Как найти погрешность измерения барометра

Приложение 3 (рекомендуемое)

Расчет погрешности измерения
концентраций вредных веществ
в воздухе рабочей зоны

Расчет погрешности измерения концентраций
вредных веществ в воздухе составлен с учетом
условий построения градуировочных графиков при
применении как градуировочных растворов, так и
градуировочных смесей вредных веществ с
воздухом.

Погрешность измерения концентраций вредного
вещества в воздухе рабочей зоны складывается из
суммы неисключенных остатков систематической и
случайной погрешностей.

Неисключенная систематическая погрешность
обусловливается:

погрешностью приготовления растворов* (взятие
навески, ее растворение, разбавление растворов и
т.п.);
_________________
* Стандартных, градуировочных, поглотительных,
контрольных и вспомогательных растворов,
используемых по методике.

погрешностью приготовления градуировочных
смесей вредных веществ с воздухом;

погрешностью прибора;

погрешностью построения градуировочного
графика;

погрешностью отбора проб воздуха;

погрешностью измерения.

Случайная погрешность обусловливается
погрешностями, случайно изменяющимися при
повторных измерениях одной и той же величины.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1 Определение неисключенной систематической
погрешности измерения концентраций вредных
веществ методами, использующими градуировочные
растворы

1.1 Погрешность приготовления растворов Q _{пр.раств} обусловливают
следующие погрешности:

1.1.1 Погрешность реактивов Q ₁,
определяемая их квалификациями и показателями
качества.

1.1.2 Погрешность взвешивания навески Q
₂, например, 0,050 г на весах типа ВЛА-200 с
погрешностью, равной 0,0001 г (цена деления весов
согласно выпускному аттестату)

_______________
* Погрешность взвешивания удваивают, если
взвешивание при измерении производят дважды.

1.1.3 Погрешность измерения объема раствора в
мерной колбе Q ₃ , например,
вместимостью 25 см³ (2-го класса) с
погрешностью, равной ±0,06 см³ согласно ГОСТ
1770-74.

1.1.4 Погрешность измерения объема раствора
пипеткой Q ₄, например, при
измерении объема раствора в 1,5 см³ пипеткой
вместимостью 2 см³ (2-го класса) с
погрешностью, равной половине цены деления ±0,010
см³.

Погрешность приготовления растворов
рассчитывают по формуле

1.1.2-1.1.4 (Измененная редакция, Изм. № 1).

1.2 Погрешность прибора Q _приб
определяют его классом в соответствии с
научно-технической документацией на прибор (для
газового хроматографа погрешность определяют по
экспериментальным данным с применением
градуировочных растворов или градуировочных
смесей вредных веществ с воздухом в соответствии
с 2.5 настоящего приложения).

1.3 Погрешность построения градуировочного
графика Q _град рассчитывают
по экспериментальным данным по всему интервалу
концентраций, для чего проводят 6 серий измерений
по 5-10 концентрациям вредного вещества в каждой
серии.

Данные заносят в таблицу по форме табл.1.

Таблица 1

Число измерений в серии	Концентрация вредного вещества в одном из градуировочных растворов Ci, мкг/мл	Величина аналитического сигнала yi	Среднее арифметическое		Dymax	Концентрация, найденная по графику и соответствующая, ,
1	5,0	0,242	0,244	0,002	0,003	0,2
2		0,244		0,000
3		0,246		0,002
4		0,247		0,003
5		0,242		0,000
6		0,244		0,000

Далее из погрешности всего интервала
концентраций выбирают максимальное значение
погрешности, которое принимают за погрешность
построения градуировочного графика. Грубые
погрешности измерений исключают в соответствии
с СТ СЭВ 545-77.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1.4 Погрешность отбора проб воздуха Q
_отб обусловливают следующие погрешности.

1.4.1 Погрешность измерения объема, отобранного
для анализа воздуха Q _V,
исходя из погрешности аспирационного
устройства, указанной в паспорте.

В случае применения аспирационного устройства,
погрешность которого не известна, погрешность
измерения объемного расхода определяют
погрешностью средства измерения (например,
счетчика газового барабанного ГСБ-400 и др.), при
помощи которого проводили градуировку
устройства.

1.4.2 Погрешность измерения температуры Q _Т исходя из погрешности
(класса) термометра или определяемая половиной
цены деления термометра.

Например, при погрешности термометра ±0,5° и
температуре 20 °С.

1.4.3 Погрешность измерения атмосферного
давления Q _Р, определяемая
погрешностью (классом) барометра или половиной
цены деления барометра.

Например, при погрешности барометра ±0,065 кПа и
давлении 101,3 кПа

1.4.4 Погрешность за счет уноса или проскока
измеряемого вредного вещества Q _УН
из поглотительных сосудов, с фильтров и других
устройств, определяемая экспериментально при
соответствующих объемных расходах путем
применения дополнительных устройств.

Максимальные из найденных в дополнительных
устройствах значения концентраций принимают за
погрешность.

Например, при применении для отбора проб
воздуха одного устройства (концентрация
измеряемого вредного вещества в котором
составляет С₁) и двух последовательно
соединенных устройств (соответственно
концентрации в которых составляют С₂ и С₃)
для определения уноса или проскока из первого
устройства

1.4.5 Погрешность измерения концентраций за счет
длительности хранения отобранной пробы воздуха Q _ХР (в пределах времени,
указанного в методике), определяемая как
разность между концентрацией С₀ при
времени хранения t=0 и концентрацией C_t,
найденной при времени хранения t, допускаемом по
методике.

_______________
* При C_t>C₀ для расчета берут
абсолютное значение.

1.4.6 Погрешность измерения концентраций за счет
влияния сопутствующих веществ Q _изм,
определяемая как разность между концентрацией,
найденной без сопутствующих веществ, и
концентрацией в их присутствии (расчет
погрешности аналогичен 1.4.5).

Погрешность отбора проб воздуха рассчитывают
по формуле

________________
* Q _сп вводят в формулу
расчета Q _отб при условии,
когда значение погрешности измерения
концентраций вредного вещества с учетом Q _сп не превышает ±25%. В
противном случае отмечают неизбирательность
методики в присутствии сопутствующих веществ.

1.4.1-1.4.6 (Измененная редакция, Изм. № 1).

1.5 Погрешность измерения концентраций вредных
веществ Q _изм обусловливают:

1.5.1 Погрешность измерения объема отобранной
пробы, доведения до метки в мерной посуде,
измерения при помощи цилиндра и т.п. Q
₅, которые рассчитывают в соответствии с
1.1.3-1.1.4 настоящего приложения.

1.5.2 Погрешности проведения предварительных
операций по обработке отобранной пробы
(фильтрование, кипячение, сжигание и т.п.) Q ₆, которые определяют как
разность между известной и полученной
концентрациями после проведения указанных
операций.

1.5.3 Погрешность измерения величины
аналитических сигналов: оптическая плотность,
высота волны и т.п., Q _сигн.

Погрешность измерения рассчитывают по формуле

Доверительные границы неисключенной
погрешности измерений, использующих
градуировочные растворы, следует определять по
формуле

2 Определение неисключенной систематической
погрешности измерения концентраций вредных
веществ с помощью методов, использующих
градуировочные смеси*

_______________
* Для газохроматографических измерений
концентраций вредных веществ.

2.1 Погрешность приготовления градуировочных
смесей вредных веществ с воздухом Q
_пр.см обусловлена погрешностью
дозирующего устройства или динамической
установки, определенной расчетным путем или в
сравнении с методом, погрешность которого
известна. Для дальнейших расчетов следует брать
максимальную погрешность приготовления смесей.

2.2 Погрешность газового хроматографа Q _приб определяют аналогично 1.2
настоящего приложения.

2.3 Погрешность построения градуировочного
графика Q _град рассчитывают
аналогично 1.3 настоящего приложения.

2.4 Погрешность отбора проб воздуха
обусловливают следующие погрешности.

2.4.1 Погрешность, вызываемая сорбцией вещества
стенками стеклянного шприца, пипетки или
кран-дозатора хроматографа и потерей вещества
вследствие негерметичности Q _хр,
в зависимости от концентрации вещества и времени
хранения, которую определяют как разность между
концентрацией при времени хранения t=0 и
концентрацией, найденной при времени хранения t,
допускаемом по методике (рассчитывают
аналогично 1.4.5).

Для дальнейших расчетов следует брать
максимальную погрешность.

2.4.2 Погрешность измерения температуры Q _t рассчитывают аналогично 1.4.2.

2.4.3 Погрешность измерения атмосферного
давления Q _t рассчитывают
аналогично 1.4.3.

Погрешность отбора проб воздуха при
газохроматографическом измерении рассчитывают
по формуле

2.5 Погрешность измерения Q _изм
обусловливают погрешность измерения высоты или
площади хроматографических пиков Q
_пик и погрешность измерения объема
вводимой пробы воздуха за счет отклонения от
номинальной вместимости стеклянного шприца или
кран-дозатора Q _шпр, исходя
из погрешности (класса), указанной в паспорте.

Погрешность измерения рассчитывают по формуле

Доверительные границы неисключенной
систематической погрешности
газохроматографических измерений, использующих
градуировочные смеси вредных веществ с воздухом,
рассчитывают по формуле

2.4.2, 2.4.3, 2.5 (Измененная редакция, Изм. № 1).

3 Оценка границы суммы неисключенных
систематических погрешностей измерения

Границы суммы неисключенных систематических
погрешностей измерения рассчитывают с
использованием данных оценки всех ее
составляющих по формуле

где K – коэффициент, определяемый принятой
доверительной вероятностью, принимаемый равным
1,1 при доверительной вероятности 0,95;

Q _i – неисключенные остатки
систематических погрешностей измерения, которые
слагаются из суммы погрешностей:

приготовления градуировочных растворов или
градуировочных смесей вредных веществ с
воздухом Q _{пр.раств};

или Q _пр.см;

прибора Q _приб;

построения градуировочного графика Q
_град;

отбора проб воздуха Q _отб;

измерения Q _изм.

4 Оценка случайной составляющей погрешности
измерения концентраций вредных веществ

Для оценки случайной составляющей погрешности
приводят 5-10 наблюдений при постоянной
концентрации вредного вещества в градуировочном
растворе или в градуировочной смеси с воздухом.

Результаты наблюдений заносят в таблицу по
форме табл.2.

Таблица 2

Число наблюдений n	Концентрация вредного вещества, мг/см3, или мг/м3 Ci	Среднее арифметическое `C			s
1	11,15	10,74	0,41	0,1681	0,245
2	10,80		0,06	0,0036
3	10,50		0,24	0,0576
4	10,60		0,14	0,0196
5	10,65		0,09	0,0081

где n – число наблюдений;

C_i – числовые значения величин
концентраций, найденные в одних и тех же
условиях;

`C – среднее арифметическое
значение;

– разность
между i-результатом наблюдения (C_i) и
средним значением (`C);

s – среднее квадратическое отклонение группы
результатов наблюдений.

Находят относительное среднее квадратическое
отклонение результата измерения

где n – число измерений, указанное в методике
(не менее 5), которое определяют исходя из
погрешности результата измерения.

Значения S и определяют не менее чем в 3-5 точках по
всему диапазону концентраций и выбирают для
расчета максимальные значения.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

5 Доверительные границы случайной погрешности

Доверительные границы случайной погрешности
результата измерения находят по формуле,где t –
коэффициент Стъюдента, который в зависимости от
доверительной вероятности и числа результатов
наблюдений находят по таблице приложения ГОСТ
8.207-76.

6 Оценка суммарной погрешности результата
измерений концентраций вредных веществ

Для расчета суммарной погрешности определяют
отношение систематической Q и
случайной
составляющих согласно ГОСТ 8.207-76.

Если то
неисключенными систематическими погрешностями
пренебрегают.

Если то
пренебрегают случайными погрешностями.

Еслито
границу погрешности результов измерения находят
путем построения композиций распределения
случайных и неисключенных систематических
погрешностей, рассматриваемых как случайные
величины по формуле

где K – коэффициент, зависящий от
соотношения случайной и неисключенной
систематической погрешности;

SS – оценка суммарного среднего
квадратического отклонения результата
измерения, вычисляемая по формуле

где

Коэффициент K вычисляют по формуле

где I – доверительные границы
случайной погрешности (п.5 настоящего
приложения);

Q – границы неисключенной
систематической погрешности результата
измерения (п.3 настоящего приложения).

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Рис.3.17.Прин ­

цип действия

ртутного чашеч ­

ного барометра

Основным прибором
для измерения

атмосферного
давления на сети метеоро ­

логических станций
является ртутный

чашечный
барометр.Жидкостный баро ­

метр изобретен
Торричелли (1643 г.),а

название «барометр
» приписывают Бой-

лю (1665 г.),до него
прибор называли

«Торричеллиевой
трубкой ».

Принцип действия
ртутного баромет ­

ра основан на
уравновешивании атмо ­

сферного давления
весом ртутного столба

(рис.3.17).

Если стеклянную
трубку,запаянную с

одного конца и
наполненную ртутью,по ­

грузить открытым
концом в ртуть,нали ­

тую в чашку,то
часть ртути из трубки

выльется в
чашку.Оставшийся в трубке

3.4.Измерение атмосферного давления 253

столб высотой Н
(от уровня ртути в чашке до вершины ме
­

ниска ртути в
трубке)своим весом уравновесит атмосфер
­

ное давление Р а
,оказываемое на поверхность ртути в чаш
­

ке,т.е.

Л-р-г-я,

где р -плотность
ртути;g -ускорение силы тяжести.При

изменении
атмосферного давления равновесие будет
нару ­

шаться,соответственно
будет меняться и высота ртутного

столба.

Барометры станционные
чашечные ртутные СР-А и

СР-Б (рис.3.18).На
сети метеорологических станций ис ­

пользуются барометры
чашечные ртутные с компенсиро ­

ванной шкалой СР-А
и СР-Б.Пределы измерений для

первой модели от
810 до 1070 гПа,для второй-от 680 до

1070 ГПа.Максимальная погрешность измерения после

введения всех
поправок не более ± 0,5 гПа.

Эти барометры
имеют калиброванную стеклянную

трубку диаметром
7,2 мм,длиной 800 мм,запаянную с

верхнего конца и
заполненную под вакуумом очищенной

ртутью.Нижний
конец трубки подсоединен к чашке,со ­

стоящей из трех
частей.Средняя часть чашки имеет диа ­

фрагму с
отверстиями,которая служит для гашения
коле ­

баний ртути,что
исключает попадание воздуха в баромет
­

рическую трубку.С
атмосферным воздухом барометр со ­

общается через
отверстие в крышке чашки,закрывающееся

винтом.Трубка
защищена металлической оправой,на ко
­

торой нанесена
шкала.

В прорези оправы
имеется подвижный нониус,который

перемещается
вращением кремальеры.Нониус позволяет

брать отсчеты с
точностью до 0,1 деления основной шкалы.

На оправе укреплен
термометр (термометр-атташе)для оп ­

ределения температуры
ртути барометра,а сверху на опра ­

ве имеется кольцо
для подвешивания барометра на месте

установки.

В помещении
метеостанции барометр находится внутри

трехгранного
остекленного шкафчика,укрепленного на

стене в месте,где
нет резких колебаний температуры и

прямого попадания
солнечных лучей.Барометр должен за ­

нимать строго
вертикальное положение..254 Глава
3.МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

Рис.3.18.Ртутный
барометр чашечный станционный:

а общий аил (/кольцо
для подвески барометра, 2 -нониус;3
-защитное стекж;4 металлическая опра
­ва;5 -кремальера;6 -барометрическая
груока,7 тер ­мометр;в -• винт-заглушка;9
-чашка),б чинка барометра (10 -втулка;11
-средняя чдсгь чашки с диафрагмой};в
шкала и нониус (2 -нониус,4 шкала)

3 А Измерение атмосферного давлении .255

Измерения производят
в следующем порядке.Открыва ­

ют дверцу
шкафчика,отсчитывают температуру по
термо ­

метру-атташе с
точностью до ОД °С,вращением кремалье
­

ры подводят нониус
сверху до кажущегося касания его сре ­

зов вершины мениска
ртути в барометрической трубке.При

^п ом глаз должен
находиться на визирной линии,проходя
­

щей через нуль
нониуса и заднего среза кольца нониуса.

Отсчет берут с
точностью до ОД деления шкалы.

При измерении
давления с помощью чашечного баро ­

метра достаточно
определить по его шкале положение ме ­

ниска ртути в
трубке,не определяя уровень ртути в
чашке,

хотя при изменении
давления он также меняется за счет

вытеснения ртути
из трубки при понижении давления и по
­

ступления ртути
из чашки в трубку при росте давления.

Изменение уровня
ртути в чашке учитывается компенсиро
­

ванной шкалой
барометра.

В отсчеты по шкале
барометра вводят три поправки:

1)инструментальную
поправку,учитывающую индиви ­

дуальные особенности
конкретного прибора;она длитель ­

ное время остается
неизменной,определяется сличением с

инспекторским
барометром и указывается в поверочном

свидетельстве;

2)поправку на
приведение веса ртути к нормальному

ускорению свободного
падения на широте 45 ° на уровне

моря;

3)поправку на
приведение показаний барометра к тем
­

пературе О “С,так
как удельный вес ртути зависит от тем
­

пературы.

Обычно первая и
вторая поправки для метеостанции яв ­

ляются
постоянными,поэтому их объединяют в
одну об ­

щую поправку.

Введением указанных
поправок получают давление на

уровне станции,которое
затем приводят к уровню моря.

Для этого используют
таблицы,рассчитанные по баромет ­

рической формуле..256
Г пава 3-МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

3.4.2.БАРОМЕТР-АНЕРОИД

Барометр-анероид
относится к деформационному ви ­

ду приборов для
измерения атмосферного давления.Чувст
­

вительным элементом
в таких барометрах является аиеро-

идная коробка
(барокоробка),преобразующая изменения

атмосферного
давления в линейные перемещения (дефор
­

мации),

Анероидная коробка
(рис.3.19)состоит из двух спаян ­

ных или сваренных
по периметру круглых мембран (диа ­

метром 30-80 мм),имеющих
жесткие центры с крепежны ­

ми ножками.Из
отдельных коробок,скрепленных между

собой,могут
собираться блоки.Чувствительность
блока

равна суммарной
чувствительности составляющих ее

коробок.

рис.3-19-Барокоробка:

a -разрез (/-мембрана;2
-центр;3 -крепежная ножка);

6 -вид сверху

3,4.Измерение
атмосферного давления 257

Упругая деформация
коробки может обеспечиваться за

счет упругости
материала самой коробки или с помощью

дополнительной
пружины,находящейся внутри коробки и

распирающей ее,или
наружной пружины,растягивающей

коробку.Внутри
коробки создается вакуум.Гофр придает

коробке большую
эластичность.На рис.3.20 показан баро ­

метр-анероид БАММ.

Рис.3.20.Барометр-анероид
БАММ:

a -внешний вид {1
шкала.2 -стрелка,1 термометр);б -механизм

(1 -блоканероидных
коробок,2 -элементы передаточного
механизма,

3 -шкала,4 -стрелка)

Ят$Ж ££’.256 Глава
3.МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

Деформации коробки
при изменении атмосферного дав ­

ления через
передаточный механизм вызывают перемеще
­

ние стрелки
относительно делений шкалы.Передаточное

отношение может
достигать 1:1000,т.е.небольшие дефор ­

мации коробки
увеличиваются в 1000 раз.

В дуговой прорези
шкальной пластины находится тер ­

мометр.Барометр-анероид
хранится в футляре.При изме ­

рении футляр
открывают,снимают показания термометра
с

точностью до ОД
°С.Затем,постучав пальцем по стеклу

(для уменьшения
трения в механизме),берут отсчет по

стрелке с точностью
до 0,1 деления шкалы.При отсчею

луч зрения должен
быть направлен перпендикулярно к

плоскости шкалы.При
измерении давления прибор должен

занимать устойчивое
положение,а плоскость шкальной

пластины должна
быть горизонтальной.Для установки

стрелки барометра
на требуемое значение давления имеет
­

ся специальный
винт.

В отсчеты по шкале
барометра-анероида вводят темпе ­

ратурную,шкаловую,добавочную
поправки,которые при ­

водятся в поверочном
свидетельстве.

Температура
оказывает влияние на показания баромет
­

ра.Так как с
изменением температуры меняются упругие

свойства
коробки,происходят деформации узлов
переда ­

точного механизма.Для
учета влияния температуры на по ­

казания
барометра-анероида принято их приводить
к тем ­

пературе 0 °С.Для
этого определяют температурный коэф ­

фициент,равный
изменению показаний барометра при из
­

менении температуры
на 1 °С.

Шкаловая поправка
исключает систематическую инст ­

рументальную
погрешность,являющуюся следствием тех
­

нологических
допусков при изготовлении передаточного

механизма анероидной
коробки,т.е.учитывает индивиду ­

альные особенности
прибора,не соответствующие делени ­

ям шкалы,одинаковой
для всех приборов данного типа.

В поверочном
свидетельстве шкаловые поправки даются

для всей шкалы
через каждые десять делений.

После введения
поправок получают давление на уровне

станций.Затем,если
это требуется,давление приводят к

уровню моря.

3.4.Измерение
атмосферного давления 259

Барометры-анероиды
имеют некоторые преимущества

перед ртутными
барометрами (малые габариты и масса,

отсутствие
ртути,удобства транспортировки),но они
усту ­

пают в точности и
не применяются на метеорологических

станциях в качестве
основного прибора для измерения ат ­

мосферного
давления.Их применяют в тех случаях,когда

измерение давления
допустимо с погрешностью более

1 гПа (на некоторых
постах и в отдельных экспедициях).

В настоящее время
промышленностью выпускаются ба ­

рометры-анероиды
БАММ с погрешностью измерения

± 2,5 гПа.который
может применяться при температуре от

-10 ° до “

,

40 °С;барометр
МД-49-2 с погрешностью измере ­

ния ± 0,8 гПа,может
применяться при температуре от -40 °

до +40 ° С

Барограф
метеорологический М-22 (рис.3.21).Пред ­

назначен для
непрерывной регистрации атмосферного

давления Пределы
измерения от 780 до 1060 гПа,погреш ­

ность измерения
± 1-2 гПа.Может работать при температу ­

ре воадуха от -10
до +45 °С.Чувствительным элементом ба ­

рографа является
блок из анероидных коробок (рис.3.21,б).

Воздух из коробок
откачен и атмосферное давление,на ­

правленное на
сжатие коробок,уравновешивается силой

упругости
коробок.Нижнее основание блока укреплено
на

биметаллической
пластинке температурного компенсатора,

смонтированного
на нижней стороне платы.Центр верхней

коробки через
передаточную систему связан со стрелкой,

на конце которой
находится перо.Термокомпенсатор пред-

ставпяет собой
биметаллическую пластинку и служит для

исключения влияния
температуры на показания прибора.

При изменении
температуры при неизменном давлении

температурные
деформации блока коробок и биметалличе
­

ской пластинки
будут равными по величине и противопо
­

ложными по
направлению,стрелка с пером перемещаться

не будет.

Механизм вращения
барабана такой же,как у рассмот ­

ренных выше
термографа и гигрографа.На метеостанциях

в барографах обычно
применяется недельный часовой ме ­

ханизм (один оборот
барабана за 176 ч)..260 Г пава 3.МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ
ПРИБОРЫ

Рис.3.21.Барограф
М-22:

a -внеаший вид;б
-механизм:/барабан-с часовым механизмом:

2 • • стрелка с
пером;5 -кронштейн;4 -установочный ВИНТ;J
• рычаг

передаточного
механизма;6 •• кнопка отметки времена:7
блок

барокорооок;8
-плата

Диаграммная лента
разделена по вертикали i орщонталь-

ными линиями с
ценой деления 2 гГТа,а по горизонтали –

вертикальными
дугообразными линиями с иеной деления

2 ч.Механизм
барографа помещен в пластмассовый
корпус

с откидной
крышкой.Установка пера стрелки на
требуемое

деление диаграммной
ленты (перевод пера вверх или вниз)

3.5.Определение
скорости и направления ветра 261

осуществляется
вращением установочного винта,отметка

времени производится
нажатием кнопки.

В помещении
метеостанции барограф находится на по
­

лочке,укрепленной
на стене на высоте 110-130 см от пола.

По виду кривой
записи между сроками наблюдений

определяется форма
барической тенденции.

3.5.ОПРЕДЕЛЕНИЕ
СКОРОСТИ

И НАПРАВЛЕНИЯ
ВЕТРА

Ветер -это
горизонтальное перемещение воздуха

относительно
земной поверхности.Ветер характеризуется

скоростью и
направлением.Скорость ветра может изме
­

ряться в метрах в
секунду;километрах в час,в баллах.За

направление
принимается направление,откуда дует
ветер.

Для обозначения
направления ветра указывают либо румб

(по 16-румбовой
системе),либо азимут,отсчитываемый в

градусах от
северного направления меридиана по
часовой

стрелке до
направления ветра.

Вследствие
турбулентности скорость и направление

ветра непрерывно
меняются.На метеорологических стан ­

циях измеряют
среднюю скорость,м/с за 10 мин,макси ­

мальную -за этот
же интервал времени (скорость ветра при

порывах),максимальную
-между сроками (за 3 ч при вось ­

ми срочных
наблюдениях)и направление ветра,осреднен-

ное за 2 мин
(азимут,румб).

На метеостанциях
характеристики ветра измеряются на

высоте 10-12 м.Приборы
для измерения скорости ветра

называются
анемометрами;приборы для измерения
скоро ­

сти и направления
ветра называются анеморумбометрами.

Флюгер
(рис.3.22).Флюгер,предложенный Вильдом в

конце XIX в.,является
одним из простейших приборов.До

настоящего времени
он применяется на сети метеорологи ­

ческих станций в
качестве запасного прибора,а на тех

станциях,где нет
электрической сети,-в качестве основ ­

ного.Флюгер дает
возможность измерять среднюю ско ­

рость,максимальные
порывы и направление ветра..i
3.МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

Рис.3.22.Флюгер:

/-доска-лриемнкк
скоро ­сти ветра;2 -указатель скорости
ветра;3 -флюгар ­ка;4 -указатель направле
­ния ветра;5 —столб

На нижней неподвижной

трубе флюгера
укреплены шты ­

ри -указатели
направления вет ­

ра.Штырь,обращенный
на се ­

вер,обозначен
буквой «С » или

«№>.На верхней
вращающейся

трубе смонтированы
флюгарка с

противовесом и
указатель ско ­

рости ветра,состоящий
из же ­

лезной пластины
(доски)и дуги

со штырями,имеющими
ради ­

альное
направление.Железная

доска размером
13×30 см сво ­

бодно вращается
относительно

горизонтальной
оси,проходя ­

щей через верхнюю
кромку дос ­

ки,которая всегда
располагается

перпендикулярно
направлению

ветра.Для измерения
скоростей

до 10 м/с используется
легкая

доска весом 200 г,а
более

10 м/с -тяжелая доска
весом

Скорость ветра
определяют по отклонению доски отно ­

сительно штырей
указателя скорости,а направление ветра
–

по положению
противовеса флюгарки относительно шты
­

рей указателя
направления.

Флюгеры с легкой
и тяжелой доской устанавливаются

на отдельных мачтах
на высоте 10-12 м.В темное время

суток флюгеры
освещаются прожектором.

При отсчете скорости
ветра наблюдатель отмечает сред ­

нее и наибольшее
отклонение положения доски за 2 мин,а

также за 2 мин
отмечается и среднее положение флюгарки.

Скорость ветра
определяется по таблице,в которой для
ка ­

ждого номера штыря
дается значение скорости ‘ветра в

миллиметрах в
секунду для легкой и тяжелой доски.

Соседние файлы в папке Учение об атмосфере

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Проводим измерение атмосферного давления барометром-анероидом БАММ-1.

Согласно паспорту на барометр пределы допускаемой погрешности барометра основной – не более ± 0,2 кПа, дополнительной – не более ± 0,5 кПа, цена деления: 0,1 кПа

Так же согласно паспорту отсчет по барометру следует производить с точностью до 0,05 кПа (половина цены деления шкалы).

Далее, по паспорту, надо учесть 2 поправки: поправку шкалы (указаны в свидетельстве о поверке) и температурная поправка (рассчитывается по приведенной в паспорте формуле в зависимости от давления и температуру во время измерений).

Т.е., например стрелка барометра находится между показаниями шкалы 99,8 и 99,9 кПа при температуре 27 °С.

Тогда записываем показания барометра как 99,85 кПа и далее считаем поправки.

Если поправка шкалы при 99 кПа равна минус 0,09 кПа, а при 100 кПа минус 0,12 кПа, то для 99,85 кПа линейной интерполяцией получаем поправку минус 0,1155 кПа.

Температурная поправка, рассчитанная по формуле из паспорта в данном случае будет минус 0,00957 кПа.

С учет поправок получаем атмосферное давление

99,85 – 0,1155 – 0,00957 = 99,72493 кПа.

Представляется логичным данный результат округлить. Но как?

1) В примере, приведенном в паспорте, округляют до 3-х значащих цифр после запятой, т.е. 99,725 кПа, что явно не логично.

2) Т.к. первоначально по шкале барометра отсчитывают две цифры после запятой, то записать результат как 99,72 кПа?

3) Или с учетом того, что при отсчете по шкале вторая цифра после запятой может быть равной только 0 или 5 (половина цены деления шкалы) округлить так 99,72493 кПа = 99,70 кПа?

4)Или с учетом, что погрешность барометра ±0,2 кПа округлять до одной цифры после запятой (99,7 кПа)?

P.s. Значение давления используется для определения плотности газов пикнометрическим методом, поэтому хотелось бы записать это значение с максимально возможной точностью.

Разбор 15 задания ОГЭ 2020 по физике из демонстрационного варианта. Предметный результат: проводить прямые измерения физических величин с использованием измерительных приборов, правильно составлять схемы включения прибора в экспериментальную установку, проводить серию измерений.

С помощью барометра проводились измерения атмосферного давления. Верхняя шкала барометра проградуирована в кПа, а нижняя шкала — в мм рт. ст. (см. рисунок). Погрешность измерений давления равна цене деления шкалы барометра.

Чему равны показания барометра с учётом погрешности измерений?

1) (764 ± 1) мм рт. ст.
2) (764 ± 0,1) мм рт. ст.
3) (764 ± 1) кПа
4) (764 ± 0,1) кПа

Цена деления шкалы барометра равна 1 мм рт. ст. или 0,1 кПа. Как видно из рисунка, барометр показывает значение 764 мм рт. ст. или 101,8 кПа. Следовательно, измеренное значение давления можно записать как (764 ± 1) мм рт. ст. или (101,8 ± 0,1) кПа.

Ответ:
1

Опубликовано: 13.12.2019
Обновлено: 13.12.2019