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文檔簡介

氣象儀器第六章氣壓的測量2023/4/1526.1概述6.2水銀氣壓表6.3空盒氣壓表和空盒氣壓計6.4電子氣壓表6.5沸點氣壓表6.1

概述氣壓的定義

氣壓是大氣壓強的簡稱,指作用在單位面積上的大氣壓力。氣壓的數(shù)值等于單位面積上向上延伸到大氣上界的垂直空氣柱的重量,可表示為:

式中h為測站的海拔高度,ρ是空氣密度,g是重力加速度。2023/4/1536.1

概述氣壓的單位2023/4/154國際單位帕斯卡(Pa),即牛頓每平方米,常用百帕(hPa)

1Pa=1N/m2,1hPa=100Pa其它單位①毫巴(mb):1巴表示每平方厘米受100萬達因壓力?!鞍汀钡那Х种环Q為“毫巴”。達因是力的單位,它代表作用于1克質量的物體上,使物體產生1cm/s2加速度的力。1hPa=0.750062(mmHg)n,

1(mmHg)n=1.333hPa1mb=1000dyn/cm2,1mb=1hPa②毫米汞柱(mmHg):在標準條件下(溫度為0℃,重力加速度為9.80665m/s2

),高度為760mm的水銀柱產生的壓強為1013.250hPa,為一個標準大氣壓。6.1

概述氣壓測量水平的要求2023/4/155測量范圍目標不定因素報告分辨率傳感器時間常數(shù)輸出平均時間500~1080hPa0.1hPa0.1hPa20s1min

WMO氣壓測量要求6.1

概述測定氣壓的方法6測定氣壓方法234561液體氣壓表:利用一定長度的液柱重量直接與大氣壓力相平衡的原理,常用的液體是水銀??蘸袣鈮罕恚ㄓ嫞豪每蘸械慕饘購椓痛髿鈮毫ο嗥胶獾脑?。膜盒式電容氣壓傳感器:利用真空膜盒,當大氣壓力產生變化時,彈性膜片產生形變而引起其電容量的改變,通過測量電容量來測量氣壓。振筒式氣壓傳感器:彈性金屬圓筒在外力作用下發(fā)生振動,當筒壁兩邊存在壓力差時,其振動頻率隨壓力差而變化。壓阻式氣壓傳感器:利用氣壓作用在敏感元件所覆蓋的抽成真空的小盒上,通過小盒使電阻受到壓縮或拉伸應力的作用,由壓電效應知道電阻值隨氣壓變化而變化,通過測量電阻值來測量氣壓。沸點氣壓表:利用液體的沸點溫度隨氣壓的變化而變化的特性測量氣壓。6.1

概述氣壓表的基準2023/4/157A級一級或二級標準氣壓表,能獨立地測定氣壓,保持高于±0.05hPa的精確度B級工作標準氣壓表,用于日常氣壓對比工作,儀器誤差通過與A級表對比后校準C級參考標準氣壓表,用來向臺站氣壓表傳遞校準標準以及進行對比S級安裝在氣象臺站上的氣壓表P級高質量高精度的氣壓表,經過多次搬運仍然能保持原有的精確度N級高質量高精度的空盒氣壓表,滯差效應和溫度系數(shù)可略去不計Q級質量為一級的便攜式精密數(shù)字氣壓表,可用作移運式標準M級質量好、準確度高的便攜式微氣壓計6.2

水銀氣壓表2023/4/15812345水銀的密度大,當它與大氣壓力相平衡的時候,水銀柱的高度合適,便于制造和觀測。當溫度不超過60℃時,水銀的蒸汽壓很小,因此在管頂?shù)乃y蒸汽所產生的附加壓力對讀數(shù)精確度的影響可以忽略不計。水銀不沾濕玻璃,管中水銀面成凸起的彎月面,容易正確判定其位置。水銀的性能很穩(wěn)定,不易與其他物質發(fā)生反應。經過一定的工藝處理,就可以得到十分純凈的合乎水銀氣壓表觀測精度要求的水銀選用水銀做氣壓表的原因6.2

水銀氣壓表工作原理2023/4/159

它是由一根由管頂抽真空的玻璃管插入水銀槽而制成的,是利用作用在水銀面上的大氣壓力,與以之相通、頂端封閉且抽成真空的玻璃管中的水銀柱對水銀面產生的壓力相平衡的原理來測定氣壓的。

水銀氣壓表是意大利物理學家和數(shù)學家托里拆利在1643年發(fā)明。6.2

水銀氣壓表工作原理

當作用在水銀槽面上的大氣壓力與管內水銀柱重量產生的壓強相平衡時,水銀柱將穩(wěn)定在某一高度上。在標準狀態(tài)下,這個高度就可以用來表示大氣壓力。

2023/4/1510

若水銀柱的高度讀數(shù)為H,則大氣壓力為:

式中ρHg(t)

是溫度為t時的水銀密度,g為當?shù)氐闹亓铀俣?測站緯度為φ、海拔高度為h處的重力加速度)6.2

水銀氣壓表工作原理

大氣壓力與水銀氣壓表所處環(huán)境的溫度、重力加速度及緯度有關。為了便于比較,國際上統(tǒng)一規(guī)定了一個標準條件。如果不在標準條件下,則讀得的水銀柱高度必須訂正到標準條件下。

2023/4/1511標準條件以0℃時的水銀密度為準,取1.35951×104kg/m3以緯度為45°的海平面為標準,取9.80665m/s2為標準重力加速度g值

氣象上常用的水銀氣壓表有動槽式和定槽式兩大類6.2

水銀氣壓表動槽式水銀氣壓表2023/4/1512

動槽式水銀氣壓表是法國人福丁于1810年發(fā)明制造的,故也稱福丁式水銀氣壓表。它的主要特點是在水銀槽上部有一象牙針,針尖位置即為刻度標尺的零點。每次觀測必須按要求將槽內水銀面調至象牙針尖的位置。具體構造主要分為內管、水銀槽和標尺套管三個部分。6.2

水銀氣壓表動槽式水銀氣壓表2023/4/1513內管內管直徑約為8mm,長約900mm的玻璃管,一端封閉,另一端開口,且開口處的內徑較小。經過專門的工藝清洗后,邊加熱邊抽成真空,將高純度的水銀灌注其中。內管被裝在氣壓表的外部套管中,用數(shù)個軟木圈支住,開口的一端插在水銀槽中。6.2

水銀氣壓表動槽式水銀氣壓表

2023/4/1514外套管外套管用黃銅制成,其作用是保護與固定內管,同時刻有標尺。外套管的頂端有懸環(huán),上半部前后都開有長方形窗縫,用來觀測內管中水銀柱的高低。游尺可以借助調節(jié)旋鈕沿窗縫滑動。窗縫上刻有氣壓標尺,標尺和游尺是用來讀取氣壓表氣壓讀數(shù)的整數(shù)部分和小數(shù)部分的。銅套管下部裝有一支附屬溫度表,其球部在內管與套管之間,用來測定水銀及銅套管的溫度。套管的下端與水銀槽相連接。6.2

水銀氣壓表動槽式水銀氣壓表2023/4/1515水銀槽水銀槽分為上下兩部分,中間是一段直徑更大的玻璃圈。通過玻璃圈可以看見槽內的水銀面,槽上部主要是一個皮囊,由很軟的羊皮制成,其特性是能通氣而不漏水銀。皮囊的一頭牢固地緊扎在玻璃內管上,另一端扎在上木杯上。此木杯中間凸出成圓筒形,內管即通過此木杯而伸入槽內。用來指示刻度零點的象牙針,就固定在木杯的平面上,其尖端向下,觀測時應使針尖正好與水銀面相接觸。6.2

水銀氣壓表動槽式水銀氣壓表2023/4/1516水銀槽水銀槽的下部有一個下皮囊,呈圓袋狀,袋口扎在下木杯的下部。此木杯分成上下兩截,以螺絲緊連著,上下木杯均放在銅制槽座內。下皮囊外面有一銅套管,在銅套管底盤中央有一用以調節(jié)水銀面的調整螺絲,借助于它的進度可以抬升或下降槽內的水銀面的高度。螺絲的頂部有一小木托頂住下皮囊以免皮囊磨壞。6.2

水銀氣壓表動槽式水銀氣壓表

測量范圍一般為810~1070hPa或600~800mmHg,并能在空氣溫度為-15~45℃的條件下正常工作,其測量誤差不超過±0.4hPa或±0.3mmHg。2023/4/15176.2

水銀氣壓表定槽式水銀氣壓表

2023/4/1518槽部一般用鑄鐵或鋼制成,里面裝有定量的水銀,沒有羊皮囊、水銀面調節(jié)螺釘以及象牙針尖,即槽部沒有調整水銀面的裝置,采取了補償標尺刻度的方法,以解決零點位置的變動。它要求內管截面與槽部截面成不變的比例關系。所以定槽式的內管示度部分直徑均勻。定槽式(又名寇烏式)水銀氣壓表構造上也可分為內管、套管和槽部三部分。內管及套管的構造大體上與動槽式相同,區(qū)別只在水銀槽部。6.2

水銀氣壓表定槽式水銀氣壓表

2023/4/1519補償標尺由于槽部水銀面不能像動槽式那樣進行調整。隨著氣壓的變化,水銀柱在玻璃管內上升(或下降)所增加(或減少)的水銀量必將引起水銀槽內的水銀減少(或增加),使槽內的水銀面向下(或向上)變動。即整個氣壓表的基點隨水銀柱頂?shù)母叨茸儎?。標尺是固定刻在銅管上的,不能隨水銀面活動,因此就需要把這種由于基點變化而影響示度的量考慮進標尺的刻度大小上去。6.2

水銀氣壓表定槽式水銀氣壓表

2023/4/1520

設a內管橫截面積,A為槽體與內管橫截面積之差。當氣壓升高時,設水銀柱上升了x毫米,但這并不表示真正的氣壓變化值,因為槽內的水銀面同時也下降y毫米,因此實際氣壓下降為(x+y)mm。槽內水銀體積的減少等于管心內水銀體積的增加,即6.2

水銀氣壓表定槽式水銀氣壓表

,則水銀柱的下降量為

我國常用的定槽式水銀氣壓表的內管與槽部截面積之比為:

2023/4/1521即氣壓變化1mmHg時,內管水銀柱的變化只有0.98mmHg6.2

水銀氣壓表定槽式水銀氣壓表

定槽式水銀氣壓表的表身刻度要比動槽式短一些,表上1mm的刻度只有0.98mm長。這就要求定槽式內管示度部分直徑均勻,內管截面面積與槽部截面積成固定比例。同時整個水銀量要保持不變,否則將會影響氣壓表的精度。

定槽式水銀氣壓表的測量范圍和工作條件,要求與動槽式水銀氣壓表相同,但其測量誤差變?yōu)椤?.5hPa。2023/4/15226.2

水銀氣壓表水銀氣壓表的讀數(shù)訂正

通常在水銀表上觀測到的標尺示度實際上只表示觀測所得到的水銀柱的高度,為使該高度值能表示大氣壓力,必須將其訂正到標準狀態(tài)。

水銀氣壓表的讀數(shù)必須按順序經過儀器誤差訂正、溫度訂正和重力訂正后才是本站氣壓。2023/4/1523⑤儀器的基點和標尺誤差水銀氣壓表的讀數(shù)訂正——儀器誤差訂正真空不良是指水銀柱管內頂端有空氣存在,它產生一定的張力,使內管水銀柱略為降低,使觀測到的氣壓值較實際大氣壓力為小。由于殘留氣體張力還受溫度和頂部容積變化的影響,因此由其所產生的誤差還不完全是一個常數(shù)。隨氣壓和溫度的升高,這種影響隨之增大。解決辦法是將此氣壓表進行全刻度范圍的再校準,如果誤差太大則應該將氣壓表內管重新灌裝或更換。6.2

水銀氣壓表2023/4/1524①氣壓表溫度的不確定度②真空不良③水銀面的毛細壓縮④懸掛不垂直⑥水銀蒸氣壓的影響⑦其它誤差(如由于構造特點產生的特定誤差)

附屬溫度表所指示的溫度,通常不能代表水銀、標尺和槽部的平均溫度。如果儀器安裝比較恰當、觀測操作比較合理,那么這種溫度誤差就可減小。氣壓表主要的儀器誤差用來測量水銀柱高度的標尺和游標尺是刻在金屬套管上的,由于受到刻度機本身的精度和環(huán)境條件的影響就會使基點、標尺、游標尺的刻度產生一定的誤差。水銀在不同溫度下有不同的飽和蒸氣壓,由于內管頂部真空,所以水銀柱上部就充滿水銀蒸氣,使氣壓示度偏低。不過這個影響比較小,一般可忽略不計。在技術上徹底消除這部分氣體是困難的,需要定期復檢氣壓表。毛細壓縮是液面的表面張力所造成的一種指向液體內部的分子壓力。分子壓力的大小隨液體的種類和液體表面的形狀、大小而不同。在槽式氣壓表中,由于內管較細,水銀面的曲率半徑較小,因此內管的水銀分子壓力比槽內的大,氣壓表的水銀柱就會在這種分子壓力差的作用下產生一定的降低。由于槽式氣壓表內管水銀液面的曲率并不是恒定不變的,而是隨著壓力的變化速度和變化趨勢而改變的。為了在一定程序上避免這種附加分子壓力的不穩(wěn)定影響,觀測中規(guī)定定槽式水銀氣壓表讀數(shù)前輕擊表身,使彎月面形狀只取決于管徑的大小,接觸角盡可能取得常值。6.2

水銀氣壓表水銀氣壓表的讀數(shù)訂正——溫度誤差訂正

2023/4/1525123為什么要進行溫度差訂正?怎樣進行溫度差訂正?溫度訂正的物理意義?6.2

水銀氣壓表水銀氣壓表的讀數(shù)訂正——溫度誤差訂正

2023/4/1526

當外界氣壓不變,而溫度發(fā)生變化時,水銀密度也會隨之改變,從而引起水銀柱高度的變化,也將使測量水銀柱高度的黃銅標尺發(fā)生脹縮。如水銀和黃銅的熱膨脹系數(shù)相同,是不會產生誤差的,但實際這兩者的熱脹系數(shù)是不同的,這就會引起示度的改變。這種純系溫度的變化而引起氣壓讀數(shù)的改變值,稱為水銀氣壓表的溫度差。為消除由于溫度變化給氣壓示值帶來的誤差,水銀氣壓表的讀數(shù)必須訂正到0℃。6.2

水銀氣壓表水銀氣壓表的讀數(shù)訂正——溫度誤差訂正

2023/4/1527

為了訂正到標準狀態(tài)(即溫度0℃),假定在氣壓不變的情況下,溫度從t℃降到0℃,這時水銀柱及黃銅標尺都因溫度降低而收縮。但水銀柱收縮比黃銅標尺多,結果使水銀柱降至p0處,p0表示了水銀柱在標準狀態(tài)下的長度,而黃銅標尺卻只降至pt處,pt既表示了黃銅標尺在標準狀態(tài)下的長度,也表示了經儀器差訂正后的水銀氣壓表的讀數(shù)。它比水銀柱在標準狀態(tài)下的長度p0高了Ct,故溫度差訂正值應為:6.2

水銀氣壓表水銀氣壓表的讀數(shù)訂正——溫度誤差訂正

2023/4/1528由于在t℃時水銀柱和黃銅標尺長度相等,故式中λ為黃銅標尺的膨脹系數(shù),α為水銀的膨脹系數(shù)式中t為附溫表所示溫度。附溫在零上時Ct為負,附溫在零下時Ct為正。6.2

水銀氣壓表水銀氣壓表的讀數(shù)訂正——溫度誤差訂正

2023/4/1529A——水銀槽的截面積V——氣壓表內的總水銀體積η——鐵的熱膨脹系數(shù),取值0.00001

對于定槽式氣壓表,訂正公式則更復雜一些,它必須將水銀槽的熱膨脹效應考慮在內,而寫成下述形式:6.2

水銀氣壓表水銀氣壓表的讀數(shù)訂正——溫度誤差訂正

2023/4/1530物理意義:當附屬溫度在0℃以上時,即使氣壓不變,由于水銀柱膨脹較銅尺膨脹得大,這樣依照水銀柱高度來測氣壓時,就會比實際偏高,因而要減去由于水銀柱膨脹比銅標尺大的一段水銀柱高度,故Ct訂正值為負;反之,當附屬溫度在0℃以下時,水銀收縮較銅尺為多,依水銀柱高度讀出的氣壓值就偏低,故Ct訂正值為正。6.2

水銀氣壓表水銀氣壓表的讀數(shù)訂正——重力訂正

2023/4/1531

在給定的氣壓和溫度下,水銀氣壓表的讀數(shù)取決于重力值,而重力值是隨著緯度和海拔高度而變化的。氣象用氣壓表的校準就是要給出在標準重力加速度為9.80665m/s2的條件下的真實氣壓讀數(shù),而在其他重力值下的氣壓表讀數(shù)都必須加以訂正。

重力訂正可分為緯度重力訂正和高度重力訂正。6.2

水銀氣壓表水銀氣壓表的讀數(shù)訂正——重力訂正

2023/4/1532根據(jù)大地參考系統(tǒng),在平均海平面上,重力加速度與緯度的關系為:緯度重力訂正

高度重力訂正陸地站將gφ,0值進行高度修正,其局地的重力加速度可根據(jù)下式計算H為給定點的實際海拔高度,H?是以給定點為圓心,半徑為150km范圍內實際地形表面的平均海拔高度。6.2

水銀氣壓表水銀氣壓表的讀數(shù)訂正——重力訂正

2023/4/1533

高度重力訂正水面上的臺站,平均海拔高度H不超過10km時,其當?shù)刂亓铀俣葹镈是測點正下方的水深,D?是以測站為中心的半徑150km范圍內的平均水深海岸地區(qū)附近,將

gφ,0值進行高度修正,則按下式計算式中,

α為150km地區(qū)內陸地面積所占面積比重6.2

水銀氣壓表水銀氣壓表的讀數(shù)訂正

2023/4/1534水銀氣壓表的讀數(shù)要依次經過儀器差、溫度差、緯度重力差和高度重力差訂正后,就可獲得本站氣壓值。氣壓表讀數(shù)的各項訂正是相互獨立的,但通常情況下溫度差訂正值比較大,所以經儀器差訂正后的讀數(shù),先進行溫度訂正,然后再進行緯度重力差和高度重力差訂正。計算時一律取兩位小數(shù),最后本站氣壓只要精確到一位小數(shù)(百帕)。6.2

水銀氣壓表水銀氣壓表的讀數(shù)訂正——海平面氣壓訂正本站氣壓只表示臺站拔海高度上大氣柱的壓強。在不同的海拔高度上由于承受大氣柱長度不同,所以各站間的本站氣壓是無法進行比較的。為了比較各地氣壓的高低,便于分析氣壓場,必須把各地的本站氣壓統(tǒng)一訂正到海平面上,這種訂正稱為海平面氣壓訂正。2023/4/15356.2

水銀氣壓表水銀氣壓表的安裝

2023/4/1536安裝要求對安裝場所的主要要求是:溫度均勻、采光良好、避免通風,有一個堅固的垂直安裝架,還要防止粗心的操作。因此氣壓表最好懸掛或安置在室內,室內溫度應當穩(wěn)定或變化緩慢,不能有溫度梯度。水銀氣壓表任何時候都應當防止陽光直射,也不應靠近熱源或通風風道。6.2

水銀氣壓表水銀氣壓表的讀數(shù)步驟

(1)觀測附屬溫度表

(2)調整水銀槽內水銀面,使之與象牙針尖恰恰相接。調整時槽內水銀面自下而上地上升,直到象牙針尖與水銀面恰好相接(即無小渦,也無空隙)為止(3)調整游標尺恰好與水銀柱頂相切,調整時注意保持視線與水銀柱同高,把游標尺底邊緩慢下降,使游標尺前后底邊恰好與水銀柱頂相切,此時水銀柱頂兩旁能見到三角形的露光空隙(4)讀數(shù)并記錄,準確至0.1mm(或0.1hPa)(5)降下水銀面,使它與象牙針尖脫離2023/4/15376.3空盒氣壓表和氣壓計空盒結構2023/4/1538空盒盒壁由彈性金屬膜構成,舊式的空盒在盒內或盒外裝有彈簧,避免空盒被大氣壓力完全壓縮。這種構造的特點是彈簧和盒壁之間有一定的摩擦,妨礙氣壓表精度的提高。新式的空盒一般不用彈簧,依靠金屬膜本身的彈性力來平衡大氣壓力。為了增加靈敏度,常使用空盒組。它可以有若干單獨的空盒串接而成,也可以中部連通為一整體,現(xiàn)在制造空盒的多為后者??蘸幸话闶抢玫裸y、銅片或其他合金制成。盒的表面有波紋狀的壓紋,是為了增加空盒被壓時變形的柔韌性和測壓的靈敏度。6.3空盒氣壓表和氣壓計空盒測壓原理

空盒感應氣壓是利用空盒的彈力與大氣壓力相平衡的原理測量氣壓的。當大氣壓力發(fā)生變化時,空盒隨之產生形變,把這種形變進行一定程度的放大就可以用來指示氣壓的變化。

2023/4/1539當氣壓p1作用到空盒膜片上,空盒彈性應力f1與之平衡,即p1=f1。當氣壓變成p2,彈性應力失去平衡,空盒則隨之產生形變,直到p2=f2時為止。假設p2<p1,則空盒彈起,厚度從δ1增加至δ2。6.3空盒氣壓表和氣壓計空盒的特性2023/4/1540彈性后效:指當外界氣壓消失后,空盒不能完全恢復到它原來的形狀

當氣壓變化停止后空盒的形變并不停止(可以在制造工藝中加以消除)空盒的升壓曲線和降壓曲線不一致(無法克服)6.3空盒氣壓表和氣壓計空盒的特性2023/4/1541溫度效應:空盒的楊氏模量具有負溫度系數(shù)。因此溫度增加時彈力就減弱,若大氣壓力維持不變,在升溫時空盒的厚度將變薄。雙金屬片補償法在空盒的底部安裝雙金屬片殘余氣體法在空盒內殘留一定的氣體,當溫度升高時,盒內氣體的張力增大,使空盒向外擴張,以抵消因彈性減弱而引起的空盒壓縮。6.3空盒氣壓表和氣壓計空盒氣壓表是以彈性金屬做成的薄膜空盒為感應元件,它將大氣壓力轉換成空盒的彈性位移,通過杠桿系統(tǒng)帶動指針,使指針在刻度盤上指出當時氣壓數(shù)值。當順時針方向偏轉時,指針就指示出氣壓升高的變化量,反之,當指針逆時針方向偏轉時,指示出氣壓降低的變化量。當空盒的彈性應力與大氣壓力相平衡時,指針就停止轉動,這時指針所指示的氣壓值就是當時的大氣壓力值。

空盒氣壓表具有便于攜帶、使用方便、易于維護等優(yōu)點,但不如水銀氣壓表精確,一般臺站只作參考儀器,多用于野外觀測。

2023/4/1542空盒氣壓表

6.3空盒氣壓表和氣壓計空盒氣壓表

空盒氣壓表它由感應、傳遞放大和讀數(shù)三部分構成。

感應部分:是一組具有彈性的薄片所構成的扁圓空盒,盒內抽真空或殘留少量空氣??蘸薪M的一端固定在金屬板上,頂部可以自由活動,與傳遞放大部分連接,用以帶動指示讀數(shù)的機械電子系統(tǒng)。2023/4/15436.3空盒氣壓表和氣壓計空盒氣壓表2023/4/1544傳遞放大部分:由連接桿、中間軸、拉桿、鏈條、滾子、指針和一套杠桿傳動裝置組成了一個二次放大系統(tǒng)。第一次放大由調節(jié)器和拉桿來完成,如果調節(jié)器與連接桿的接點至中間軸的距離為OA,拉桿與鏈條的接點至中間軸的距離為OB,則第一次放大倍數(shù)k1=OB/OA

。第二次放大由滾子和指針組成,如果滾子半徑為O1C,指針尖帶指針軸的長度為O1D,則第二次放大倍數(shù)為k2=O1D/O1C

。兩次放大的總放大倍數(shù)為K=k1k2,通過這樣兩次放大后,空盒的很小形變就可以由指針的明顯偏轉指示出來。6.3空盒氣壓表和氣壓計空盒氣壓表2023/4/1545讀數(shù)部分:由指針、刻度盤和附屬溫度表組成。空盒氣壓表應水平放置,觀測時先讀附溫,準確到0.1℃;然后輕敲盒面(克服機械摩擦),待指針靜止后再讀數(shù),讀數(shù)時視線應垂直于刻度盤。由于空盒氣壓表的溫度補償裝置不能對溫度效應達到完全補償以及空盒的彈性后效,因此空盒氣壓表的讀數(shù)值只有經過刻度訂正、溫度訂正以及補充訂正后才是本站氣壓??蘸袣鈮罕響茉诖髿鈮毫?00~1060hPa

或600~800mmHg,空氣溫度為-10~+40℃的條件下正常工作,測量誤差不超過±2hPa或1.5mmHg

。6.3空盒氣壓表和氣壓計空盒氣壓計2023/4/1546

利用空盒元件可以制成自動、連續(xù)記錄氣壓的儀器——氣壓計。它由感應部分(金屬彈性膜盒組)傳遞放大部分(兩組杠桿)和自記部分(自記鐘、筆、紙)組成??蘸性牡撞抗潭ㄔ陔p金屬片的位移端。杠桿用來傳遞和放大空盒的機械位移。自記筆桿指針上帶有墨水斗筆尖,它把氣壓的連續(xù)變動記錄在自記鐘筒上。除了用記錄筆代替指針外,空盒氣壓計的原理與空盒氣壓表相似。

空盒氣壓計的測量范圍是870~1050hPa,要求的空氣溫度為-10~+40℃,測量誤差不超過1hPa。6.3空盒氣壓表和氣壓計空盒氣壓計2023/4/15476.3空盒氣壓表和氣壓計空盒氣壓計2023/4/1548氣壓計是自動、連續(xù)記錄氣壓變化的儀器,其準確度較差,因此氣壓計的記錄必須與水銀氣壓表測得的本站氣壓值進行比較訂正,方可使用。6.4電子氣壓表電子氣壓表是使用傳感器將大氣壓力的變化轉換成電信號的變化,再經過電子測量電路對信號進行測量和處理而獲得氣壓值,并常以數(shù)字量輸出。在我國氣象站中,目前也廣泛使用電子氣壓表。2023/4/1549膜盒式電容氣壓傳感器振筒式氣壓傳感器壓阻式氣壓傳感器常用的氣壓傳感器6.4電子氣壓表膜盒式電容氣壓傳感器

2023/4/1550感應元件:真空膜盒大氣壓力產生變化真空膜盒的彈性膜片產生形變電容量的改變(通過測量電容量來測量氣壓)6.4電子氣壓表膜盒式電容氣壓傳感器2023/4/1551其主要部件為變容式硅膜盒。變容式硅膜盒是由薄層單晶硅用靜電焊接方法焊接在一個鍍有金屬導電膜的玻璃片上,中間形成真空而組成硅膜盒。在薄層單晶硅片上靠近玻璃兩邊處,用蝕刻的方法形成硅膜,并對硅膜采用鍍金屬方法使其具有導電性,而使導電玻璃片與硅膜形成平行板電容器,它們分別為該電容器的兩個電極。6.4電子氣壓表膜盒式電容氣壓傳感器2023/4/1552當該變容硅膜盒外界大氣壓力發(fā)生變化時,單晶硅膜盒的彈性膜片隨著發(fā)生彈性形變而引起硅膜盒平行電容器電容量的改變。通過測得電容量來計算本站氣壓。當氣壓增加時,單晶硅膜盒的彈性膜片向下彎曲,電壓增大;當氣壓減小時,彈性膜片向上彎曲,電壓減小。6.4電子氣壓表振筒式氣壓傳感器2023/4/1553振筒式氣壓傳感器是利用彈性金屬圓筒在外力作用下發(fā)生振動,當

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