大气压与海拔高度的关系

在个人导航仪中，MEMS压力传感器充当气压计用于测量海拔高度变化。因此，我们必须了解不同高度的大气压。

下面是大气压测量单位：

psi – 磅/平方英寸

cm/Hg – 水银柱高(厘米)

cm/Hg – 水银柱高(英寸)

Pa – 帕，国际制压力单位 (SI) ，1Pa = 1 N/m2

bar – 巴，气压单位，1 bar = 105Pa

mbar – 毫巴，1mbar = 10-3 bar

我们居住在地球大气层的底层，大气压随着海拔高度上

升而降低。我们将在59 ℉时的29.92 in/Hg海平面气压规定为标准大气压，这个平均值不受时间影响，而受到测量点的地理位置、气温和气流的影响。

因此，上述压力单位之间的换算关系是:

1 个标准大气压 = 14.7 psi = 76 cm/Hg = 29.92 in/Hg = 1.01325 bar = 1013.25 mbar

可以用下面的表达式表示大气压与海拔高度之间关系 [1]:

其中:

P0 是标准大气压，等于1013.25 mbar;

Altitude是以米为单位的海拔高度。

P是在某一高度的以mbar为单位的气压

图1根据上面的公式描述了大气压变化与海拔高度的关系。

如图1所示，当高度从海平面上升到海拔11,000米高时，大气压从1013.25 mbar降到230 mbar。我们从图中不难看出，当高度低于 1,500米时，大气压几乎呈线性降低，每100米大约降低11.2 mbar，即每10米大约降低1.1 mbar。为了取得更精确的高度测量数据，可以在目标应用中构建一个大气压高度查询表，根据压力传感器的测量结果，确定对应的海拔高度。

如果使用全量程为300 mbar到1100 mbar的绝对MEMS压力传感器，测量高度可达海拔9,165米到海平面以下698米。

图 1: 大气压与海拔高度的关系