水银气压计的特点和结构

水银气压计是托里切利在1643年发明的,是大气探测进入气象要素定量测量时代的标志性仪器。

水银气压计的观测数据可以达到很高的精度。每天测得的大气压约为1000 hPa,水银气压计的读数可以轻松达到0.1 hPa,即其相对误差为万分之一,这在物理量检测仪器中是不多见的。

气象站常用的测量仪器有两种:福鼎水银气压计和口乌水银气压计。

(1)福鼎水银气压计

主要特征是在刻度上有一个固定的零点。每次读数时,都要把水银槽的表面调到这个零点,然后读出水银柱顶的刻度。

其结构如图所示,分为水银柱玻璃管、水银槽和尺套三部分。

A.水银柱玻璃管长约90厘米,上端粗,内径约8毫米,下端细。经过特殊的清洗工艺,边加热边抽真空,将高纯度的水银倒入其中,然后插入水银槽。

B.水银槽可见部分:下半部为铜护套(1)保护内层羊皮;直径很粗的玻璃环(2)在上半部,用三个螺栓夹紧;水银液位调节螺钉(4)位于水箱的最下端,通过它可以升高或降低水箱中水银液位的高度。象牙针(5)是气压计的基点。观察大气压力时,水银柱必须升到这个点。

c .在刻度套筒的上部开有狭缝,在狭缝的一侧刻有读数刻度。从刻度套筒上部的狭缝中可以看到水银柱(3),转动右调节螺钉(6)可以使游标(7)上下滑动,这样当刻度的底边与水银柱顶部相切时,就可以准确读出气压值。在整个水银气压计中间的套筒上还有一个辅助温度计(8),用来测量表体的温度。

(2)扣乌水银气压计

与可移动罐水银气压计的区别仅在于水银罐。它的水银槽没有羊皮、水银液位调节螺丝和象牙针(图A)。当气压变化时,玻璃管中水银柱上升(或下降)时增加(或减少)的水银量,必然引起水银槽中的水银减少(或增加),使槽中的水银面向下(或向上)变化,即整个气压计的基点随水银柱的高度而变化(图B)。

即气压增加1 mm时,管腔内的水银柱增加x mm,罐内的水银柱减少y mm。

x + y = 1

固定槽水银气压计的刻度为65438±0mm,其长度比实际的65438±0mm短,以补偿气压计槽内基点的变化。国产气压计上1 mm的刻度只有0.98 mm长。