
【化】 cistern barometer
槽式气压计(Cistern Barometer),又称杯式气压计,是一种利用汞(水银)柱高度测量大气压强的经典气象仪器。其核心结构和工作原理如下:
术语定义与结构特征 (Terminology & Structure)
其名称“槽式”或“杯式”源于仪器底部设计有一个盛放液态汞的储槽(Cistern)。该储槽通常由玻璃或金属制成,上方连接一根一端封闭、内部真空的玻璃管,玻璃管的开口端浸没在储槽的汞液中。 这种设计使得储槽内汞液面直接暴露于大气压力之下。
测量原理 (Measurement Principle)
大气压强作用于储槽内的汞液面上,迫使汞液沿倒置的玻璃管上升。汞柱上升的高度与大气压强成正比。当管内汞柱产生的静压力与外界大气压达到平衡时,汞柱高度即稳定,该高度值即为大气压强的量度。其原理基于托里拆利实验(Torricelli's experiment),遵循公式:
$$ P = rho g h $$
其中 ( P ) 为大气压强,( rho ) 为汞的密度,( g ) 为重力加速度,( h ) 为汞柱高度。
读数方法 (Reading Method)
精确测量时需读取玻璃管内汞柱凸弯月面的顶端刻度。为消除储槽内汞液面微小变化对读数的影响,高端槽式气压计常配备游标尺(Vernier scale)和可调节的象牙指针(Fiducial point),测量前需先将指针尖端调整至与汞液面相切。
应用与特点 (Application & Characteristics)
槽式气压计曾是气象台站和实验室的标准设备,以其高精度和稳定性著称。其测量结果受温度影响(汞和标尺的热胀冷缩),故常配备温度计以便进行校正。现代虽多被数字气压计取代,但在校准领域和特定科研场景中仍有应用价值。
参考来源:
槽式气压计是一种通过水银柱高度测量大气压强的仪器,主要分为动槽式和定槽式两种类型。以下是其详细解释:
槽式气压计又称福廷式气压计,利用水银柱重力与大气压强平衡的原理工作。根据结构差异分为:
大气压强作用于水银槽表面,支撑玻璃管内的水银柱。当外界气压变化时,水银柱高度随之改变。通过测量水银柱高度(单位为毫米汞柱或百帕),可换算得到当前气压值。
主要用于气象观测、实验室精密测量、航空航海等领域。其测量范围通常为810~1070百帕,精度可达±0.4百帕。
如需更完整的参数或操作细节,可参考(道客巴巴)和(仪表网)的原始资料。
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