ระดับความสูงสามารถกำหนดได้โดยการวัดความดันบรรยากาศยิ่งระดับความสูงมากเท่าไร ความดันก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น เมื่อบารอมิเตอร์ได้รับการปรับเทียบแบบไม่เชิงเส้นเพื่อแสดงระดับความสูง เครื่องมือดังกล่าวจะเป็นเครื่องวัดระดับความสูง ชนิดหนึ่ง ที่เรียกว่าเครื่องวัดระดับความสูงแบบความดันหรือเครื่องวัดระดับความสูงแบบบารอมิเตอร์เครื่องวัดระดับความสูงแบบความดันเป็นเครื่องวัดระดับความสูงที่พบในเครื่องบิน ส่วนใหญ่ และนักกระโดดร่มใช้แบบติดข้อมือเพื่อวัตถุประสงค์ที่คล้ายกัน นักเดินป่าและนักปีนเขาใช้เครื่องวัดระดับความสูงแบบติดข้อมือหรือแบบถือด้วยมือ นอกเหนือจากเครื่องมือการนำทางอื่นๆ เช่น แผนที่ เข็มทิศแม่เหล็ก และเครื่องรับระบบนำทางด้วยดาวเทียมทั่วโลก (GNSS) เช่น GPS

การปรับเทียบเครื่องวัดความสูงเป็นไปตามสมการ

${\displaystyle z=c\;T\;\log(P_{o}/P),}$^{[ 1 ]}

โดยที่ c เป็นค่าคงที่ T เป็นอุณหภูมิสัมบูรณ์ P เป็นความดันที่ระดับความสูง z และ Po _เป็นความดันที่ระดับน้ำทะเล ค่าคงที่ c ขึ้นอยู่กับความเร่งโน้มถ่วงและมวลโมลาร์ของอากาศ อย่างไรก็ตาม ต้องตระหนักว่าเครื่องวัดความสูงประเภทนี้อาศัย " ความสูงตามความหนาแน่น " และค่าที่อ่านได้อาจแตกต่างกันหลายร้อยฟุตเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความดันอากาศอย่างกะทันหัน เช่น จากแนวปะทะอากาศเย็น โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงระดับความสูงที่แท้จริง^{[ 2 ]}

หน่วยวัด ที่ใช้ กันทั่วไปสำหรับการสอบเทียบเครื่องวัดความสูงทั่วโลกคือเฮกโตปาสคาล (hPa) ยกเว้นในอเมริกาเหนือและญี่ปุ่น ซึ่งใช้หน่วยนิ้วปรอท (inHg) ^{[ 3 ]}เพื่อให้ได้ค่าความสูงที่แม่นยำ เครื่องวัดความสูงแบบความดันต้องได้รับการสอบเทียบกับความดันบรรยากาศในพื้นที่โดยใช้ สูตรความ ดัน บรรยากาศ

หลักการทางวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังเครื่องวัดความสูงด้วยความดันถูกเขียนขึ้นครั้งแรกโดยบาทหลวงอเล็กซานเดอร์ ไบรซ์นักบวชและนักดาราศาสตร์ชาวสกอตแลนด์ ซึ่งในปี 1772 ได้ตระหนักว่าหลักการของบารอมิเตอร์สามารถปรับเพื่อวัดความสูงได้^{[ 4 ]}

เครื่องวัดความสูงแบบบารอมิเตอร์ เมื่อใช้ร่วมกับแผนที่ภูมิประเทศ จะช่วยตรวจสอบตำแหน่งที่ตั้งได้ มีความน่าเชื่อถือและแม่นยำกว่าเครื่องรับสัญญาณดาวเทียมนำทางทั่วโลก (GNSS) (เช่น เครื่องรับสัญญาณ GPS) ในการวัดระดับความสูง สัญญาณ GNSS อาจไม่สามารถใช้งานได้ เช่น เมื่ออยู่ลึกเข้าไปในหุบเขา หรืออาจให้ค่าความสูงที่คลาดเคลื่อนอย่างมากเมื่อดาวเทียมที่ใช้งานได้ทั้งหมดอยู่ใกล้ขอบฟ้า เนื่องจากความดันบรรยากาศเปลี่ยนแปลงไปตามสภาพอากาศ นักเดินป่าจึงต้องปรับเทียบเครื่องวัดความสูงเป็นระยะเมื่อถึงระดับความสูงที่ทราบ เช่น จุดแยกเส้นทางหรือยอดเขาที่ทำเครื่องหมายไว้บนแผนที่ภูมิประเทศ

เครื่องวัดระดับความสูงเป็นอุปกรณ์สำคัญที่สุดในการกระโดดร่ม รองจากร่มชูชีพ การรับรู้ระดับความสูงมีความสำคัญอย่างยิ่งตลอดเวลาในระหว่างการกระโดด และเป็นตัวกำหนดการตอบสนองที่เหมาะสมเพื่อรักษาความปลอดภัย

เนื่องจากการรับรู้ระดับความสูงมีความสำคัญมากในการกระโดดร่ม จึงมีการออกแบบเครื่องวัดระดับความสูงหลากหลายแบบที่ทำขึ้นโดยเฉพาะสำหรับใช้ในกีฬาชนิดนี้ และนักกระโดดร่มที่ไม่ใช่นักเรียนมักจะใช้เครื่องวัดระดับความสูงสองเครื่องขึ้นไปในการกระโดดครั้งเดียว: ^{[ 5 ]}

• เครื่องวัดความสูงแบบกลไกชนิดอนาล็อกที่ติดตั้งบนมือ ข้อมือ หรือหน้าอกเป็นอุปกรณ์พื้นฐานและพบได้ทั่วไปมากที่สุด และถูกใช้โดย (และโดยทั่วไปแล้วเป็นข้อบังคับสำหรับ) นักกระโดดร่มฝึกหัดเกือบทุกคน ดีไซน์ทั่วไปจะมีหน้าปัดที่ทำเครื่องหมายไว้ตั้งแต่ 0 ถึง 4000 เมตร (หรือ 0 ถึง 12000 ฟุต เลียนแบบหน้าปัดนาฬิกา ) โดยมีลูกศรชี้ไปยังระดับความสูงปัจจุบัน หน้าปัดจะมีส่วนที่ทำเครื่องหมายไว้อย่างชัดเจนด้วยสีเหลืองและสีแดง ซึ่งแสดงถึงระดับความสูงที่แนะนำสำหรับการลงจอด และระดับความสูงสำหรับการตัดสินใจในขั้นตอนฉุกเฉิน (ที่รู้จักกันทั่วไปว่า "hard deck") ตามลำดับ เครื่องวัดความสูงแบบกลไกจะมีปุ่มที่ต้องปรับด้วยตนเองเพื่อให้ชี้ไปที่ 0 บนพื้นดินก่อนกระโดด และหากจุดลงจอดไม่ได้อยู่ที่ระดับความสูงเดียวกับจุดขึ้นบิน ผู้ใช้จะต้องปรับให้เหมาะสม นอกจากนี้ยังมีเครื่องวัดความสูงแบบอิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูงบางรุ่นที่ใช้จอแสดงผลแบบอนาล็อกที่คุ้นเคย แม้ว่าจะทำงานในระบบดิจิทัลภายในก็ตาม
• เครื่องวัดความสูงแบบดิจิทัลจะติดตั้งไว้ที่ข้อมือหรือมือ เครื่องวัดความสูงประเภทนี้ทำงานด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์เสมอ และแสดงความสูงเป็นตัวเลข แทนที่จะเป็นเข็มชี้บนหน้าปัด เนื่องจากเครื่องวัดความสูงเหล่านี้มีวงจรไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับการคำนวณความสูงอยู่แล้ว จึงมักมีฟังก์ชันเสริมต่างๆ เช่น สมุดบันทึกอิเล็กทรอนิกส์ การเล่นซ้ำโปรไฟล์การกระโดดแบบเรียลไทม์ การแสดงความเร็ว โหมดจำลองสำหรับการฝึกภาคพื้นดิน เป็นต้น เครื่องวัดความสูงแบบอิเล็กทรอนิกส์จะเปิดใช้งานบนพื้นดินก่อนการกระโดด และจะปรับเทียบโดยอัตโนมัติให้ชี้ไปที่ 0 ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่ผู้ใช้จะต้องไม่เปิดใช้งานก่อนเวลาที่จำเป็น เพื่อหลีกเลี่ยงตัวอย่างเช่น การขับรถไปยังจุดลงจอดที่อยู่ระดับความสูงแตกต่างจากบ้าน ซึ่งอาจทำให้เกิดการอ่านค่าผิดพลาดที่อาจเป็นอันตรายถึงชีวิตได้ หากจุดลงจอดที่ตั้งใจไว้มีระดับความสูงแตกต่างจากจุดขึ้นบิน ผู้ใช้จำเป็นต้องป้อนค่าชดเชยที่เหมาะสมโดยใช้ฟังก์ชันที่กำหนดไว้
• เครื่องวัดระดับความสูงแบบส่งเสียง (หรือที่รู้จักกันในชื่อ "dytters" ซึ่งเป็นเครื่องหมายการค้าทั่วไปของผลิตภัณฑ์ชนิดแรกในตลาด) จะถูกติดตั้งไว้ในหมวกกันน็อค และจะส่งเสียงเตือนเมื่อถึงระดับความสูงที่กำหนดไว้ เครื่องวัดระดับความสูงแบบส่งเสียงในปัจจุบันได้รับการพัฒนาอย่างมากจากรุ่นแรกๆ ที่ยังไม่สมบูรณ์ และมีฟังก์ชันมากมาย เช่น เสียงเตือนหลายระดับเสียงที่ระดับความสูงต่างๆ โปรไฟล์ที่บันทึกไว้หลายโปรไฟล์ที่สามารถสลับได้อย่างรวดเร็ว สมุดบันทึกอิเล็กทรอนิกส์พร้อมการถ่ายโอนข้อมูลไปยังพีซีเพื่อการวิเคราะห์ในภายหลัง โหมดการกระโดดร่มอิสระและโหมดร่มชูชีพที่แตกต่างกันพร้อมระดับความสูงในการเตือนที่แตกต่างกัน เสียงนำทางสำหรับการลงจอดแบบ โฉบเป็นต้น เครื่องวัดระดับความสูงแบบส่งเสียงเป็นอุปกรณ์เสริมเท่านั้น และไม่ได้มาแทนที่ แต่เป็นส่วนเสริมของเครื่องวัดระดับความสูงแบบมองเห็นได้ ซึ่งยังคงเป็นเครื่องมือหลักในการรักษาระดับการรับรู้ความสูง การเกิดขึ้นของกีฬาโดดร่มสมัยใหม่ เช่นการบินอิสระ (freeflying ) ซึ่งอาจ มองไม่เห็นพื้นดินเป็นเวลานาน ทำให้การใช้เครื่องวัดระดับความสูงแบบส่งเสียงเป็นที่แพร่หลาย และหมวกกันน็อคโดดร่มเกือบทุกรุ่นจะมีช่องสำหรับติดตั้งเครื่องวัดระดับความสูงแบบส่งเสียงอย่างน้อยหนึ่งช่อง ไม่แนะนำให้ใช้เครื่องส่งเสียงเตือน และมักถูกห้ามใช้โดยนักกระโดดร่มฝึกหัด เนื่องจากพวกเขาจำเป็นต้องสร้างระบบการรับรู้ระดับความสูงที่เหมาะสมด้วยตนเอง
• เครื่องวัดความสูงเสริมแบบภาพไม่ได้แสดงความสูงที่แม่นยำ แต่ช่วยรักษาระดับความสูงโดยทั่วไปไว้ในสายตาด้านข้าง อาจทำงานร่วมกับเครื่องวัดความสูงแบบเสียงที่มีพอร์ตที่เหมาะสม โดยจะส่งสัญญาณเตือนด้วยแสงวาบเสริมกับเสียงเตือน หรืออาจทำงานแบบเดี่ยวๆ และใช้โหมดการแสดงผลอื่น เช่น แสดงแสงสีเขียวหรือสีแดงขึ้นอยู่กับระดับความสูง

• เครื่องวัดความสูงแบบพูดได้ (หรือที่เรียกว่าเครื่องวัดความสูงด้วยเสียง) ผสมผสานฟังก์ชันการวัดความสูงทั้งแบบเสียงและแบบภาพเข้าด้วยกัน อุปกรณ์ประเภทนี้ทำงานได้ในทุกระดับความสูงที่พบในการกระโดดร่ม และจะประกาศความสูงเป็นตัวเลขในภาษาแม่ของผู้กระโดดร่ม อุปกรณ์เหล่านี้จะถูกใส่เข้าไปในหมวกกันน็อคเช่นเดียวกับเครื่องวัดความสูงแบบเสียง และมีการปรับระดับเสียงอัตโนมัติตามความเร็วของผู้กระโดดร่ม เป้าหมายหลักของเครื่องวัดความสูงประเภทนี้คือเพื่อให้แน่ใจว่าผู้กระโดดร่มรู้ตำแหน่งของตนเองอยู่เสมอ คุณสมบัตินี้มีประโยชน์สำหรับนักกระโดดร่มที่มีประสบการณ์ ตลอดจน ผู้จัดระเบียบการ กระโดดร่มแบบหมู่หรือผู้ฝึกสอนการกระโดดร่มแบบเร่งความเร็ว

การเลือกใช้เครื่องวัดความสูงที่แน่นอนนั้นขึ้นอยู่กับความชอบ ระดับประสบการณ์ สาขาวิชาหลัก และประเภทของการกระโดดของนักกระโดดร่มแต่ละคน^{[ 6 ]}ในอีกด้านหนึ่ง การกระโดดสาธิตที่ระดับความสูงต่ำโดยลงจอดบนน้ำและไม่มีการตกอย่างอิสระอาจยกเว้นการใช้เครื่องวัดความสูงตามข้อกำหนดและไม่ใช้มันเลย ในทางตรงกันข้าม นักกระโดดร่มที่ทำการ กระโดด แบบฟรีฟลายอิ้งและบินร่มชูชีพประสิทธิภาพสูงอาจใช้เครื่องวัดความสูงแบบอนาล็อกเชิงกลเพื่อใช้อ้างอิงได้ง่ายในระหว่างการตกอย่างอิสระ ใช้เสียงเตือนในหมวกกันน็อคสำหรับเตือนระดับความสูงที่ผิดพลาด นอกจากนี้ยังตั้งโปรแกรมด้วยเสียงนำทางสำหรับการโฉบลงขณะบินร่มชูชีพ รวมถึงเครื่องวัดความสูงแบบดิจิทัลบนสายรัดแขนเพื่อดูระดับความสูงที่แม่นยำอย่างรวดเร็วเมื่อเข้าใกล้เป้าหมาย นักกระโดดร่มอีกคนหนึ่งที่ทำการกระโดดประเภทเดียวกันอาจสวมเครื่องวัดความสูงแบบดิจิทัลเป็นอุปกรณ์หลักในการมองเห็น โดยชอบการอ่านค่าระดับความสูงโดยตรงจากจอแสดงผลตัวเลข

ในเครื่องบิน เครื่องวัดความสูงแบบแอนเนอรอยด์หรือเครื่องวัดความดันบรรยากาศแบบแอนเนอรอยด์จะวัดความดันบรรยากาศจากช่องรับความดันภายนอกเครื่องบิน ความดันอากาศจะลดลงเมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น โดยประมาณ 100 เฮกโตปาสคาลต่อความสูง 800 เมตรหรือ 1 นิ้วปรอทต่อความสูง 1,000 ฟุตหรือ 1 เฮกโตปาสคาลต่อความสูง 30 ฟุตใกล้ระดับน้ำทะเล

เครื่องวัดความสูงแบบแอนเนอรอยด์ได้รับการปรับเทียบให้แสดงความดันโดยตรงเป็นระดับความสูงเหนือระดับน้ำทะเล เฉลี่ย ตามแบบจำลองบรรยากาศ ทางคณิตศาสตร์ ที่กำหนดโดยมาตรฐานบรรยากาศสากล (ISA) เครื่องบินรุ่นเก่าใช้เครื่องวัดความดันบรรยากาศแบบแอนเนอรอยด์ อย่างง่าย โดยเข็มจะหมุนรอบหน้าปัดน้อยกว่าหนึ่งรอบจากศูนย์ถึงค่าสูงสุด การออกแบบนี้พัฒนามาเป็นเครื่องวัดความสูงแบบสามเข็ม โดยมีเข็มหลักหนึ่งเข็มและเข็มรองหนึ่งเข็มหรือมากกว่านั้นที่แสดงจำนวนรอบการหมุน คล้ายกับหน้าปัดนาฬิกากล่าวคือ เข็มแต่ละเข็มชี้ไปยังตัวเลขที่แตกต่างกันของการวัดความสูงในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม การออกแบบนี้ไม่เป็นที่นิยมอีกต่อไปเนื่องจากมีความเสี่ยงที่จะอ่านค่าผิดพลาดในสถานการณ์ที่ตึงเครียด การออกแบบจึงพัฒนาต่อไปเป็นเครื่องวัดความสูงแบบดรัม ซึ่งเป็นขั้นตอนสุดท้ายของเครื่องมือวัดแบบอนาล็อก โดยการหมุนแต่ละรอบของเข็มเดียวจะคิดเป็น 1,000 ฟุต (300 เมตร) โดยมีการบันทึกค่าเพิ่มขึ้นทีละพันฟุตบนดรัมแบบมาตรวัดระยะทางเชิง ตัวเลข ในการกำหนดระดับความสูง นักบินต้องอ่านค่าจากดรัมก่อนเพื่อกำหนดหลักพันฟุต จากนั้นจึงดูที่เข็มเพื่อกำหนดหลักร้อยฟุต เครื่องวัดระดับความสูงแบบอนาล็อกสมัยใหม่ในเครื่องบินขนส่งมักจะเป็นแบบดรัม การพัฒนาล่าสุดที่ช่วยให้มองเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้นคือระบบเครื่องมือวัดการบินแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีจอแสดงผลเครื่องวัดระดับความสูงแบบดิจิทัลในตัว เทคโนโลยีนี้ได้ถูกนำมาใช้จากเครื่องบินโดยสาร และเครื่องบินทหารจนกลายเป็นมาตรฐานใน เครื่องบิน ทั่วไปหลายลำในปัจจุบัน

เครื่องบินสมัยใหม่ใช้ "เครื่องวัดความสูงแบบไวต่อการเปลี่ยนแปลง" บนเครื่องวัดความสูงแบบไวต่อการเปลี่ยนแปลง ความดันอ้างอิงระดับน้ำทะเลสามารถปรับได้ด้วยปุ่มปรับ ความดันอ้างอิงในหน่วยนิ้วปรอทในแคนาดาและสหรัฐอเมริกาและเฮกโตปาสคาล ( เดิมคือมิลลิบาร์ ) ในที่อื่นๆ จะแสดงในหน้าต่างKollsmanขนาด เล็ก ^{[ 8 ]}บนหน้าปัดเครื่องวัดความสูงของเครื่องบิน สิ่งนี้จำเป็น เนื่องจากความดันบรรยากาศอ้างอิงระดับน้ำทะเล ณ ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งจะเปลี่ยนแปลงไปตามเวลาตามอุณหภูมิและการเคลื่อนที่ของระบบความดันในชั้นบรรยากาศ

ใน ศัพท์ ทางการบินความดันอากาศระดับภูมิภาคหรือท้องถิ่นที่ระดับน้ำทะเลปานกลาง (MSL) เรียกว่าQNHหรือ " ค่าที่ตั้งไว้สำหรับเครื่องวัดความสูง " และความดันที่จะใช้ในการปรับเทียบเครื่องวัดความสูงเพื่อให้แสดงความสูงเหนือพื้นดิน ณสนามบิน แห่งใดแห่งหนึ่ง เรียกว่าQFEของสนามบินนั้น อย่างไรก็ตาม เครื่องวัดความสูงไม่สามารถปรับแก้ความแปรผันของอุณหภูมิอากาศได้ ความแตกต่างของอุณหภูมิจากแบบจำลอง ISA จะทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการแสดงความสูงตามเครื่องวัดความสูง

ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ เครื่องวัดความสูงแบบกลไกแยกส่วนที่ใช้ไดอะแฟรม ได้ ถูกแทนที่ด้วยระบบวัดแบบบูรณาการที่เรียกว่าคอมพิวเตอร์ข้อมูลอากาศ (ADC) โมดูลนี้จะวัดความสูง ความเร็วในการบิน และอุณหภูมิภายนอก เพื่อให้ได้ข้อมูลเอาต์พุตที่แม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมการบินอัตโนมัติและ การแบ่ง ระดับความสูงได้ สามารถใช้เครื่องวัดความสูงหลายตัวเพื่อออกแบบระบบอ้างอิงความดันเพื่อให้ข้อมูลเกี่ยวกับมุมตำแหน่งของเครื่องบิน เพื่อสนับสนุนการคำนวณของ ระบบนำทางเฉื่อย ต่อไป

นักบินสามารถตรวจสอบมาตรวัดความสูงก่อนบินได้โดยตั้งมาตราส่วนความดันบรรยากาศให้ตรงกับการตั้งค่ามาตรวัดความสูงที่รายงานในปัจจุบัน เข็มมาตรวัดความสูงควรชี้ไปยังระดับความสูงของสนามบินที่สำรวจไว้^{[ 9 ]}สำนักงานบริหารการบินแห่งสหรัฐอเมริกา (FAA ) กำหนดว่าหากค่าที่แสดงคลาดเคลื่อนไปมากกว่า 75 ฟุต (23 เมตร) จากระดับความสูงของสนามบินที่สำรวจไว้ จะต้องทำการปรับเทียบเครื่องมือใหม่^{[ 10 ]}

เครื่องวัดระดับความสูงเป็นอุปกรณ์เสริมในรถยนต์ออฟโรดเพื่อช่วยในการนำทาง รถยนต์หรูสมรรถนะสูงบางรุ่นที่ไม่เคยออกแบบมาเพื่อวิ่งบนถนนที่ไม่ลาดยาง เช่นDuesenbergในช่วงทศวรรษ 1930 ก็ติดตั้งเครื่องวัดระดับความสูงเช่นกัน