气压的测量实用课资

1、l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hahpgdz1课堂教育cmhg (cmhg (汞柱高汞柱高) )mb (mb (毫巴毫巴) )hpa (hpa (百帕百帕)=mb)=mb标准大气压标准大气压pa=1pa=1牛顿牛顿/ /平米平米2课堂教育大气压力单位：大气压力单位：l1pa=1n/m2; 1hpa=100pa; 1hpa=1mbl1hpa=0.750069mmhg=3/4mmhgl1mmhg=1.333238hpa=4/3hpa 3课堂教育4课堂教育5课堂教育空盒气压表空盒气压表气压计气压计6课堂教育测量大气压力的仪器主要有：测量大气压力的仪器主要有：1 1、水银

2、气压表（作为标准）、水银气压表（作为标准）2 2、空盒气压表、空盒气压计（气、空盒气压表、空盒气压计（气象台站）象台站）3 3、沸点气压表（作研究用）、沸点气压表（作研究用）7课堂教育 二、二、 水银气压表水银气压表1、测量原理、测量原理 ( ) ( , ) , ( , )hhghgpt gh ht gt 由于大气压力的作用，玻璃管内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。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，如果在水银柱旁边树立一标尺，标尺的零点对准水银面，就可直接标尺的零点对准水银面，就可直接读取水银柱的高度（读取水银柱的高度（hhghhg），即可求），即可

3、求得大气压力（得大气压力（phph）8课堂教育 由上式可见由上式可见, ,大气压力与水银气压表所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，处环境的温度、重力加速度及纬度有关，为了便于比较为了便于比较, ,国际上统一规定：国际上统一规定： 1 1、以温度、以温度0 0 c c为标准为标准 2 2、 g g以纬度为以纬度为4545 的海平面为标的海平面为标准。准。 如果不在标准条件下如果不在标准条件下, ,则读得的水则读得的水银柱高度必须订整到标准条件下。银柱高度必须订整到标准条件下。 hg9课堂教育水银有其独特的优点：水银有其独特的优点： （1 1）水银密度大。）水银密度大。 （

4、2 2）水银的蒸汽压小。）水银的蒸汽压小。 （3 3）水银的性能稳定。）水银的性能稳定。 （4 4）水银不沾湿玻璃，管内水银面形成凸起的）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。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，会思考题：如果用水作为液体制成气压表，会有哪些优缺点？有哪些优缺点？ 提示：水的密度问题；凝固点问题；蒸汽压提示：水的密度问题；凝固点问题；蒸汽压问题等；问题等；10课堂教育1 1、动槽式水银气压表、动槽式水银气压表外形和结构外形和结构：1 1、感应部分：水银、玻璃内管、水银槽、感应部分：水银、玻璃内管、水银槽2

5、2、刻度部分：标尺、游标尺、象牙针、刻度部分：标尺、游标尺、象牙针3 3、附属部分：附属温度表、附属部分：附属温度表读数顺序：读数顺序： 先读温度表；再调水银面与象牙针先读温度表；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，将象牙针与水银后读数。读数结束后，将象牙针与水银面断开。面断开。11课堂教育1 1、动槽式水银气压表、动槽式水银气压表它的主要特点是标尺上有一它的主要特点是标尺上有一个固定的零点。每次读数时，个固定的零点。每次读数时，须将水银槽的表面调到这个须将水银槽的表面调到这个零点处，然后读出水银柱顶零点处，然后读出水银柱顶

6、的刻度。的刻度。12课堂教育2 2、定槽式水银气压表、定槽式水银气压表 定槽式与动槽式区别在水银定槽式与动槽式区别在水银槽部。它的水银槽是一个固定槽部。它的水银槽是一个固定容积的铁槽，没有皮囊、水银容积的铁槽，没有皮囊、水银面调节螺钉以及象牙针。面调节螺钉以及象牙针。 13课堂教育当气压升高当气压升高1mmhg1mmhg，表内水银柱上升，表内水银柱上升xmmxmm，而槽内水银面同时下降而槽内水银面同时下降ymmymm，则令：，则令： x+y=1x+y=1水银槽内水银体积的减少，必将等于管内水银槽内水银体积的减少，必将等于管内水银体积的增加水银体积的增加()1x ay aayx aaxaaa14

7、课堂教育从上式可看到，定槽式水银气压表的刻度从上式可看到，定槽式水银气压表的刻度1mm1mm长度将短于长度将短于1mm1mm。为补偿气压表水银面基点的变动，将这种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。国产定槽气压表刻度的标尺称补偿标尺。国产定槽气压表因此，气压表上因此，气压表上1mm1mm刻度实际只有刻度实际只有0.98mm0.98mm。1500.98()151150aaaaaaxmmaaaaaaaaaa15课堂教育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16课堂教育三、三、 水银气压表的读数订正水银气压表的读数订正为使水银柱的高

8、度能表示大气压力，必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须将其订正到标准状态下 因此，因此， 1.1.先将气压表的读数值经过仪器误差的先将气压表的读数值经过仪器误差的订正订正; ; 2. 2. 然后再进行气压表读数的温度订正和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）。重力订正（纬度重力订正和高度重力订正）。 045 ,00,45 ,0hhghgpc ghc g17课堂教育1. 1.仪器误差订正：仪器误差订正：制成的气压表必须进行标定（检定），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。给出仪器在各个刻度上的订正值。18课堂教

9、育例：某水银气压表检定证上气压读例：某水银气压表检定证上气压读数从数从810.00810.001100.00 hpa1100.00 hpa，仪器的，仪器的误差订正为误差订正为-0.2 hpa-0.2 hpa。某次观测气。某次观测气压读数压读数988.6hpa,988.6hpa,经仪器误差订正后的气压为：经仪器误差订正后的气压为：988.6 hpa+(-0.2 hpa)=988.4 hpa988.6 hpa+(-0.2 hpa)=988.4 hpa19课堂教育2 2、温度订正、温度订正气压表的温度订正除了把气压表的温度订正除了把水银的密度订正到水银的密度订正到0 0 c c标标准外，还要考虑铜尺

10、的长准外，还要考虑铜尺的长度随温度变化的伸缩。度随温度变化的伸缩。20课堂教育0.000163410.0001818ttthht 在实际工作中，可将上式制成查算表，以在实际工作中，可将上式制成查算表，以ht和和t为变量，列出相应的为变量，列出相应的 ht值。值。温度在温度在0度以上，订正值为负，温度在度以上，订正值为负，温度在0度度以下，订正值为正以下，订正值为正1）、动槽式水银气压表21课堂教育其中其中a为水银槽的截面积为水银槽的截面积;v为气压表内的水银体积为气压表内的水银体积; 为铁的热膨胀系数为铁的热膨胀系数.2）、定槽式气压表读数的温度订正：）、定槽式气压表读数的温度订正：0.000

11、16341.33(3 )10.0001818tttvhhtta 对于定槽式气压表对于定槽式气压表, ,必须将水银槽的热膨胀必须将水银槽的热膨胀效应考虑在内效应考虑在内, ,而写成下述形式：而写成下述形式：511.0 10c22课堂教育3 3、气压表读数的重力订正、气压表读数的重力订正气压表读数经仪器误差、温度订气压表读数经仪器误差、温度订正后还应进行重力订正正后还应进行重力订正,45045,0(0, 0)(0,)hhghghghg23课堂教育世界气象组织推荐的水银气压表重力订正公式：世界气象组织推荐的水银气压表重力订正公式：1 1、纬度订正、纬度订正 在海平面，重力加速度随纬度的变化：在海平面

12、，重力加速度随纬度的变化：2,0980.616(1 0.0026373cos20.0000059cos 2 )g 2.高度重力订正： 陆地台站： 水面站： ,0(1 0.00000030860.0000001118()hgghhh,0(1 0.00000030860.000000688()hgghdd式中式中h为测站的海拔高度；为测站的海拔高度；h 为以测站为中心，半径为为以测站为中心，半径为150km范范围内的平均海拔高度。围内的平均海拔高度。式中式中d为测站正下方的水深；为测站正下方的水深；d 为以测站为中心，半径为以测站为中心，半径150km范围内范围内的平均水深。的平均水深。24课堂教

13、育,0(1 0.00000030860.0000001118()0.000000688(1)()hgghhhdd海岸附近测站：海岸附近测站：式中式中 为为150km范围内，陆地面积所占的比例。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度重力订正后，获得的气压数据称作为本站气压（场面气压）。本站气压（场面气压）。25课堂教育海平面气压海平面气压0lg18400(1)273mhphtp设设a点为某站，其场面点为某站，其场面气压为气压为ph，海拔

14、高度为，海拔高度为h，将它的场面气压订正到海将它的场面气压订正到海平面上，就是把平面上，就是把a点所在平点所在平面至海平面（图中面至海平面（图中b所在平所在平面）这段空气柱的压力加到面）这段空气柱的压力加到ph上。根据压高公式可得：上。根据压高公式可得：26课堂教育tm=(t0+th)/2t0=th+hth=(t+t12)/2所以tm=(t+t12)/2+ h/227课堂教育例例1 1：已知：已知p ph h=730.05mmhg=730.05mmhg，t to o=7.4c=7.4c，t th h=- =- 3.2 3.2，h=255mh=255m，求，求p po o答案答案:t:tm m=

15、2.1 =2.1 p p0 0=750.69mmhg=750.69mmhg28课堂教育例例2 2：已知：已知p ph h=735.0mmhg=735.0mmhg，h=200m,th=200m,th h=10.0,=10.0, =0.6 =0.6 /100,/100,求求p po o？答案：答案：752.99mmhg752.99mmhg29课堂教育 水银气压表读数订正总结：水银气压表读数订正总结： 从气压读数订正到海平面气压。从气压读数订正到海平面气压。1 1、仪器误差订正：、仪器误差订正： 器差订正后器差订正后 原始读数原始读数 器差订正值器差订正值2 2、温度订正：、温度订正： thhh30

16、课堂教育水银气压表读数订正总结：水银气压表读数订正总结：3 3、重力订正（本站气压）、重力订正（本站气压）4 4、海平面气压：、海平面气压：31课堂教育四四. 气压表的安装和观测方法气压表的安装和观测方法1、气压表的安装：、气压表的安装：气压表应该安装在气压室内，严格垂直悬气压表应该安装在气压室内，严格垂直悬挂在墙上；挂在墙上；对气压室的要求：对气压室的要求：气压室内温度均匀少变，无冷热源；气压室内温度均匀少变，无冷热源；避免阳光直射；避免阳光直射；减少气流流动。减少气流流动。32课堂教育四、四、 气压表的安装和观测方法气压表的安装和观测方法2、气压表的读数步骤：、气压表的读数步骤：1、测定附

17、属表温（准确到测定附属表温（准确到0.1c）；）；2、调整槽内水银面与象牙针相切（动、调整槽内水银面与象牙针相切（动槽）；槽）；3、调整游标尺恰好与水银柱顶相切；、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、读取、记录气压值（准确到0.1mmhg或或0.1hpa)5、降下水银面使其与象牙针脱离。、降下水银面使其与象牙针脱离。33课堂教育五、五、 空盒测压空盒测压 空盒气压表的感应元件是由一空盒气压表的感应元件是由一组具有弹性的、抽成真空的（或组具有弹性的、抽成真空的（或残留少量空气）空盒组成。残留少量空气）空盒组成。 将空盒底部固定，顶部可自将空盒底部固定，顶部可自由移动，用以

18、操作指示读数的机由移动，用以操作指示读数的机械系统。械系统。 1 1、空盒气压表、空盒气压表34课堂教育五、五、 空盒测压空盒测压读数：读数：读表的附温，准确到读表的附温，准确到0.1 c;轻敲盒面，克服机械摩擦；轻敲盒面，克服机械摩擦；待指针平稳后，视线垂直表面读待指针平稳后，视线垂直表面读数，精确到数，精确到0.1mmhg或或 0.1hpa)复读一次。复读一次。35课堂教育读数订正读数订正 （1 1）刻度订正）刻度订正刻度订正值可从仪器的检定证上查出。刻度订正值可从仪器的检定证上查出。 （2 2）温度订正）温度订正订正由于温度变化，引起空盒弹性改变订正由于温度变化，引起空盒弹性改变造成的误

19、差。式中造成的误差。式中 为温度系数，可从检为温度系数，可从检定证上查得；定证上查得；t t为附温。为附温。pt 36课堂教育（3）补充订正）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。检定证上查得。例：用空盒气压表（例：用空盒气压表（19287号）读得附温号）读得附温20.8 c,气压气压955.6hpa，求，求 本站气压？本站气压？解：解：1、刻度订正：从检定证上查得：、刻度订正：从检定证上查得：-0.3hpa; 2、温度订正：、温度订正： 3、补充订正：从检定证上查得：、补充订正：从检定证上查得：1.3hpa;

20、 综合订正值：（综合订正值：（-0.3)+(-1.5)+(1.3)=-0.5hpa 本站气压：本站气压：p=955.6-0.5=955.1(hpa)10.0720.81.5pthpa cchpa 37课堂教育2 2、空盒气压计、空盒气压计空盒气压计是利用空盒感应元件制成的连续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；记录气压的仪器。其结构包括：感应部分；传动放大部分；自记部分传动放大部分；自记部分 38课堂教育 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

21、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39课堂教育40课堂教育六、六、 沸点气压表沸点气压表原理：溶液的沸点温度与大气压力的关系原理：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这种方法并不是直接测量大气的压力,而是而是将复杂的气压的测量转化为温度的测量。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将一个装有纯净液体的容器与待测空气相通，将通，将 溶液加热到沸点，溶液表面的饱和溶液