絶対圧力とゲージ圧力：計算式、具体例、換算方法の解説

重要な 教訓

• ゲージ圧力は現在の大気圧を基準として測定されるのに対し、絶対圧力は完全真空を基準として測定されます。
• 絶対圧＝ゲージ圧＋大気圧
• 海抜0メートルでは、大気圧は約101.3 kPa（約1.013 bar、約14.7 psi、約760 mmHg）です。
• ほとんどの機械式圧力計はゲージ圧力を表示しますが、真空計や絶対圧力変送器は絶対圧力を表示します。
• 国際プロジェクトでは、「psi」「bar」「kPa」「MPa」などの単位がゲージ圧力か絶対圧力を意味するかを必ず確認してください。

同一スケールにおける絶対圧力とゲージ圧力：ゲージ圧力は大気圧をゼロ点として読み取り、絶対圧力は完全真空をゼロ点として読み取ります。

ごあいさつ

絶対圧とゲージ圧は、同じ物理量を表す異なる2つの方法です。これらを混同すると、実際の問題が生じます。圧力計、圧力変送器、真空計、またはバルブを取り扱うエンジニアや購買担当者は、この違いを日々意識して業務を行っています。

基準が誤っている場合：

• バルブの耐圧等級が不適切に選定される可能性があります。
• 変送器の測定範囲が誤って選ばれる可能性があります。
• 真空システムの設計基準（基準圧）が誤っている可能性があります。

本ガイドでは、絶対圧とゲージ圧の違いを解説し、換算式を示し、具体的な例題を用いて計算手順を丁寧に解説します。さらに、単位換算表を掲載し、この区別がバルブおよび計測機器の選定にどのように影響するかを説明します。

1. ゲージ圧とは？

ゲージ圧は、現在の大気圧を基準として測定された圧力です。一般的な機械式圧力計の表示値は、すべてゲージ圧です。

例：タイヤの空気圧が250 kPaと表示されている場合、これはゲージ圧（計器圧）であり、周囲の大気圧より250 kPa高いことを意味します。

ゲージ圧の主な応用例：

• 乗用車用タイヤ
• 給水配管システム
• 圧縮空気配管
• 水力システム
• ほとんどの機械式圧力計

接頭辞「a」（絶対圧）または「g」（ゲージ圧）を明記しない場合、圧力値は通常、ゲージ圧として扱われます。

250 kPa ＝ 250 kPa ゲージ圧

250 kPag ＝ 250 kPa ゲージ圧

psig ＝ ゲージ圧（1平方インチあたりのポンド数）

2．絶対圧とは？

絶対圧は、完全真空を基準として測定されます。これは気体または液体の実際の物理的な圧力を表すものであり、以下の用途で必要となる値です：

• 真空システム
• 化学・蒸留プロセス
• 極低温システム
• 高精度圧力測定
• 絶対圧用トランスミッタ

例：自動車のタイヤのゲージ圧が250 kPaで、その場所の大気圧が約101 kPaの場合：

絶対圧力＝ゲージ圧力＋大気圧

絶対圧 ＝ 250 kPa ＋ 101 kPa ＝ 351 kPa

したがって、このタイヤの絶対圧は約351 kPa（絶対）であり、351 kPa(abs) または 351 kPa(a) と表記されます。

3．2つの圧力の関係を表す式

絶対圧力＝ゲージ圧力＋大気圧

ゲージ圧力＝絶対圧力－大気圧

標準大気条件下では：

大気圧 ≈ 101.3 kPa ≈ 1.013 bar ≈ 14.7 psi ≈ 760 mmHg

表1　ゲージ圧力から絶対圧力への換算例

4. 大気圧が重要な理由

海抜0メートルでは、大気圧はおよそ以下の値です：

101.3 kPa ＝ 1.013 bar ＝ 14.7 psi ＝ 760 mmHg

大気圧は標高とともに低下します：

表2：標高別の概略大気圧

これは、高所では呼吸が困難になる理由です。酸素の絶対圧力が低くなるためです。計測器にとっては、実用上の影響として以下のような点があります。

• ゲージ圧用圧力トランスミッタの読み取り値は、天候や標高の変化によってドリフトする可能性があります。
• 絶対圧用圧力トランスミッタは、真空状態でゼロ点が安定しています。
• 真空の測定は通常、絶対圧で表されます。

5．機械式圧力計の読み方

ほとんどの機械式圧力計はゲージ圧を表示します。一般的なタイプは以下の3種類です。

代表的な機械式圧力計の3種類：正圧用、複合（正圧・負圧）用、純真空用。

5.1 正圧用圧力計

一般的な測定範囲：0～100 kPa／0～1,000 kPa／0～10 bar。大気圧下では針が「0」に位置します。ポンプ、配管、圧縮空気、給水システムなどに最も広く使われるタイプです。

5.2 複合（正圧・負圧）用圧力計

一般的な測定範囲：−101 kPa ～ 0 ～ 700 kPa、または −1 bar ～ 0 ～ 10 bar。ゼロ点はスケールの中央に位置し、大気圧に対応します。この種のゲージは、一方で真空を、他方で正のゲージ圧力を測定します。

5.3 純粋真空計

一般的な測定範囲：−101 kPa ～ 0 kPa。大気圧ではゲージ圧として 0 kPa、完全真空ではゲージ圧として −101 kPa（絶対圧で 0 kPa）を示します。現在では、純粋な機械式真空計よりも、絶対圧トランスミッターによる真空測定が一般的です。

6. 圧力単位換算表

業界によって使用される圧力単位は異なります。代表的な換算関係は以下のとおりです。

1 Torr ＝ 1 mmHg ≈ 133 Pa

1 mbar ＝ 0.001 bar ＝ 100 Pa

1 bar ＝ 100 kPa ＝ 0.1 MPa

1 bar ≈ 14.5 psi

1 MPa ＝ 10 bar ≈ 145 psi

1 psi ≈ 6.895 kPa

圧力単位の素早い換算を支援するリファレンスカード。

表3：圧力単位の素早い換算表

多くの市場では、1 bar ≈ 1 kgf/cm² とみなされることが一般的です。厳密には1 kgf/cm² ＝ 0.980665 barですが、日常的なエンジニアリング実務ではこの近似が広く用いられています。

7. 「psig」と「psia」とは何を意味しますか？

英語の技術文書では、次のように記載されます。

psig ＝ ゲージ圧（1平方インチあたりのポンド数）

psia ＝ 絶対圧（1平方インチあたりのポンド数）

大気圧が14.7 psiの場合の例：

100 psig ＝ 100 ＋ 14.7 ＝ 114.7 psia

100 psia ＝ 100 － 14.7 ＝ 85.3 psig

psigとpsiaの関係：大気圧14.7 psiのもとで、100 psigは114.7 psiaに相当します。

国際プロジェクトではこの区別が重要です。「psi」とだけ記載されている仕様書がある場合、それがゲージ圧（計測圧）を指すのか、それとも絶対圧を指すのかを必ず確認してください。

8. バルブおよび計装機器の選定におけるゲージ圧と絶対圧

バルブの耐圧性能は、しばしばゲージ圧で示されますが、必ずしもそうとは限りません。計装機器については、基準圧（ゲージまたは絶対）を明確に特定する必要があります。

表4　装置別典型的圧力基準

バルブまたは計器を選定する際は、以下の点を確認してください：

• 記載されている数値はゲージ圧か、それとも絶対圧か？
• 当地の大気圧はいくらですか？
• アプリケーションは大気圧より高いですか、それとも低いですか？
• 計器の出力は制御システムと一致していますか？
• 使用する単位は何ですか？（bar、kPa、MPa、psi、psig、psia）

9．実際の選定例：バルブおよび圧力変送器

顧客から「運転圧力0.6 MPa、真空蒸留用途、圧力変送器」という仕様が提示されました。この仕様は不完全です。

0.6 MPa（ゲージ圧）を意味する場合：

絶対圧 ＝ 0.6 MPa ＋ 0.1013 MPa ＝ 0.7013 MPa（a）

0.6 MPa（絶対圧）を意味する場合：

ゲージ圧 ＝ 0.6 MPa － 0.1013 MPa ＝ 0.4987 MPa（g）

2つの測定値の差は約0.2026 MPa（およそ2 bar）です。真空蒸留プロセスでは、この差は四捨五入誤差ではなく、圧力変送器のレンジや制御弁のクラスを誤って選定することにつながります。

10．まとめ

• ゲージ圧力は大気圧をゼロとして計測します。
• 絶対圧力は完全真空をゼロとして計測します。
• 絶対圧＝ゲージ圧＋大気圧
• 海抜0メートルでは、大気圧は約101.3 kPa（約1.013 bar、約14.7 psi）です。
• ほとんどの機械式圧力計はゲージ圧力を表示します。
• 真空計および絶対圧力用変送器は絶対圧力を表示します。
• psig＝ゲージ圧力、psia＝絶対圧力
• 国際プロジェクトでは、必ずゲージ圧力か絶対圧力かを確認してください。

よくある質問

絶対圧力とゲージ圧力の違いは何ですか？

絶対圧力は完全真空を基準として測定されます。ゲージ圧力は、その場所の大気圧を基準として測定されます。

ゲージ圧力を絶対圧力に換算するにはどうすればよいですか？

絶対圧＝ゲージ圧＋大気圧

絶対圧力をゲージ圧力に換算するにはどうすればよいですか？

ゲージ圧力 ＝ 絶対圧力 － 大気圧

100 psig と 100 psia は同じですか？

いいえ。大気圧が14.7 psiの場合、100 psig は 114.7 psia に、100 psia は 85.3 psig に相当します。

機械式圧力計は絶対圧力を表示しますか？

ほとんどの機械式圧力計はゲージ圧力を表示します。絶対圧力を測定する圧力計も存在しますが、一般的な機械式圧力測定ではあまり使用されません。

なぜ真空システムでは絶対圧力が用いられるのですか？

真空状態は大気圧より低い圧力であるため、絶対圧力は 0 kPa(abs) を明確なゼロ基準として、大気圧までを一貫して表すことができます。

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バルブまたは圧力計器の選定にあたっては、使用圧力、流体、使用温度、接続規格を当社エンジニアリングチームまでお知らせください。また、ご提示の圧力値がゲージ圧か絶対圧かも併せてご明記ください。