大气探测学8课件.ppt

1、第七章第七章 气压的测量气压的测量7.1 7.1 概述概述7.2 7.2 水银气压表水银气压表7.3 7.3 水银气压表的读书订正水银气压表的读书订正7.4 7.4 气压表的安装和观测方法气压表的安装和观测方法7.5 7.5 空盒气压表空盒气压表7.6 7.6 沸点气压表沸点气压表7.7 7.7 复习思考题复习思考题7.1 7.1 概述概述hahPgdz大气压力单位：大气压力单位：1Pa=1N/m2;1hpa=100Pa;1hpa=1mb1hpa=0.750069mmHg=3/4mmHg1mmHg=1.333238hPa=4/3hPa 气压是大气压力的简称。其数值上等于单位面积上从所在气压是大

2、气压力的简称。其数值上等于单位面积上从所在地点向上直至大气层上界的整个空气柱的重量。即：地点向上直至大气层上界的整个空气柱的重量。即：（kg.m/s2)（7.1）其中其中h为测站的海拔高度；为测站的海拔高度；Ph为海拔高度为为海拔高度为h的测站所受的大的测站所受的大气压力，它与空气密度气压力，它与空气密度 a、重力加速度、重力加速度g及空气柱的厚度有及空气柱的厚度有关。关。气压测量气压测量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/平米平米测量气压的仪器测量气压的仪器水银气压表水银气压表16441

3、644年发明年发明水银气压表水银气压表测量气压的仪器测量气压的仪器空盒气压表空盒气压表气压计气压计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）7.2 7.2 水银气压表水银气压表一、测量原理一、测量原理 如图如图7.17.1所示，利用一根抽成真空的玻璃管插入水银所示，利用一根抽成真空的玻璃管插入水银槽内，就可形成一支最简单的水银气压表。槽内，就可形成一支最简单的水银气压表。()(,),(,)hhghgP

4、t gh Ht gt式中式中 为温度为温度 时的水银密度时的水银密度;为测站纬度为为测站纬度为 、海拔高度、海拔高度为为h h处的重力加速度处的重力加速度;气压表读数。气压表读数。由于大气压力的作用，玻璃管内的水银柱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。当管内水银柱对水银槽面将维持一定的高度。当管内水银柱对水银槽面产生的压力与作用于水银槽面的大气压力相平产生的压力与作用于水银槽面的大气压力相平衡时的高度，即可表示为大气压力。衡时的高度，即可表示为大气压力。如果在水银柱旁边树立一标尺，标尺的零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点对准水银面，

5、就可直接读取水银柱的高度（H Hhghg），即可求得大气压力（），即可求得大气压力（P Ph h）（7.2）hgtt C,ghtgtHhg,由由(7.2)(7.2)式可见式可见,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，为了处环境的温度、重力加速度及纬度有关，为了便于比较便于比较,国际上统一规定国际上统一规定,以温度以温度0 0 C C为标准为标准,g g以纬度为以纬度为4545 的海平面为标准。如果不在标准的海平面为标准。如果不在标准条件下条件下,则读得的水银柱高度必须订整到标准则读得的水银柱高度必须订整到标准条件下。条件下。(7.2)(7.2)式可表示

6、为：式可表示为：hghg 045,00,45,0hhghgPC gHC g（7.3）,0,45,0,045,0hghghghgtghHC gHt ghC g（7.4）432001.35951 10.;45,09.80665.hg thgCCkgm gmshgg,h为 温 度 订 正 因 子;为 重 力(纬 度 高 度)订 正 因 子;g 45C,0 从理论上说，任意一种液体都可以用来制造气压从理论上说，任意一种液体都可以用来制造气压表，但是水银有其独特的优点：表，但是水银有其独特的优点：（1 1）水银密度大。在标准条件下，）水银密度大。在标准条件下，在通常大气压力下，它的液柱高度适合人在自然状

7、态下的观测。在通常大气压力下，它的液柱高度适合人在自然状态下的观测。（2 2）水银的蒸汽压小。在温度）水银的蒸汽压小。在温度6060以下，在管顶内的水银蒸汽以下，在管顶内的水银蒸汽附加压力对读数准确度的影响可忽略不计。附加压力对读数准确度的影响可忽略不计。（3 3）水银的性能稳定。易于提炼纯净的水银。）水银的性能稳定。易于提炼纯净的水银。（4 4）水银不沾湿玻璃，管内水银面形成凸起的弯月面，容易判）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。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？思考题：如果用水作为液体制成气压表，会有哪些优缺点？

8、提示：水的密度问题；凝固点问题；蒸汽压问题等；提示：水的密度问题；凝固点问题；蒸汽压问题等；313.5951.hggcm二、动槽式水银气压表二、动槽式水银气压表 动槽式水银气压表是法国人福丁（动槽式水银气压表是法国人福丁（J.Fortin）于）于1810年发明制造的，故称福丁式水银气压表。年发明制造的，故称福丁式水银气压表。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。后读出水银柱顶的刻度。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

9、、感应部分：水银、玻璃内管、水银槽 2 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相切；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。结束后，将象牙针与水银面断开。三、定槽式水银气压表三、定槽式水银气压表 定槽式水银气压表也称寇乌（定槽式水银气压表也称寇乌（kewkew）式）式水银气压表水银气压表.外形和结构：外形和结构：定槽式与动槽式区别在水银槽部。定槽式与动槽式区别在

10、水银槽部。它的水银槽是一个固定容积的铁槽，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没有皮囊、水银面调节螺钉以及象牙针。牙针。原理原理:当气压变化时，水银柱在玻璃当气压变化时，水银柱在玻璃管内上升或下降所增加或减少的水管内上升或下降所增加或减少的水银量，必将引起水银槽内的水银减银量，必将引起水银槽内的水银减少或增加，使槽内的水银面向下或少或增加，使槽内的水银面向下或向上变动。即正个气压表的基点随向上变动。即正个气压表的基点随水银柱顶的高度变动。水银柱顶的高度变动。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x xmmmm，而，而槽内水银面同时下降

11、槽内水银面同时下降y ymmmm，则令：，则令：x+y=1x+y=1因为水银槽内水银体积的减少，必将等于管因为水银槽内水银体积的减少，必将等于管内水银体积的增加，即（体积相等）内水银体积的增加，即（体积相等）式中式中a a为水银柱玻璃管的内横截面积；为水银柱玻璃管的内横截面积；A A为水为水银槽的内横截面积；银槽的内横截面积；aa为插进水银槽中的表为插进水银槽中的表管心尾端的外横截面积。将管心尾端的外横截面积。将 代入代入 式得：式得：()1x ay Aayx AaxAaa（7.5）（7.6）（7.6）（7.5）（7.7）对对 式右边分子式右边分子+a-a+a-a从从 式可看到，定槽式水银气压

12、表的刻度式可看到，定槽式水银气压表的刻度1mm1mm长长度将短于度将短于1mm1mm，实际等于，实际等于 ，以补偿气压表，以补偿气压表水银面基点的变动，这种刻度的标尺又称补偿标尺。水银面基点的变动，这种刻度的标尺又称补偿标尺。国产定槽气压表国产定槽气压表则，则，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。（7.7）1AaaaaxAaaAaa（7.8）（7.8）AaAaa150aAa1500.98()151150AaAaAaxmmAaaAaaAaAa7.3 7.3 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度能表示大气压力，必须将其订正为

13、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，即温度为到标准状态下，即温度为0 0 C C时水银密度值，时水银密度值，时的水银柱高度的大气压力，即时的水银柱高度的大气压力，即 因此，因此，1.1.先将气压表的读数值经过仪器误差的订正先将气压表的读数值经过仪器误差的订正;2.2.然后再进行气压表读数的温度订正和重力订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）。正（纬度重力订正和高度重力订正）。32013.5951.45,0980.665.hgCg cmgcms 045,00,45,0hhghgPC gHC g(7.9)(7.9)一一.仪器误差订正：仪器误差订

14、正：由于制造条件的技术及材料的物理特性等因素，导致水由于制造条件的技术及材料的物理特性等因素，导致水银气压表具有一定的仪器误差。因此，制成的气压表必须进银气压表具有一定的仪器误差。因此，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。气压表行标定（检定），给出仪器在各个刻度上的订正值。气压表主要的仪器误差有：主要的仪器误差有：1 1、仪器基点和标尺刻度不准确；、仪器基点和标尺刻度不准确；2 2、真空度不良；、真空度不良；3 3、毛细管液面张力误差；、毛细管液面张力误差；这是由于液面的表面张力所造成的一种指向液体内部这是由于液面的表面张力所造成的一种指向液体内部的压力。这个压力的

15、大小随液体的种类和液体表面的曲率而的压力。这个压力的大小随液体的种类和液体表面的曲率而变化。在槽式气压表中，这个误差是由于内管的压力比槽部变化。在槽式气压表中，这个误差是由于内管的压力比槽部大而产生的一个使水银柱偏低的误差。大而产生的一个使水银柱偏低的误差。24cossPRd 式中式中PsPs为毛细管内与槽内弯曲液面的压力差；为毛细管内与槽内弯曲液面的压力差；为表为表面的张力系数；面的张力系数；R R为液面的曲率半经；为液面的曲率半经；为液面与管为液面与管壁接触角。水银管参数如图所示：壁接触角。水银管参数如图所示：压力压力PsPs使得水银气压的读数偏低。偏低值主要随管使得水银气压的读数偏低。偏

16、低值主要随管直径直径d d，液面与管壁接触角，液面与管壁接触角 而变。而变。d d 越大，影响越小；越大，影响越小；越小，曲率越大，影响越大。越小，曲率越大，影响越大。设设PsPs作用下，使水银柱降低了作用下，使水银柱降低了 h h，则，则：4cosh gd 4coshgd(7.11)(7.11)(7.10)(7.10)式中式中 为水银的密度；为水银的密度；g g为重力加速度。为重力加速度。由拉普拉斯公式，弯曲液面产生的附加压力（压力差）为：由拉普拉斯公式，弯曲液面产生的附加压力（压力差）为：例：某水银气压表检定证上气压读数从例：某水银气压表检定证上气压读数从810.00810.001100.

17、00 hpa1100.00 hpa，仪器的误差订正，仪器的误差订正为为-0.2 hpa-0.2 hpa。某次观测气压读数。某次观测气压读数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 hpa二、温度订正二、温度订正1 1、动槽式气压表的读数温度订正：、动槽式气压表的读数温度订正：假设水银气压表的附温温度表的标尺为铜尺；假设水银气压表的附温温度表的标尺为铜尺；如果在水银槽上另立一支没有温度系数的标准如果在水银槽上另立一支没有温度系数的标准尺，

18、如图所示：尺，如图所示：在在t t C C，铜尺刻度，铜尺刻度H Ht t与水银柱顶相齐，而标准尺测得与水银柱顶相齐，而标准尺测得的水银柱高度为的水银柱高度为L Lt t,如图所示。如图所示。如果气压不变，只将环境温度降至如果气压不变，只将环境温度降至0 0 C C 标准条件，标准条件，此时，此时，铜尺刻度为铜尺刻度为H0，标准尺测得的水银柱高度为标准尺测得的水银柱高度为L L0 0，铜尺铜尺H H0 0刻度与水银柱顶相齐，刻度与水银柱顶相齐，H H0 0=L=L0 0。气压表的温度订正除了把水银的密度气压表的温度订正除了把水银的密度订正到订正到0 0 C C标准外，还要考虑铜尺的长标准外，还

19、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。已知已知为水银的热膨胀率系数，为水银的热膨胀率系数，为铜的热为铜的热膨胀系数，当温度从膨胀系数，当温度从0 C变化到变化到t C时，时，则对标则对标准尺有：准尺有：01(1)(1)ttLLtLLt而对铜尺有：而对铜尺有：(1)ttLHt0(1)tLHt合并上面两式得：合并上面两式得：0(1)(1)tHtHt故有：0011,11ttttHHHHtt01tttHHHHtt 其中：则：0.000163410.0001818tttHHt 51411.840 101.818 10CC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

20、，以Ht和和t为变量，列为变量，列出相应的出相应的 Ht值。该订正值是值。该订正值是-Ht，应减去。，应减去。因水银的热膨胀系数大于铜的热膨胀系数，温度的影响使因水银的热膨胀系数大于铜的热膨胀系数，温度的影响使读数偏低。读数偏低。(7.12)(7.12)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.该订正值应从读数中减去该订正值应从读数中减去.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：0.00016341.33(3)10.0001818tttVHHttA 对于定槽式气压表对于定槽式气压表,必须将水银

21、槽的热膨胀效应考虑在必须将水银槽的热膨胀效应考虑在内内,而写成下述形式：而写成下述形式：511.0 10C(7.13)(7.13)三、气压表读数的重力订正三、气压表读数的重力订正气压表读数经仪器误差、温度订正后记作：气压表读数经仪器误差、温度订正后记作：00(0,),45,0),Hghh还须将其订正到标准条件下(纬度海平面即45(0,0)hHg,45045,0(0,0)(0,)hhgHgHghg(7.14)(7.14)为经仪器误差订正后的气压读数；为经仪器误差订正后的气压读数；为经仪器误差、温度和重力订正后的气压读数；其中为经仪器误差、温度和重力订正后的气压读数；其中 为标准重力加速度；为标准

22、重力加速度；为位于纬度为位于纬度，海，海拔高度拔高度h h处的重力加速度。处的重力加速度。由由 可见，重力订正分纬度重力订正和高度重力订可见，重力订正分纬度重力订正和高度重力订正。正。00,Hgh450,0hHg245,9.80665ogms,hg(7.14)(7.14)1 1、纬度重力订正、纬度重力订正在海平面上，由重力加速度与纬度的关系在海平面上，由重力加速度与纬度的关系,045,0(1 0.00264cos2)gg45,00,0(0,)(1 0.00264cos2)(0,)hHgHg则纬度订正：则纬度订正：45,00,0(0,)(0,)hHHgHg0,00.00264cos2(0,)Hg

23、 由由 可知：可知：(7.15)(7.15)由（由（7.147.14）式：）式：(7.16)(7.16)(7.16)(7.16)450,450,H当时,H即订正值为负值;当时,即订正值为正值.2 2、高度订正、高度订正在同一纬度上，重力加速度随高度的变化关系为：在同一纬度上，重力加速度随高度的变化关系为：245,245,01210.000000314()hgRhhgRhR对高山站：对高山站：45,45,05110.0000001964hghhgR45,0045,(0,)(1 0.000000196)(0,)hhHgh Hg45,00,0(0,)(0,)hHHgHg045,0.000000196

24、(0,)hhHg hR(R=6370000m,地球半径），h以m为单位。则高度订正：则高度订正：由上式可知：当测站海拔高度由上式可知：当测站海拔高度h 0,H 0,订正值为负值；订正值为负值；反之，为正值。反之，为正值。(7.17)(7.17)(7.18)(7.18)(7.19)(7.19)(7.20)(7.20)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，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：

25、陆地台站：水面站：,0(1 0.00000030860.0000001118()hgghhh,0(1 0.00000030860.000000688()hgghDD(7.21)(7.21)(7.22)(7.22)(7.23)(7.23)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。,0(1 0.00000030860.0000001118()0.00000

26、0688(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）。(7.24)(7.24)四、海平面气压四、海平面气压0lg18400(1)273mhPhtP在绘制天气图时，仅仅知道场面气压是在绘制天气图时，仅仅知道场面气压是不能绘制等压线的。高山上的场面气压不能绘制等压线的

27、。高山上的场面气压比平原低。因此，必须将各点的场面气比平原低。因此，必须将各点的场面气压都订正到同一高度上压都订正到同一高度上海平面上。海平面上。如图所示：如图所示：设设A点为某站，其场面气压为点为某站，其场面气压为Ph，海拔高度为，海拔高度为h，将它的场面，将它的场面气压订正到海平面上，就是把气压订正到海平面上，就是把A点所在平面至海平面（图中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所在平面）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：(7.25)(7.25)式中式中P P0为海平面气压；为海平面气压；t tm为为A A、B B两点之间空气柱的平均温度

28、。两点之间空气柱的平均温度。:18400(1)273mhmt令010mhPP30(101)/10mhhhcPPPP M(7.27)(7.27)M M可写成：可写成：1011000mM(7.28)(7.28)(7.26)(7.26)计算步骤：计算步骤：000,1212,;,0.5;1002002002002224003mmhhhhhmhhttCthhthtttthtttthtttt hhhm0hh,0mt、由=和P,求M;2、由M,P 求海平面气压订正值的计算:1、已知t 从h高度处下降至海平面,按=0.5 C/100m增加,推算出海平面处的气温t、本站气温t 以当时气温t与12小时前的气温相加

29、取平均得t,0,12022400hhhttth(7.30)(7.30)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,C,C？解：解：0.012117.4 3.22.122250.012112.118400 1273101100028.2767mtCmM0.012110010730.05 10750.69()/1000 730.05 28.2767/1000 20.6434()mhhhPPmmHgC P PPMmmHg例例2 2：已知：已知P Ph

30、 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,C,C？解：解：000.6200 11.2()10010 11.210.6()222000.010510.618400 1273hhmttCtttCm0.01050010735 10752.99()752.99 735.00 17.99()mhhPPmmHgC P PmmHg 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、经仪器误差订正：、经仪器误差订正：器差订正后器差

31、订正后 原始读数原始读数 器差订正值器差订正值2 2、经仪器误差、温度订正：、经仪器误差、温度订正：tHHH00.000163411 0.00018180.0001631 0.000018411 0.00018181 0.0001818ttttttttHHtHttttHHHHHtt(7.31)(7.31)(7.30)(7.30)(7.32)(7.32)水银气压表读数订正总结：水银气压表读数订正总结：3 3、经温度、纬度、高度重力订正（本站气压）：、经温度、纬度、高度重力订正（本站气压）：4 4、海平面气压：、海平面气压：,045,01 0.00001841 0.00018181 0.00001

32、84980.6161 0.0026373cos21 0.00000030861 0.0001818980.665hhhtntggtHHHgt gtHht0,0,12,0,12101287.66918400 12732400mhmhhhhmPHhmtttttht(7.33)(7.33)(7.36)(7.36)(7.35)(7.35)(7.34)(7.34)7.4 气压表的安装和观测方法气压表的安装和观测方法一、气压表的安装：一、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；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：对气压室的要求：气压室内温度均匀少变，无冷热源；

33、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。二、气压表的读数步骤：二、气压表的读数步骤：1、测定附属表温（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（动槽）；、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；、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。7.5 7.5 空盒气压表空盒气压表 2003/11/7 2003/11/7 1、结构：、结构：空盒气压表的感应元

34、件是由一组具有弹性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。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。操作指示读数的机械系统。包括：感应部分、传动放大部分、显示部包括：感应部分、传动放大部分、显示部分。分。2、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，视线垂直表面读数，精确到待指针平稳后，视线垂直表面读数，精确到0.1mmHg或或 0.1hpa)复读一次。复读一次。一、空盒气压表一、

35、空盒气压表3 3、读数订正、读数订正 （1 1）刻度订正）刻度订正 是订正仪器制造不够精密造成的误差，如指针轴是订正仪器制造不够精密造成的误差，如指针轴与刻度盘中心不相重合或刻度不均匀等造成的误差。与刻度盘中心不相重合或刻度不均匀等造成的误差。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 是订正由于温度的变化，引起的空盒弹性改变造成是订正由于温度的变化，引起的空盒弹性改变造成的误差。例如，当气压不变时，气温升高，空盒弹性减弱的误差。例如，当气压不变时，气温升高，空盒弹性减弱导致气压示度偏高；反之，当气温降低时，气压示度偏低。导致气压示度偏高；

36、反之，当气温降低时，气压示度偏低。温度订正值可由下式计算：温度订正值可由下式计算：式中式中 为温度系数，可从检定证上查得；为温度系数，可从检定证上查得；t t为附温。为附温。pt(7.37)(7.37)（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：

37、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;综合订正值：（综合订正值：（-0.13)+(-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 二、空盒气压计二、空盒气压计1、结构、结构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。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；自记部分其结构包括：感应部分；传动放大部分；自记部分 外形结构外形结构三、空盒弹性后效三、空盒弹性后效 空盒测压元件的测压精度低于水银气压表。它具

38、有弹性元空盒测压元件的测压精度低于水银气压表。它具有弹性元件的缺点件的缺点弹性后效。有两个主要特点：弹性后效。有两个主要特点：1、当气压变化停止后，空盒形变还继续一段时间；、当气压变化停止后，空盒形变还继续一段时间；2、升降压曲线不重合（滞差环）。、升降压曲线不重合（滞差环）。四、空盒弹性温度效应四、空盒弹性温度效应1、双金属片补偿法、双金属片补偿法 双金属片补偿器安装在空盒的底部双金属片补偿器安装在空盒的底部.设温度升高影响厚度减小设温度升高影响厚度减小,使使自由端下降了自由端下降了;但双金属片的变形作用使空盒基底提高了但双金属片的变形作用使空盒基底提高了dS,空盒空盒的温度效应位移的温度效

39、应位移，刚好由双金属片的位移刚好由双金属片的位移 S相抵消相抵消,ds 空盒的杨氏模量具有负温系数。温度升高时，弹性力空盒的杨氏模量具有负温系数。温度升高时，弹性力减弱。如果大气压力维持不变，在升温时空盒的厚度将变减弱。如果大气压力维持不变，在升温时空盒的厚度将变薄，因此，需要采取措施加以补偿。补偿的办法有两种：薄，因此，需要采取措施加以补偿。补偿的办法有两种：此时空盒的温度误差正好得到补偿此时空盒的温度误差正好得到补偿.上式中的上式中的K,和和ds的数值是固定的的数值是固定的,显然只在气压为显然只在气压为p0时才能时才能有完全的补偿作用有完全的补偿作用,其它数值下的大气压力只能部其它数值下的

40、大气压力只能部分地得到补偿分地得到补偿.P0P0则称为补偿点则称为补偿点.假设大气压力为假设大气压力为p0,与它相平衡的弹性应力为与它相平衡的弹性应力为f0,f0=p0空盒弹性温度系数为空盒弹性温度系数为,因此温度升高因此温度升高1C弹性应力弹性应力的减小为的减小为 p0(hpa/C),它所引起空盒自由端的位移为它所引起空盒自由端的位移为 d=K p0K为仪器的灵敏度为仪器的灵敏度(mm/h p0).选择合适的双金属片选择合适的双金属片,使使空盒空盒基底的位移基底的位移ds=d,因此因此 ds=K p0(7.38)(7.38)2 2、残余气体补偿法、残余气体补偿法 空盒内留有一定压力空盒内留有

41、一定压力 的气体，在气压为的气体，在气压为P时，空时，空盒所受压力为盒所受压力为P-，空盒的弹性应力为，空盒的弹性应力为F，压力平衡时，压力平衡时，F=P-。升温升温1C时，弹性力减弱了时，弹性力减弱了 F=(P-)(P-)；而盒内；而盒内残余气体的压力升高了残余气体的压力升高了；当；当=（P-P-）或）或 时，空盒的温度效应就可得到补偿。时，空盒的温度效应就可得到补偿。P P点是完全补点是完全补 偿点。偿点。是空盒的弹性温度系数（是空盒的弹性温度系数（1/1/C C）；）；为为 残余气体的热膨胀系数（残余气体的热膨胀系数（1/1/C C）。）。双金属片和残余气体补偿方法结合起来使双金属片和残

42、余气体补偿方法结合起来使用，可使空盒在两点得到补偿。其它各点得到用，可使空盒在两点得到补偿。其它各点得到补偿的程度也比单点补偿要好的多。补偿的程度也比单点补偿要好的多。1p(7.39)(7.39)7.6 沸点气压表沸点气压表一、原理一、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特性测量气压,因为在低气压的测量时因为在低气压的测量时,它比空盒气压表测量它比空盒气压表测量精度要高很多精度要高很多,而已在一些探空仪上得到应用而已在一些探空仪上得到应用.利用这一原理制成的压力表称为沸点气压表。利用这一原理制成的压力表称为沸点气压表

43、。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,而是将复杂的气压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的方便.将一个装有纯净液体的容器与待测空气相通，将一个装有纯净液体的容器与待测空气相通，将将 溶液加热到沸点，溶液表面的饱和蒸汽压将达溶液加热到沸点，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。出大气压力。大气压力与沸点温度的关系为：大气压力与沸点温度的关系为：logpBPAtC0()logpBtCCAP液体酒精

44、：A=8.04494,B=1554.3,C=222.65(7.41)(7.41)(7.40)(7.40)二、结构二、结构 沸点气压表的结构图示沸点气压表的结构图示 P.927.7 复习思考题复习思考题1.1.简述动槽式、定槽式水银气压表的观测原理。简述动槽式、定槽式水银气压表的观测原理。2.2.水银气压表误差主要有哪些？说明原理。水银气压表误差主要有哪些？说明原理。3.3.如何对水银气压表读数进行器差、温度、重力订正。如何对水银气压表读数进行器差、温度、重力订正。4.4.简述空盒气压计、空盒气压表的测压原理。简述空盒气压计、空盒气压表的测压原理。5.5.简述空盒气压计的弹性后效、弹性温度效应原

45、理及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。其解决方法。6.6.简述沸点气压计测压原理。简述沸点气压计测压原理。7.7.已知在北纬已知在北纬40400 0，海拔高度为，海拔高度为120m120m的气象站动槽式水的气象站动槽式水银气压表的气压读数为银气压表的气压读数为988.2hPa988.2hPa，器差为，器差为0.6hPa0.6hPa，t th h=25=250 0C C，r=0.6r=0.60 0C/100C/100，求：，求：P Ph h,P,P海，海，压差压差C C。8 8、已知在北纬、已知在北纬45450 0，海拔高度为，海拔高度为220m220m的气象站动槽式的气象站动槽式水银气压表的气压读数为水银气压表的气压读数为986.1hPa986.1hPa，器差为，器差为-0.2hPa-0.2hPa，t th,0h,0=25=250 0C C，t th,-12h,-12=30.6=30.60 0C C，求：，求：P Ph h,P,P海，海，压差压差C C。