圧力測定

圧力測定は、流体(液体または気体)によって表面に加えられる力の測定です。圧力は通常、単位表面積あたりの力の単位で測定されます。圧力と真空の測定には、多くの技術が開発されてきました。圧力を機械的に測定して表示するために使用される機器は、圧力計、真空計、または複合計(真空と圧力)と呼ばれます。広く使用されているブルドン圧力計は、測定と表示の両方を行う機械装置であり、おそらく最もよく知られているタイプの圧力計です。

真空計は、ゼロ点として設定された 周囲の大気圧よりも低い圧力を負の値で測定するために使用されます (たとえば、-1 bar または -760 mmHgは全真空に相当します)。ほとんどのゲージは、大気圧をゼロ点として圧力を測定するため、この形式の読み取りは単に「ゲージ圧力」と呼ばれます。ただし、全真空よりも大きいものはすべて技術的には圧力の一種です。非常に低い圧力の場合は、全真空をゼロ点基準として使用するゲージを使用する必要があります。これにより、圧力の読み取り値は絶対圧力として示されます。

その他の圧力測定方法には、圧力の測定値をリモート インジケータまたは制御システム (テレメトリ) に送信できるセンサーを使用する方法があります。

車のタイヤ空気圧などの日常的な圧力測定は、通常、周囲の空気圧を基準にして行われます。その他の場合には、真空または他の特定の基準を基準にして測定が行われます。これらのゼロ基準を区別する場合、次の用語が使用されます。

• 絶対圧力は絶対スケール使用して完全な真空に対してゼロ基準にされるため、ゲージ圧と大気圧の合計に等しくなります。絶対圧力センサーは、一定の基準が必要なアプリケーション、たとえば真空ポンプの監視、液体圧力測定、工業用包装、工業用プロセス制御、航空検査などの高性能産業アプリケーションで使用されます。^[1]
• ゲージ圧は周囲の気圧を基準にゼロを基準としているため、絶対圧から大気圧を引いた値に等しくなります。タイヤの圧力ゲージはゲージ圧測定の一例で、ゼロを示している場合、測定している圧力は周囲の圧力と同じです。50 bar まで測定できるセンサーのほとんどはこの方法で製造されています。そうしないと、大気圧の変動 (天候) が測定結果に誤差として反映されてしまうためです。
• 差圧とは、2 点間の圧力差のことです。差圧センサーは、オイル フィルターやエア フィルター、液面レベル (液体の上下の圧力を比較)、流量 (制限部をまたぐ圧力の変化を測定) など、さまざまな特性を測定するために使用されます。技術的に言えば、ほとんどの圧力センサーは実際には差圧センサーです。たとえば、ゲージ圧力センサーは、片側が周囲の大気に開いている差圧センサーにすぎません。DPセルは、2 つの入力間の差圧を測定するデバイスです。^[2]

使用されるゼロ基準は通常、文脈によって暗示され、これらの単語は説明が必要な場合にのみ追加されます。タイヤの空気圧と血圧は慣例的にゲージ圧ですが、大気圧、深真空圧、高度計の圧力は絶対圧でなければなりません。

流体が閉鎖系内に存在するほとんどの作動流体では、ゲージ圧力測定が主流です。システムに接続された圧力計は、現在の大気圧に対する相対的な圧力を示します。極端な真空圧を測定する場合は状況が変わり、通常は絶対圧力が代わりに使用され、使用する測定機器も異なります。

差圧は、工業プロセス システムでよく使用されます。差圧ゲージには 2 つの入口ポートがあり、それぞれが圧力を監視するボリュームの 1 つに接続されています。実際には、このようなゲージは機械的な手段で減算という数学的な演算を実行するため、オペレーターや制御システムが 2 つの別々のゲージを監視して読み取り値の差を判断する必要がなくなります。

中程度の真空圧の測定値は、絶対圧または負の符号のないゲージ圧を表す可能性があるため、適切なコンテキストがないと曖昧になる可能性があります。したがって、26 inHg ゲージの真空は、4 inHg の絶対圧に相当し、30 inHg (一般的な大気圧) - 26 inHg (ゲージ圧) として計算されます。

大気圧は、通常、海面で約 100  kPaですが、高度や天候によって変化します。流体の絶対圧力が一定であれば、同じ流体のゲージ圧力は大気圧の変化に応じて変化します。たとえば、車が山を登るとき、大気圧が下がるため、(ゲージ) タイヤ圧力は上がります。タイヤ内の絶対圧力は基本的に変化しません。

大気圧を基準として使用する場合は、通常、圧力単位の後にゲージを表す「g」が付きます（例：70 psig）。これは、測定される圧力が総圧力から大気圧を引いたものであることを意味します。ゲージ基準圧力には、ベントゲージ（vg）とシールゲージ（sg）の 2 種類があります。

たとえば、ベントゲージ圧力トランスミッターは、ベントケーブルまたはデバイスの側面の穴を介して、外気圧を圧力感知ダイヤフラムの負側にさらすことができるため、常に周囲の気圧を基準とした圧力を測定します。したがって、ベントゲージ基準圧力センサーは、プロセス圧力接続が大気に開放されている場合、常にゼロ圧力を読み取る必要があります。

密閉ゲージリファレンスは、大気圧がダイヤフラムの負の側で密閉されている点を除けば、非常に似ています。これは通常、油圧などの高圧範囲で採用されます。油圧では、大気圧の変化が読み取り精度にほとんど影響を与えないため、通気は必要ありません。これにより、一部のメーカーは、一次圧力感知ダイヤフラムの破裂圧力を超えた 場合に圧力機器の安全性を確保するための追加の予防措置として、二次圧力封じ込めを提供することもできます。

密閉ゲージ基準を作成する別の方法は、感知ダイヤフラムの裏側を高真空で密閉することです。これにより出力信号がオフセットされ、大気圧を測定するときに圧力センサーの読み取り値がゼロに近くなります。

密閉ゲージ基準圧力トランスデューサーは、大気圧が常に変化し、この場合の基準が 1 bar に固定されているため、正確にゼロを読み取ることはありません。

絶対圧力センサーを製造するために、製造業者は感知ダイヤフラムの後ろを高真空で密閉します。絶対圧力トランスミッターのプロセス圧力接続が大気に開放されている場合、実際の気圧が読み取られます。

密閉型圧力センサーはゲージ圧力センサーに似ていますが、周囲の大気圧（場所や天候によって変化します）ではなく、ある固定圧力に対する相対圧力を測定する点が異なります。

人類の歴史の大部分において、空気などの気体の圧力は無視され、否定され、あるいは当然のこととみなされてきたが、紀元前 6 世紀にはギリシャの哲学者ミレトスのアナクシメネスが、すべてのものは空気でできており、圧力のレベルを変えることで変化するだけだと主張した。彼は水が蒸発して気体に変わるのを観察し、これが固体にも当てはまると感じた。空気が凝縮すると物体は冷たくなり、重くなり、空気が膨張すると物体は軽く、熱くなる。これは、気体が実際に暖かくなると密度が低くなり、冷たくなると密度が高くなるのと似ている。

17 世紀、エヴァンジェリスタ トリチェリは水銀を使った実験を行い、空気の存在を測定できました。彼は、片方の端が閉じられたガラス管を水銀の入ったボウルに浸し、開いた端を水銀に浸したまま、閉じた端を水銀から引き上げました。水銀の重さで管が下に引っ張られ、遠端は部分的な真空状態になります。これにより、空気/気体には質量があり、周囲のものに圧力をかけるという彼の考えが立証されました。それ以前は、ガリレオにとっても、空気には重さがなく、サイフォンのように真空が力を生み出すという結論の方が一般的でした。この発見により、トリチェリは次のような結論に至りました。

私たちは空気という要素の海の底に沈んで暮らしていますが、疑いのない実験により、空気には重さがあることがわかっています。

トリチェリの実験として知られるこのテストは、本質的には記録に残る最初の圧力計でした。

ブレーズ・パスカルはさらに進んで、義理の弟に山のさまざまな高度で実験をさせ、実際に大気の海の底に行くほど圧力が高くなることを発見しました。

圧力のSI単位はパスカル（Pa）で、1ニュートン毎平方メートル（N·m −2 または kg·m −1 ·s −2 ）に等しい。この単位の^特別な名称^は1971^年に追加され、それ以前はSIの圧力はN·m ⁻²などの単位で表されていた。ゼロ基準を示す場合は、単位の後に括弧で囲んで示され、たとえば101 kPa（abs）となる。平方インチあたりのポンド（psi）は、たとえばタイヤの空気圧を測定するために、米国とカナダで今でも広く使用されている。測定のゼロ基準を示すために、psi単位に文字が付加されることが多く、絶対圧の場合はpsia、ゲージ圧の場合はpsig、差圧の場合はpsidとなるが、この方法はNISTでは推奨されていない。 [ ^3]

圧力はかつてはマノメーター内の液体の柱を変位させる能力で測定されることが一般的だったため、圧力は特定の液体の深さ (水インチなど) で表現されることがよくあります。マノメトリック測定は、圧力ヘッド計算の対象です。マノメーターの液体として最も一般的に選択されるのは、水銀(Hg) と水です。水は無毒で入手しやすく、水銀の密度により、より短い柱 (したがって、より小さなマノメーター) で特定の圧力を測定できます。マノメーターに水を使用するゲージや測定には、略語「WC」または「水柱」という単語が印刷されることがよくあります。

流体の密度と局所的な重力は、局所的な要因に応じて測定値ごとに異なるため、流体柱の高さは圧力を正確に定義しません。したがって、流体の密度と重力の局所的な要因に注意を払えば、 「水銀ミリメートル」または「水銀インチ」の測定値を SI 単位に変換できます。温度の変動は流体の密度の値を変え、場所が重力に影響を与える可能性があります。

もはや好まれてはいないが、これらの圧力測定単位は今でも多くの分野で見られる。世界のほとんどの国では血圧はミリメートル水銀柱（トルを参照）で測定され、中心静脈圧と肺圧はCPAP 装置の設定のようにセンチメートル水銀柱で測定されるのが一般的である。天然ガスパイプラインの圧力はインチ水銀柱で測定され、「インチ WC」と表現される。

水中ダイバーは圧力測定単位を使用する。周囲の圧力は海水メートル（msw）単位で測定され、これは10分の1バールと定義される。^{[4] [5]}米国で使用されている単位は海水フィート（fsw）で、標準重力と海水密度64 lb/ft ³に基づく。米国海軍潜水マニュアルによると、1 fswは0.30643 mswに相当し、0.030 643 バール、または0.444 44  psi、^{[4] [5]}ただし、他の箇所では33 fswは14.7 psi（1気圧）で、1 fswは約0.445 psiに相当します。^[6] mswとfswは、減圧表で使用されるダイバーの圧力暴露の測定のための従来の単位であり、空気圧計と高圧室圧力計の校正単位です。^[7] mswとfswは両方とも、通常の大気圧を基準にして測定されます。

真空システムでは、 torr（水銀柱ミリメートル）、ミクロン（水銀柱マイクロメートル）^[8]、水銀柱インチ（inHg ）の単位が最も一般的に使用されています。Torrとミクロンは通常絶対圧力を示し、inHgは通常ゲージ圧力を示します。

大気圧は通常、ヘクトパスカル (hPa)、キロパスカル (kPa)、ミリバール (mbar)、または気圧 ( atm ) を使用して表されます。アメリカとカナダの工学では、応力はしばしばkipで測定されます。応力はスカラーではないため、真の圧力ではありません。CGS システムでは、圧力の単位はバリー( ba) で、1 dyn·cm ⁻²に等しかったです。MTSシステムでは、圧力の単位はピエゾで、 1ステイン/平方メートルに等しかったです。

mmHg/cm ²やグラム力/cm ² (力の単位を適切に識別せずにkg/cm ²として使用される場合もあります) などの他のハイブリッド単位も多数使用されています。キログラム、グラム、キログラム力、グラム力 (またはそれらの記号) という名前を力の単位として使用することは SI では禁止されています。SI での力の単位はニュートン (N) です。

静圧はすべての方向で均一なので、圧力測定は動かない（静的）流体の方向には関係ありません。ただし、流れは流れの方向に垂直な表面に追加の圧力をかけますが、流れの方向に平行な表面にはほとんど影響しません。動く（動的）流体の圧力のこの方向成分は動圧と呼ばれます。流れの方向に面している計器は静圧と動圧の合計を測定します。この測定値は全圧またはよどみ点圧力と呼ばれます。動圧は静圧を基準とするため、ゲージ圧でも絶対圧でもなく、差圧です。

静的ゲージ圧はパイプ壁の正味負荷を決定する上で最も重要ですが、動圧は流量と対気速度を測定するために使用されます。動圧は、流れに平行な計器と垂直な計器の間の差圧を測定することで測定できます。たとえば、ピトー静圧管は、飛行機で対気速度を決定するためにこの測定を実行します。測定器の存在は必然的に流れを逸らして乱流を生み出すため、その形状は精度にとって重要であり、校正曲線は非線形であることがよくあります。

例:水タンクの圧力は 10 atm です。大気圧は 1 atm です。ゲージ圧力とは何ですか?

P_g = P_a - P_v = 10 atm - 1 atm = 9 atm

したがって、ゲージ圧力は9気圧です。

圧力センサーは、気体または液体の圧力を測定する装置です。圧力センサーは、圧力トランスデューサー、圧力トランスミッター、圧力センダー、圧力インジケーター、ピエゾメーター、マノメーターなどとも呼ばれます。

圧力は、流体の膨張を止めるために必要な力の表現であり、通常は単位面積あたりの力で表されます。圧力センサーは通常、トランスデューサーとして機能し、加えられた圧力の 関数として信号を生成します。

圧力センサーは、技術、設計、性能、用途への適合性、コストの面で大きく異なります。控えめに見積もっても、世界中で 50 を超える技術と少なくとも 300 の企業が圧力センサーを製造していると考えられます。また、非常に高速な圧力変化を捉えるために動的モードで測定するように設計された圧力センサーのカテゴリもあります。このタイプのセンサーの用途の例としては、エンジン シリンダーまたはガス タービン内の燃焼圧力の測定が挙げられます。これらのセンサーは、通常、石英などの 圧電材料で製造されます。

一部の圧力センサーは圧力スイッチで、特定の圧力でオンまたはオフになります。たとえば、水ポンプは圧力スイッチで制御され、システムから水が放出されるとポンプが起動し、貯水槽内の圧力が低下します。

圧力範囲、感度、動的応答、コストはすべて、機器の設計によって数桁異なります。最も古いタイプは、 1643 年にエヴァンジェリスタ トリチェリが発明した液柱 (水銀で満たされた垂直のチューブ) マノメーターです。U字管は、1661 年に クリスティアーン ホイヘンスが発明しました。

アナログ圧力センサーには、フォースコレクターとその他のタイプの 2 つの基本的なカテゴリがあります。

フォースコレクタータイプ

これらのタイプの電子圧力センサーは、通常、力コレクター（ダイヤフラム、ピストン、ブルドン管、ベローズなど）を使用して、ある領域に加えられた力（圧力）によるひずみ（またはたわみ）を測定します。

• 圧電抵抗型ひずみゲージ:接合または成形されたひずみゲージの圧電抵抗効果を利用して、加えられた圧力によるひずみを検出します。圧力によって材料が変形すると電気抵抗が増加します。一般的な技術タイプは、シリコン (単結晶)、ポリシリコン薄膜、接合金属箔、厚膜、サファイア上シリコン、スパッタ薄膜です。通常、ひずみゲージはホイートストン ブリッジ回路を形成するように接続され、センサーの出力を最大化し、エラーに対する感度を低下させます。これは、汎用圧力測定に最も一般的に採用されているセンシング技術です。
• 静電容量式：ダイヤフラムと圧力キャビティを使用して可変コンデンサを作成し、加えられた圧力による歪みを検出します。圧力によってダイヤフラムが変形すると静電容量が減少します。一般的な技術では、金属、セラミック、シリコンのダイヤフラムが使用されます。静電容量式圧力センサーはCMOS技術^{に統合されており[9] 、薄い}2D材料をダイヤフラム材料として使用できるかどうかが検討されています。 ^[10]
• 電磁式:インダクタンス(磁気抵抗)の変化、線形可変差動変圧器(LVDT)、ホール効果、または渦電流原理ダイヤフラムの変位を測定します
• 圧電:石英などの特定の材料の圧電効果を利用して、圧力による感知機構の歪みを測定します。この技術は、高度に動的な圧力の測定によく使用されます。基本原理は動的であるため、圧電センサーでは静的な圧力は測定できません。
• ひずみゲージ: ひずみゲージベースの圧力センサーも、金属ひずみゲージを接着するか、薄膜ゲージをスパッタリングで塗布する圧力感知素子を使用します。この測定素子はダイヤフラムにするか、金属箔ゲージの場合は缶型の測定体を使用することもできます。このモノリシック缶型設計の大きな利点は、剛性が向上し、最大 15,000 bar の最高圧力を測定できることです。電気接続は通常、ホイートストン ブリッジを介して行われ、これにより信号の良好な増幅と正確で一定の測定結果が得られます。 ^[11]
• 光学：光ファイバーの物理的変化を利用して、加えられた圧力による歪みを検出する技術があります。このタイプの一般的な例としては、ファイバーブラッググレーティングが挙げられます。この技術は、測定が非常に遠隔地であったり、高温であったり、電磁干渉の影響を受けない技術が役立つ可能性がある困難な用途で採用されています。別の類似技術では、加えられた圧力（歪み）に応じて反射波長を変えることができる層状の弾性フィルムが使用されています。 ^[12]
• ポテンショメトリック: 抵抗機構に沿ったワイパーの動きを利用して、加えられた圧力によって生じる歪みを検出します。

• 力平衡：力平衡型溶融石英ブルドン管は、らせん状のブルドン管を使用して、ミラーを含む旋回アーマチュアに力を加え、ミラーからの光線の反射によって角度変位を感知し、アーマチュアの電磁石に電流を流して管からの力を平衡させ、角度変位をゼロにします。コイルに流された電流が測定値として使用されます。溶融石英の極めて安定した再現性のある機械的および熱的特性と、ほとんどの非線形効果を排除する力平衡により、これらのセンサーはフルスケールの約 1 PPMの精度を実現できます。 ^[13]手作業で作られ、構築に熟練したスキルを必要とする極めて微細な溶融石英構造のため、これらのセンサーは一般に科学的目的および較正目的に限定されています。非力平衡型センサーは精度が低く、角度変位の読み取りは力平衡型測定と同じ精度では実行できませんが、サイズが大きいため構築が容易ですが、現在は使用されていません。

その他のタイプ

これらのタイプの電子圧力センサーは、他の特性 (密度など) を使用して、気体または液体の圧力を推測します。

• 共振: 感知機構の共振周波数の変化を利用して、加えられた圧力によって引き起こされる応力、またはガス密度の変化を測定します。この技術は、上記のカテゴリにあるような力コレクターと組み合わせて使用​​できます。または、共振技術は、共振要素自体を媒体にさらすことによって使用することもできます。この場合、共振周波数は媒体の密度に依存します。センサーは、振動ワイヤ、振動シリンダー、石英、およびシリコンMEMSで作られています。一般に、この技術は、時間の経過とともに非常に安定した読み取り値を提供すると考えられています。スクイーズフィルム圧力センサーは、高周波でガスの薄膜を圧縮する薄い膜によって動作するMEMS共振圧力センサーの一種です。ガス膜の圧縮率と剛性は圧力に依存するため、スクイーズフィルム圧力センサーの共振周波数はガス圧力の尺度として使用されます。 ^{[14] [15]}
• 熱:密度の変化によるガスの熱伝導率の変化を利用して圧力を測定します。このタイプの一般的な例としては、ピラニ ゲージがあります。
• イオン化: 密度の変化によって変化する荷電ガス粒子 (イオン) の流れを測定して圧力を測定します。一般的な例としては、熱陰極ゲージと冷陰極ゲージがあります。

圧力センサーは、ブルドン管力コレクターを備えた共振水晶 ひずみゲージで、 DARTの重要なセンサーです。^[16] DARTは外洋の底から津波を検出します。数キロメートルの深さで圧力を測定する場合、約1mmの水の圧力分解能があります。^[17]

静水圧計 (水銀柱圧力計など) は、圧力を流体柱の底部の単位面積あたりの静水圧と比較します。静水圧計の測定は、測定対象のガスの種類に依存せず、非常に直線的な較正になるように設計できます。動的応答は貧弱です。

ピストン型ゲージは、スプリング（比較的精度の低いタイヤ空気圧ゲージなど）または固体の重りを使用して流体の圧力を相殺します。この場合、デッドウェイト テスターと呼ばれ、他のゲージの校正に使用できます。

液柱ゲージは、両端が異なる圧力にさらされているチューブ内の液体の柱で構成されています。 液体の柱は、その重さ (重力によって加えられる力) がチューブの両端の圧力差 (流体の圧力によって加えられる力) と平衡になるまで上昇または下降します。 非常に単純なバージョンは、液体が半分入った U 字型のチューブで、チューブの片側が対象領域に接続され、もう片側に基準圧力 (大気圧または真空) が適用されます。 液面の差が適用圧力を表します。 高さhおよび密度ρの液体の柱によって加えられる圧力は、静水圧方程式P = hgρで与えられます。 したがって、U 字型チューブ圧力計での適用圧力P _aと基準圧力P ₀の圧力差は、P _a − P ₀ = hgρ を解くことで求められます。言い換えると、液体の両端の圧力（図では青で表示）はバランスが取れている必要があり（液体は静止しているため）、したがってP _a = P ₀ + hgρとなります。

ほとんどの液柱測定では、測定結果は高さhで、通常は mm、cm、またはインチで表​​されます。hは圧力水頭とも呼ばれます。圧力水頭として表される場合、圧力は長さの単位で指定され、測定流体を指定する必要があります。精度が重要な場合は、液体の密度が温度の関数であるため、測定流体の温度も同様に指定する必要があります。したがって、たとえば、圧力水頭は、圧力流体として水銀または水を使用して行われた測定では、それぞれ「742.2 mm _Hg」または「 59 °F で_{H 2 O}で 4.2 」と記述される場合があります。このような測定値には、「ゲージ」または「真空」という単語を追加して、大気圧より高い圧力と低い圧力を区別することができます。mm 水銀とインチ水はどちらも一般的な圧力水頭であり、単位変換と上記の式を使用して SI 単位の圧力に変換できます。

測定対象流体の密度がかなり高い場合、圧力計の作動流体の移動面と圧力測定が必要な場所との間の高さに対して静水圧補正を行う必要がある場合があります。ただし、流体の差圧を測定する場合（たとえば、オリフィスプレートまたはベンチュリを横切る場合）は、測定対象流体の密度を差し引いて密度ρを補正する必要があります。^[18]

どのような流体でも使用できますが、水銀は密度が高く (13.534 g/cm ³ )、蒸気圧が低いため適しています。凸状のメニスカスは、ガラスを濡らすことによる圧力誤差がないという利点がありますが、非常に清潔な状況下では、水銀がガラスにくっつき、強い真空下でも気圧計が動かなくなる可能性があります (水銀は負の絶対圧に耐えることができます)。 ^{[19]圧力差が低い場合は、軽油または水が一般的に使用されます (後者は}インチ水位計やミリメートル H ₂ Oなどの測定単位の由来となっています)。液柱圧力計は、非常に直線的な校正が可能です。柱内の流体が圧力変化にゆっくりと反応することがあるため、動的応答は貧弱です。

真空を測定する場合、作動液体の蒸気圧が高すぎると蒸発して真空を汚染する可能性があります。液体の圧力を測定する場合、ガスまたは軽い液体で満たされたループで液体を分離して混合を防ぐことができますが、水銀をマノメータ流体として使用して水などの液体の差圧を測定する場合など、この方法は不要です。単純な静水圧計は、数トル（数百パスカル）から数気圧（約1 000 000  Pa）。

単枝液柱型マノメータは、U字管の片側ではなく、より大きなリザーバを備え、細い柱の横に目盛りが付いています。柱は、液体の動きをさらに増幅するために傾斜している場合があります。用途と構造に基づいて、次のタイプのマノメータが使用されています^[20]

1. シンプルな圧力計
2. マイクロマノメーター
3. 差圧計
4. 逆差圧計

マクラウド圧力計は、ガスサンプルを分離し、改良型水銀マノメーターで圧力が数ミリメートル水銀になるまで圧縮します。この技術は非常に遅く、継続的な監視には適していませんが、高い精度が得られます。他のマノメーターゲージとは異なり、マクラウド圧力計の読み取り値はガスの組成に依存します。これは、解釈がサンプルが理想気体として圧縮されることに依存しているためです。圧縮プロセスのため、マクラウド圧力計は、ポンプオイル、水銀、十分に圧縮された場合の水など、凝縮する非理想蒸気の部分圧を完全に無視します。

0.1 mPaは、現在の技術で可能な圧力の直接測定の最低値です。他の真空計はより低い圧力を測定できますが、他の圧力依存特性の測定によって間接的にしか測定できません。これらの間接測定は、直接測定、最も一般的なものはマクラウド真空計によってSI単位に校正する必要があります。^[22]

アネロイド型圧力計は、圧力差の影響を受けて弾性的に曲がる金属製の圧力感知要素に基づいています。「アネロイド」は「流体なし」を意味し、この用語はもともとこれらの圧力計を上記の静水圧圧力計と区別するために使用されていました。ただし、アネロイド型圧力計は、液体だけでなく気体の圧力も測定できます。また、流体なしで動作できる圧力計はアネロイド型だけではありません。このため、現代の言葉では機械式圧力計と呼ばれることがよくあります。アネロイド型圧力計は、熱式圧力計やイオン化式圧力計とは異なり、測定する気体の種類に依存せず、静水圧圧力計よりもシステムを汚染する可能性が低くなります。圧力感知要素は、ブルドン管、ダイヤフラム、カプセル、またはベローズのセットで、問題の領域の圧力に応じて形状が変わります。圧力感知要素のたわみは、針に接続されたリンケージによって読み取られるか、または二次トランスデューサーによって読み取られます。現代の真空計で最も一般的な二次トランスデューサーは、機械的なたわみによる静電容量の変化を測定します。静電容量の変化を利用する真空計は、静電容量マノメータと呼ばれることがよくあります。

ブルドン圧力計は、平らな管は加圧されると真っ直ぐになるか断面が円形に戻るという原理を利用しています。(この原理を示すのがパーティーホーンです。) この断面の変化はほとんど目立たず、加工しやすい材料の弾性範囲内で中程度の応力が加わります。管を C 字型またはらせん形に成形すると、管の材料のひずみが拡大され、加圧されると管全体が真っ直ぐになるか弾性的にほどける傾向があります。ウジェーヌ・ブルドンは1849 年にフランスでこの圧力計の特許を取得し、その優れたシンプルさ、直線性、精度から広く採用されました。現在、ブルドンは Baumer グループに属し、フランスでブルドン管圧力計を製造しています。エドワード・アシュクロフトは 1852 年にブルドンの米国特許権を購入し、圧力計の大手メーカーとなりました。同じく1849年、ドイツのマクデブルクのベルナルド・シェーファーは、ダイヤフラム式圧力計（下記参照）の特許を取得し、これはブルドン管圧力計とともに産業界の圧力測定に革命をもたらしました。^[23]しかし、1875年にブルドンの特許が失効した後、彼の会社であるシェーファー・アンド・ブーデンベルクもブルドン管圧力計を製造しました。

実際には、平らな薄壁の閉端チューブの中空端が、測定対象の流体圧力が入った固定パイプに接続されています。圧力が増加すると、閉端が円弧を描いて動き、この動きが、通常は調整可能な接続リンクによってギア（の一部）の回転に変換されます。小径のピニオンギアがポインターシャフト上にあるため、動きはギア比によってさらに拡大されます。ポインターの後ろにあるインジケータカードの位置、ポインターシャフトの初期位置、リンクの長さと初期位置はすべて、ブルドン管自体の動作の変動に対して望ましい圧力範囲を示すようにポインターを較正する手段となります。差圧は、接続リンクを備えた 2 つの異なるブルドン管を含むゲージによって測定できます（ただし、通常はダイヤフラムまたはベローズとバランスシステムを介して測定されます）。

ブルドン管は絶対圧ではなく周囲の大気圧に対するゲージ圧を測定する。真空は逆の動きとして感知される。一部の気圧計は両端が閉じたブルドン管を使用する（ただし、ほとんどはダイヤフラムまたはカプセルを使用する。下記参照）。測定圧力が急速に脈動する場合（ゲージが往復ポンプの近くにある場合など）、接続パイプのオリフィス絞りが頻繁に使用され、ギアの不要な摩耗を防ぎ、平均値が得られる。ゲージ全体が機械的振動を受ける場合は、ケース（指針とダイヤルを含む）にオイルまたはグリセリンを充填することができる。一般的な高品質の現代のゲージは、スパンの±1％の精度（公称直径100mm、クラス1 EN837-1）を提供し、特別な高精度ゲージはフルスケールの0.1％の精度を実現できる。^[24]

力平衡型石英ブルドン管センサーは、同じ原理で動作しますが、角度変位を感知するためにミラーからの光線の反射を使用し、管の力を平衡させて角度変位をゼロに戻すために電磁石に電流が流され、コイルに流された電流が測定値として使用されます。石英の極めて安定していて再現性のある機械的および熱的特性と、ほぼすべての物理的動きを排除する力平衡により、これらのセンサーは フルスケールの約1 PPMの精度を実現できます。 ^[25]手作業で作らなければならない極めて微細な石英構造のため、これらのセンサーは一般に科学的および較正目的に限定されています。

以下の複合ゲージ (真空およびゲージ圧力) の図では、ケースとウィンドウが取り外され、ダイヤル、ポインター、およびプロセス接続のみが示されています。この特定のゲージは、自動車診断に使用される複合真空および圧力ゲージです。

• 真空を測定するために使用される文字盤の左側は、外側の目盛りが水銀インチ、内側の目盛りが水銀センチメートルで目盛りが付けられています。
• フェイスの右側部分は、燃料ポンプの圧力またはターボブーストの測定に使用され、外側のスケールでは平方インチあたりのポンド数、内側のスケールではkg/ cm ²で目盛りが付けられています 。

機械の詳細には、固定部品と可動部品が含まれます。

固定部品:

可動部品:

1. ブルドン管の固定端。これは、レシーバー ブロックを介して入口パイプと通信します。
2. ブルドン管の可動端。この端は密閉されています。
3. ピボットとピボットピン
4. ジョイントの回転を可能にするために、ジョイントピボットピンをレバー（5）にピンでリンクする
5. レバー、セクターギアの延長（7）
6. セクターギアアクスルピン
7. セクターギア
8. 指示針軸。これには、セクター ギア (7) と噛み合う平歯車があり、面を貫通して指示針を駆動します。レバー アーム リンク ボスとピボット ピンの距離が短く、セクター ギアの有効半径と平歯車の有効半径が異なるため、ブルドン管の動きは大きく増幅されます。管の小さな動きが、指示針の大きな動きにつながります。
9. ギアのラッシュとヒステリシスを排除するためにギアトレインにプリロードをかけるヘアスプリング

2 番目のタイプのアネロイド ゲージは、異なる圧力領域を分離する柔軟な膜のたわみを使用します。たわみの量は既知の圧力に対して再現性があるため、校正を使用して圧力を決定できます。薄いダイヤフラムの変形は、2 つの面間の圧力差に依存します。基準面は、ゲージ圧を測定するために大気に開放することも、差圧を測定するために 2 番目のポートに開放することも、絶対圧を測定するために真空またはその他の固定基準圧力に対して密閉することもできます。変形は、機械的、光学的、または容量性の手法を使用して測定できます。セラミックおよび金属製のダイヤフラムが使用されます。有効範囲は 10 ⁻² Torr (約 1 Pa ) 以上です。^[26] 絶対測定では、両側にダイヤフラムを備えた溶接圧力カプセルがよく使用されます。膜の形状には次のものがあります。

• フラット
• 波形
• 平らなチューブ
• カプセル

小さな圧力や圧力差を感知したり、絶対圧力を測定する必要のあるゲージでは、歯車列と指針が、アネロイドと呼ばれる密閉されたベローズ室によって駆動される場合があります。(初期の気圧計は、真空によって浮遊する水や液体金属水銀などの液体の柱を使用していました。) このベローズ構成は、アネロイド気圧計 (指示針とダイヤルカードを備えた気圧計)、高度計、高度記録気圧計、気象気球ラジオゾンデで使用される高度遠隔測定機器で使用されます。これらのデバイスは、密閉された室を基準圧力として使用し、外部圧力によって駆動されます。気球速度計や上昇率計 (バリオメーター)などの他の敏感な航空機計器は、アネロイド室の内部と外部の密閉室の両方に接続されています。

これらのゲージは、2 つの磁石の引力を利用して差圧をダイヤル ポインタの動きに変換します。差圧が増加すると、ピストンまたはゴム製ダイヤフラムに取り付けられた磁石が動きます。次に、ポインタに取り付けられた回転磁石が連動して動きます。異なる圧力範囲を作成するには、スプリング レートを増減します。

スピニングローターゲージは、回転するボールが測定対象のガスの粘性によってどの程度減速されるかを測定することによって機能します。ボールは鋼鉄で作られており、一端が閉じられ、もう一端が測定対象のガスにさらされている鋼鉄管内で磁気的に浮上しています。ボールは速度（約 2500 または 3800  rad / s）まで上げられ、ドライブをオフにした後、電磁トランスデューサーによって減速率が測定されます。^[27]この機器の範囲は 5 ⁻⁵～ 10 ²  Pa（精度が低い場合は 10 ^{3 Pa）です。これは、}二次標準 として使用できるほど正確で安定しています。ここ数年、このタイプのゲージははるかにユーザーフレンドリーで操作しやすくなりました。以前は、この機器を正しく使用するにはある程度のスキルと知識が必要であることで有名でした。高精度の測定を行うには、さまざまな補正を適用する必要があり、使用前にボールを意図した測定圧力よりはるかに低い圧力で 5 時間回転させる必要があります。これは、高精度が求められ、資格のある技術者がいる校正および研究室で最も役立ちます。^[28]極低温液体の絶縁真空モニタリングもこのシステムに適したアプリケーションです。安価で長期安定性があり、溶接可能なセンサーは高価な電子機器から分離できるため、あらゆる静的真空に最適です。

金属ひずみゲージ

ひずみゲージは、通常、膜上に接着（箔ひずみゲージ）または堆積（薄膜ひずみゲージ）されます。圧力による膜のたわみにより、ひずみゲージの抵抗が変化し、電子的に測定できます。

圧電抵抗型ひずみゲージ

接着または成形されたひずみゲージの圧電抵抗効果を利用して、加えられた圧力によるひずみを検出します。

圧電抵抗型シリコン圧力センサー

センサーは一般に、優れた性能と長期安定性のために選ばれた温度補償型の圧電抵抗シリコン圧力センサーです。レーザー トリム抵抗器を使用して、0 ～ 50°C の範囲で積分温度補償が行われます。外部差動増幅器のゲインをプログラムすることで圧力感度の変化を標準化するために、追加のレーザー トリム抵抗器が含まれています。これにより、優れた感度と長期安定性が得られます。センサーの 2 つのポートは、同じ単一のトランスデューサーに圧力を適用します。以下の圧力フロー図を参照してください。

これは過度に簡略化された図ですが、センサーの内部ポートの基本的な設計がわかります。ここで注目すべき重要な点は「ダイヤフラム」です。これはセンサーそのものです。ダイヤフラムはわずかに凸型になっていますか (図では非常に誇張されています)。これは、使用中のセンサーの精度に影響するため重要です。

センサーの形状は重要です。なぜなら、赤い矢印で示されているように、空気の流れの方向に動作するように調整されているからです。これは圧力センサーの通常の動作であり、デジタル圧力計のディスプレイに正の読み取り値が表示されます。逆方向に圧力をかけると、空気圧の動きによってダイヤフラムが反対方向に動かされるので、結果に誤差が生じる可能性があります。これによって生じる誤差は小さいですが、重大なものになる可能性があるため、通常の「ゲージ圧力」の適用では、常に正圧が高い方が常に正のポート (+ve) に適用され、負圧が低い方が常に負のポート (-ve) に適用されるようにすることが常に望ましいです。同じことが 2 つの真空の差の測定にも当てはまり、負圧が高い方が常に負のポート (-ve) に適用されます。ホイートストン ブリッジによる圧力の測定は、次のようになります。

トランスデューサの有効な電気モデルは、基本的な信号調整回路とともに、アプリケーション回路図に示されています。圧力センサーは、厚膜レーザートリム抵抗器によって温度補正およびオフセット調整された、完全にアクティブなホイートストンブリッジです。ブリッジへの励起は、定電流によって適用されます。低レベルのブリッジ出力は +O および -O にあり、増幅されたスパンはゲインプログラミング抵抗器 (r) によって設定されます。電気設計はマイクロプロセッサ制御で、キャリブレーション、スケール選択、データ保持、ゼロおよびフィルタ機能、最大値/最小値を保存/表示する記録機能などのユーザー用追加機能が可能です。

静電容量式

ダイヤフラムと圧力空洞を使用して可変コンデンサを作成し、加えられた圧力による歪みを検出します。

磁気

インダクタンス（磁気抵抗）の変化、LVDT、ホール効果、または渦電流原理によってダイヤフラムの変位を測定します。

圧電

石英などの特定の材料の圧電効果を利用して、圧力による感知機構の歪みを測定します。

光学

光ファイバーの物理的変化を利用して、加えられた圧力による歪みを検出します。

電位差計

抵抗機構に沿ったワイパーの動きを利用して、加えられた圧力によって生じる歪みを検出します。

共鳴する

感知機構の共振周波数の変化を利用して、加えられた圧力によって生じる応力、またはガス密度の変化を測定します。

一般に、実在気体の密度が増加すると（圧力の増加を示している可能性があります）、熱伝導性も増加します。このタイプのゲージでは、電流を流すことでワイヤフィラメントを加熱します。次に、熱電対または抵抗温度計（RTD）を使用してフィラメントの温度を測定します。この温度は、フィラメントが周囲のガスに熱を失う速度、つまり熱伝導率に依存します。一般的なバリエーションはピラニゲージで、これは単一の白金フィラメントを加熱要素とRTDの両方として使用します。これらのゲージの精度は10 ⁻³  Torrから10 Torrですが、その校正は測定対象のガスの化学組成の影響を受けます。

ピラニ圧力計は、測定する圧力に開放された金属線で構成されています。金属線は、金属線を流れる電流によって加熱され、周囲のガスによって冷却されます。ガス圧が低下すると、冷却効果が低下し、金属線の平衡温度が上昇します。金属線の抵抗は温度の関数です。金属線にかかる電圧と金属線を流れる電流を測定することで、抵抗 (およびガス圧) を判定できます。このタイプの圧力計は、マルチェロ・ピラニによって発明されました。

2 線式ゲージでは、 1 本のコイルがヒーターとして使用され、もう 1 本は対流による温度を測定するために使用されます。熱電対ゲージとサーミスタ ゲージは、それぞれ熱電対またはサーミスタを使用して、加熱されたワイヤの温度を測定します。

イオン化ゲージは、非常に低い圧力 (ハード真空または高真空とも呼ばれる) に対して最も感度の高いゲージです。ガスが電子に衝突したときに生成される電気イオンを測定することで、間接的に圧力を感知します。密度の低いガスでは生成されるイオンの数が少なくなります。イオンゲージの較正は不安定で、測定対象のガスの性質に依存しますが、その性質は必ずしも分かっているわけではありません。イオンゲージは、はるかに安定しており、ガスの化学組成に依存しない マクラウドゲージに対して較正できます。

熱電子放出によって電子が生成され、これがガス原子と衝突して正イオンを生成します。イオンはコレクターと呼ばれる適切にバイアスされた電極に引き付けられます。コレクターの電流はイオン化率に比例し、これはシステム内の圧力の関数です。したがって、コレクター電流を測定するとガス圧力がわかります。イオン化ゲージにはいくつかのサブタイプがあります。

ほとんどのイオンゲージには、熱陰極と冷陰極の2 種類があります。熱陰極バージョンでは、電気的に加熱されたフィラメントが電子ビームを生成します。電子はゲージを通過し、周囲のガス分子をイオン化します。結果として生じたイオンは負極で収集されます。電流はイオンの数に依存し、イオンの数はゲージ内の圧力に依存します。熱陰極ゲージの精度は 10 ⁻³  Torr から 10 ^{−10 Torr です。}冷陰極バージョン の原理は同じですが、電子は高電圧の放電で生成されます。冷陰極ゲージの精度は 10 ⁻²  Torrから10 ⁻⁹  Torr です。イオン化ゲージの校正は、構造形状、測定対象ガスの化学組成、腐食、表面堆積物に非常に敏感です。大気圧または低真空での活性化により校正が無効になることがあります。高真空でのガスの組成は通常予測不可能であるため、正確な測定を行うにはイオン化ゲージと質量分析計を併用する必要があります。^[29]

熱陰極電離真空計は、主に 3 つの電極で構成され、三極管として機能します。陰極はフィラメントです。3 つの電極は、コレクターまたはプレート、フィラメント、およびグリッドです。コレクター電流は、電位計によってピコアンペア単位で測定されます。フィラメントの対地電圧は通常 30 ボルトの電位にあり、グリッド電圧は、オプションの電子衝撃機能がない限り、180～210 ボルト DC です。電子衝撃機能は、グリッドを加熱して約 565 ボルトの高電位になることがあります。

最も一般的なイオンゲージは、グリッド内に小さなイオンコレクターを備えた熱陰極ベヤード・アルパートゲージです。真空への開口部を備えたガラスエンベロープで電極を囲むこともできますが、通常はヌードゲージを真空チャンバーに直接挿入し、ピンをチャンバーの壁にあるセラミックプレートに通します。熱陰極ゲージは、高温時に大気圧や低真空にさらされると、損傷したり、校正が失われたりすることがあります。熱陰極イオン化ゲージの測定値は常に対数です。

フィラメントから放出された電子は、グリッドの周りを数回往復運動した後、最終的にグリッドに入ります。この運動中に、一部の電子は気体分子と衝突してイオンと電子のペアを形成します（電子のイオン化）。これらのイオンの数は、フィラメントから放出された電子電流と気体分子密度の積に比例し、これらのイオンがコレクターに流れ込み、イオン電流を形成します。気体分子密度は圧力に比例するため、イオン電流を測定することで圧力を推定します。

熱陰極ゲージの低圧感度は光電効果によって制限されます。グリッドに当たる電子は X 線を生成し、イオンコレクターで光電ノイズを生成します。これにより、旧式の熱陰極ゲージの範囲は 10 ⁻⁸  Torr に制限され、ベヤード・アルパートゲージは約 10 ⁻¹⁰  Torr に制限されます。イオンコレクターとグリッド間の視線に陰極電位の追加のワイヤを配置すると、この効果を防​​止できます。抽出型では、イオンはワイヤではなく、開いた円錐によって引き付けられます。イオンは円錐のどの部分に当たるかを決めることができないため、穴を通過してイオンビームを形成します。このイオンビームは、次の場所に渡されます。

• ファラデーカップ
• ファラデーカップ付きマイクロチャネルプレート検出器
• ファラデーカップ付き四重極質量分析計
• マイクロチャネルプレート検出器とファラデーカップを備えた四重極質量分析装置
• イオン レンズと加速電圧を組み合わせてターゲットに向けると、スパッタ ガンが形成されます。この場合、バルブによってガスがグリッド ケージ内に流入します。

冷陰極電離真空計には、ペニング真空計（フランス・ミシェル・ペニングが発明）と、逆マグネトロン（レッドヘッド真空計とも呼ばれる）の 2 つのサブタイプがあります。この 2 つの主な違いは、陰極に対する陽極の位置です。どちらにもフィラメントはなく、動作にはそれぞれ約 4 kVのDC電位が必要です。逆マグネトロンは 1 × 10 ⁻¹² Torr まで測定できます。  

同様に、冷陰極真空計は、ガスがほとんど存在しないため電極電流を確立するのが難しいため、非常に低い圧力では始動しにくい場合があります。特に、軸対称の磁場を使用して電子の経路長を数メートルのオーダーで作成するペニング真空計ではそうです。周囲の空気中では、適切なイオン対が宇宙線によって至る所で形成されます。ペニング真空計では、放電経路の設定を容易にするための設計上の特徴が使用されています。たとえば、ペニング真空計の電極は通常、電子の電界放出を容易にするために細かく先細りになっています。

冷陰極ゲージのメンテナンス サイクルは、通常、ゲージが動作するガスの種類と圧力に応じて、数年単位で測定されます。ポンプ オイル分画などの有機成分を多く含むガスで冷陰極ゲージを使用すると、ゲージ内に繊細な炭素膜や破片が成長し、最終的にはゲージの電極が短絡したり、放電経路の生成が妨げられたりする可能性があります。

流体の流れが平衡状態にない場合、局所的な圧力が媒体の平均圧力よりも高くなったり低くなったりすることがあります。これらの乱れは、その発生源から伝播経路に沿った縦方向の圧力変化として伝播します。これは音とも呼ばれます。音圧は、音波によって生じる平均圧力からの瞬間的な局所圧力偏差です。音圧は、空気中のマイクロフォンと水中のハイドロフォンを使用して測定できます。有効音圧は、特定の時間間隔における瞬間音圧の二乗平均平方根です。音圧は通常小さく、多くの場合マイクロバール単位で表されます。

• 圧力センサーの周波数応答
• 共振

アメリカ機械学会 (ASME) は、圧力測定に関する 2 つの別個の規格 B40.100 と PTC 19.2 を開発しました。B40.100 は、圧力表示ダイヤル式および圧力デジタル表示ゲージ、ダイヤフラム シール、スナッバー、圧力リミッター バルブに関するガイドラインを提供します。PTC 19.2 は、ASME 性能試験コードをサポートするために圧力値を正確に決定するための指示とガイダンスを提供します。方法、機器、必要な計算、および適用される補正の選択は、測定の目的、許容される不確実性、および試験される機器の特性によって異なります。

圧力測定の方法とデータ転送に使用するプロトコルも提供されています。機器の設定と測定の不確実性の判定に関するガイダンスも提供されています。機器の種類、設計、適用可能な圧力範囲、精度、出力、および相対コストに関する情報も提供されています。また、現場環境で使用される圧力測定装置、つまりピストン ゲージ、マノメーター、低絶対圧 (真空) 機器に関する情報も提供されています。

これらの方法は、公開されている計測仕様と測定および適用技術を考慮し、現在の技術とエンジニアリングの知識に基づいて測定の不確かさを評価するのに役立つように設計されています。この補足資料は、圧力測定の不確かさを確立するための方法の使用に関するガイダンスを提供します。

• EN 472: 圧力計 - 用語集。
• EN 837-1 : 圧力計。ブルドン管圧力計。寸法、計測、要件およびテスト。
• EN 837-2 : 圧力計。圧力計の選択と設置に関する推奨事項。
• EN 837-3: 圧力計。ダイアフラムおよびカプセル圧力計。寸法、計測、要件、およびテスト。

• B40.100-2013: 圧力計およびゲージアタッチメント。
• PTC 19.2-2010: 圧力測定の性能テストコード。

圧力センサーには多くの用途があります。

• 圧力感知

ここで重要な測定は、単位面積あたりの力として表される圧力です。これは、気象計器、航空機、自動車、および圧力機能が実装されているその他の機械で役立ちます。

• 高度感知

これは、航空機、ロケット、衛星、気象観測気球、その他多くの用途で役立ちます。これらすべての用途では、高度に対する圧力の変化の関係を利用しています。この関係は、次の式によって決まります。^{[31]この式は、} 高度計 用に 36,090 フィート (11,000 m) まで較正されています。その範囲外では、圧力センサーごとに異なる計算方法で誤差が生じます。これらの誤差計算では、上昇するにつれて温度が変化することによって生じる誤差が考慮されます。 $${\displaystyle h=(1-(P/P_{\mathrm {ref} })^{0.190284})\times 145366.45\mathrm {ft} }$$

気圧センサーの高度分解能は 1 メートル未満で、GPS システム (高度分解能約 20 メートル) よりも大幅に優れています。ナビゲーション アプリケーションでは、高度計は、自動車ナビゲーション用の道路の積み重ねレベルと、歩行者ナビゲーション用の建物の床レベルを区別するために使用されます。

• フローセンシング

これは、ベンチュリ効果と圧力センサーを組み合わせて流量を測定する方法です。差圧は、ベンチュリ管の異なる開口部を持つ 2 つのセグメント間で測定されます。2 つのセグメント間の圧力差は、ベンチュリ管を通る流量に正比例します。圧力差は比較的小さいため、ほとんどの場合、低圧センサーが必要になります。

• レベル/深度検知

圧力センサーは、液体のレベルを計算するためにも使用できます。この技術は、水中に沈んだ物体 (ダイバーや潜水艦など) の深さや、タンク内の内容物 (給水塔など) のレベルを測定するためによく使用されます。ほとんどの実用的目的において、液体のレベルは圧力に正比例します。内容物が大気圧下にある淡水の場合、1psi = 27.7 inH_{​​ 2} O / 1Pa = 9.81 mmH ₂ O です。このような測定の基本式は 、P = 圧力、ρ = 液体の密度、g = 標準重力、h = 圧力センサーより上の液体柱の高さです。 $${\displaystyle P=\rho gh}$$

• リークテスト

圧力センサーは、システムの漏れによる圧力の低下を感知するために使用できます。これは通常、差圧を使用して既知の漏れと比較するか、圧力センサーを使用して時間の経過に伴う圧力の変化を測定することによって行われます。

• 地下水測定

ピエゾメーターは、重力に逆らって上昇する液体の柱の高さを測定することによってシステム内の液体の圧力を測定するために使用される装置、または特定のポイントでの地下水^{[32]の圧力（より正確には、}ピエゾメトリックヘッド）を測定する装置です。ピエゾメーターは静圧を測定するように設計されているため、流体の流れに向けられていない点でピトー管とは異なります。観測井戸は地層内の水位に関する情報を提供しますが、手動で読み取る必要があります。いくつかのタイプの電気圧力トランスデューサーは自動的に読み取ることができるため、データの取得がより便利になります。

土質工学における最初の圧力計は、帯水層 に設置されたオープンウェルまたはスタンドパイプ（カサグランデ圧力計と呼ばれることもある）^[33]でした。カサグランデ圧力計は通常、測定対象の深さまでは固体ケーシングで、水圧を測定するゾーン内にはスロット付きまたはスクリーン付きのケーシングがあります。ケーシングは、表層水が地下水を汚染するのを防ぐために、粘土、ベントナイト、またはコンクリートで掘削孔内に密閉されています。非圧帯水層では、特に流速の垂直成分が大きい場合、圧力計の水位は地下水位と正確には一致しません。被圧帯水層で自噴条件下の場合、圧力計の水位は帯水層内の圧力を示しますが、必ずしも地下水位を示すとは限りません。^[34]圧力計の井戸は生産井戸よりも直径がはるかに小さく、直径5cmのスタンドパイプが一般的です。

耐久性のあるケースに入ったピエゾメーターは、設置地点の地下水圧を測定するために地中に埋めたり押し込んだりすることができます。圧力ゲージ (トランスデューサー) は、振動ワイヤー、空気圧、またはひずみゲージのいずれかで作動し、圧力を電気信号に変換します。これらのピエゾメーターはケーブルで地表に接続され、データ ロガーまたはポータブル読み取りユニットで読み取ることができるため、オープン スタンドパイプ ピエゾメーターよりも高速で頻繁な読み取りが可能になります。

• 米海軍 (2016 年 12 月 1 日)。米国海軍潜水マニュアル改訂版 7 SS521-AG-PRO-010 0910-LP-115-1921 (PDF) 。ワシントン DC: 米国海軍海洋システム司令部。2016年 12 月 28 日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。

• 自家製圧力計
• 圧力計