1）测量原理
在饱和土壤中，水分于土壤孔隙中形成不等的曲率毛管弯月面。由于土粒是浸润物质，其弯月面呈凹形，致使土壤产生了毛管水的附加负压力。各种土壤由于结构、质地、有机质含量以及孔性的差异，它所表现的负压力也随之不同。因此，尽管土壤含水量相等，但其所产生的负压力却不等。在同一土壤中，在一定含水量条件下，土壤所表现的负压力基本上是一定的，其负压力随土壤含水量的增加而减少，它们之间呈函数关系。通过土壤水分与负压力的函数关系，可以从负压力的变化求得土壤含水量。
2）负压计的构造
负压计主要由多孔陶土管、水银压力计（负压力表）、蓄水管以及连接管道组成（见图6.7）。
陶土管是负压计的关键部件，其规格及质量至关重要。当蓄水瓶或蓄水管-负压表（水银压力计）-陶土管-连接管道的整个密闭系统中充满水后，调节压力表或水银压力计的指针为0.00，然后将陶土管插入所测定的土层中，土样立即吸取陶土管中的水分（陶土管为多孔体，透水不透气），仪器内部即产生负压力，当仪器内部负压力与土样负压力平衡时，水分不再外流。如土壤湿度增加，土壤中水分经陶土管流入仪器蓄水瓶或蓄水管,当仪器内压与土壤中负压力相等，水分再度停止运动。由于土壤湿度的变化，引起仪器中水分外流或内流，通过连续的水银计（或负压表），可观测负压的变化，从而反映水分移动情况及数量。
3）陶土管的选择
陶土管壁孔隙应为0.9?1.3μm在饱和水分的条件下，使管壁受0.85atm（latm=.kPa）时，管壁应有一定的透水能力，但不透气。为了测验陶土管是否透气，可将陶土管接上抽气机，于水中抽水，使水单向流经管壁约2h（此时管壁中孔隙应已全部充满水），随后，再将陶土管接到打气筒上，当打气筒达到0.85atm时，水中的陶土管仍无气泡，表明该陶土管不透气，是合格的。陶土管的透水速度应大于0.1mm-atm-1e陶土探头的形状种类有管柱型、喇叭筒型、环型等如图6.8所示。
选用陶土探头时，可根据测土区位，自行选择适宜型号，如测土壤横断面水分，可选用喇叭筒型（其安装法见图6.9），如测定土壤不同层深水分，可选用管柱型（其安装法见图6.10）。
4）负压计的安装及测定步骤
安装负压计时应使蓄水瓶与水银压力计间没有气泡。为使蓄水瓶中不存在气泡，应以缓慢细流往蓄水瓶中注水，在水银压力计开口一侧管口接上胶管，如有气泡，则不断挤压胶管，此时水银柱上下移动，这样就能将气泡排掉。所用的水应加热煮沸、排除空气、冷却后立即加入蓄水瓶。田间观测场地安装负压计，应安装牢固，并须有罩子或百叶箱保护，防止太阳直射。安装负压计时，在观测场地用土钻钻孔，将陶土管安置于预测土层中，并用原土埋好。
在实地观测前，先在室内制作欲测土壤水分与相应负压力间的关系曲线。取欲测土样，配制各种含水量（5%、10%、15%、20%、25%、30%等）的土样，插入负压计平衡后，测定负压表读数或水银压力表数值。每次测量后，再测土壤含水量（因陶土管中水分与土壤呈现新的平衡，在陶土管周围15cm内）；以不同的土壤含水量为纵坐标，负压计读数或水银压力表的汞柱高（mm）为横坐标，画出相关曲线图（见图6.11）。为了使曲线图准确，应定期从陶土管四周（15cm内）取土测定土壤含水量，校正曲线图。
由于土壤有后滞现象，土壤由湿变干及由干变湿过程中可测出两条关系曲线（见图6.11）。因此，在应用负压计测定含水量时，应考虑土壤湿度是由干变湿，还是由湿变干，再决定采用何种曲线。
温度影响：温度不仅能影响水的表面张力，而且还会影响仪器各部件的体积，所以，观测压力计时，最好选择温度变化小的早晨6?8点钟进行。
应用负压计测定土壤含水量比较方便，可以定位观测土壤水分动态变化。目前，许多国家利用负压计测定土壤含水量指导灌溉。
负压计测定土壤含水量适于湿度较高的土壤（吸力小于0.85atm），其误差一般不超过2%。在干土（吸力大于0.85atm）中使用时误差偏高。当降雨、灌溉或排水之后，不能立即读数，一般需经过12h平衡后才能观测，因为陶土管有惰性。尽管负压计是密闭的，但由于水分出入陶土管，水中常有空气逸出，故蓄水瓶中隔一定时间就有气泡生成，必须及时加水排出空气。
管式真空表型负压计的安装步骤与水银压力表负压计（见图6.7）相同。根据测定土层深度需要，可选用适宜的胶管（或塑胶管）长度，埋入土中如图6.8所示。