th=-

3.2℃ ， h=255m，求 Po

答案 :tm=2.1 ℃

p0=750.69mmhg

例 2 ：已知Ph=735.0mmHg， h=200m,th=10.0 ,℃

=0.6 /100,℃ 求 Po？

答案： 752.99mmhg

水银气压表读数订正总结：

从气压读数订正到海平面气压。

1 、仪器误差订正：

器差订正后 原始读数 器差订正值

2 、温度订正：

tH H H

水银气压表读数订正总结：

3 、重力订正（本站气压）

4 、海平面气压：

四 . 气压表的安装和观测方法1 、气压表的安装： 气压表应该安装在气压室内，严格垂直悬挂在墙上；

对气压室的要求：

气压室内温度均匀少变，无冷热源；

避免阳光直射；

减少气流流动。

四、 气压表的安装和观测方法

2 、气压表的读数步骤：1 、测定附属表温（准确到 0.1°C ）；

2 、调整槽内水银面与象牙针相切（动槽）；

3 、调整游标尺恰好与水银柱顶相切；

4 、读取、记录气压值（准确到0.1mmHg 或 0.1hpa)

5 、降下水银面使其与象牙针脱离。

五、 空盒测压

空盒气压表的感应元件是由一组具有弹性的、抽成真空的（或残留少量空气）空盒组成。

将空盒底部固定，顶部可自由移动，用以操作指示读数的机械系统。

1 、空盒气压表

五、 空盒测压

读数：

读表的附温，准确到 0.1 °C;

轻敲盒面，克服机械摩擦；

待指针平稳后，视线垂直表面读数，精确到 0.1mmHg 或 0.1hpa)

复读一次。

读数订正

（ 1 ）刻度订正

刻度订正值可从仪器的检定证上查出。

（ 2 ）温度订正

订正由于温度变化，引起空盒弹性改变造成的误差。式中为温度系数，可从检定证上查得； t 为附温。

p t

（ 3 ）补充订正订正由于空盒的残余形变所引起的误差。补充订正值可从

检定证上查得。

例：用空盒气压表（ 19287 号）读得附温 20.8 °C, 气压 955.6hpa ，求

本站气压？

解： 1 、刻度订正：从检定证上查得： -0.3hpa;

2 、温度订正：

3 、补充订正：从检定证上查得： 1.3hpa;

综合订正值：（ -0.3)+(-1.5)+(1.3)=-0.5hpa

本站气压： P=955.6-0.5=955.1(hpa)

10.07 20.8 1.5p t hpa C C hpa

2 、空盒气压计空盒气压计是利用空盒感应元件制成的连续记录气压的仪器。其结构包括：感应部分；传动放大部分；自记部分

• 原理：受力产生形变，弹性应力与大气压力平衡• 空盒测压元件的精度受弹性后效影响

– 当气压变化停止后空盒的形变并不停止– 空盒的升压曲线和降压曲线不一致– 处理方法：反复老化；查升压和降压曲线

• 空盒测压元件的精度受温度效应影响– 当温度增加，弹力减弱– 补偿方法：双金属片补偿法；残余气体法

六、 沸点气压表

原理：溶液的沸点温度与大气压力的关系是很准确的，利用这特性测量气压

已在一些探空仪上得到应用 .

这种方法并不是直接测量大气的压力 , 而是将复杂的气压的测量转化为温度的测量。为大气压力的测量提供了很大的方便 .

将一个装有纯净液体的容器与待测空气相通，将 溶液加热到沸点，溶液表面的饱和蒸汽压将达到大气压力的数值，测定它的沸点温度就可计算出大气压力。

大气压力与沸点温度的关系为：

logp

BP A

t C

液体酒精： A=8.04494 , B=1554.3 , C=222.65

七、振筒式压力传感器七、振筒式压力传感器原理：振筒固有频率与大气压力有关

复习思考题复习思考题1.简述动槽式、定槽式水银气压表的观测原理。

2.水银气压表误差主要有哪些？说明原理。

3.如何对水银气压表读数进行器差、温度、重力订正。

4.简述空盒气压计、空盒气压表的测压原理。

5.简述空盒气压计的弹性后效、弹性温度效应原理及 其解决方法。

复习思考题复习思考题6.简述沸点气压计测压原理。

7.振筒式压力传感器的工作原理7.已知在北纬 400 ，海拔高度为 120m的气象站动槽式水银气压表的气压读数为 741.2mmhg，器差为 0.2mmhg， th=250C ， th12=30.6,

r=0.60C/100， h’=0m,求： Ph,P 海，