Содержание статьи
- Как пользоваться барометром
- Как перевести миллиметры ртутного столба в паскали
- Как измерить высоту здания барометром
Виды барометров, принцип их действия
Барометры могут быть анероидными и ртутными. Слово «анероид» означает «безжидкостный». Принцип действия такого барометра довольно прост: изменения атмосферного давления приводят к изменению геометрических размеров анероида, в результате стрелка на шкале перемещается. Такие барометры не содержат в себе опасных элементов, поэтому подходят для использования в домашних условиях, в условиях туристического похода.
Кроме анероидных, существуют и ртутные приборы, в которых для измерения атмосферного давления применяется ртуть. Под действием атмосферного давления изменяется высота ртутного столба. Показания этих барометров являются более точными, именно такие приборы применяются на метеорологических станциях. Ртуть и ее пары представляют опасность для человека, поэтому подобные устройства не используют в домашних условиях.
В продаже можно найти электронные барометры, как правило, они входят в состав домашних метеостанций. Такие комплексные приборы измеряют также ряд других величин (например, температуру и влажность воздуха) и позволяют довольно точно спрогнозировать погоду на ближайшее время. Цифровые устройства менее чувствительны к тряске, поэтому их хорошо использовать в морских путешествиях.
Использование барометра
Пользоваться анероидным барометром несложно. Нужно посмотреть, на какое значение указывает стрелка прибора. На шкале барометра имеются зоны, которые обозначены как «сушь», «ясно», «переменно», «дождь», «шторм», а также деления с указанием абсолютных значений. Если давление снижается — ожидаются осадки, если повышается — будет ясно. Как правило, барометр имеет две стрелки — одну подвижную, она связана с анероидной коробочкой, а вторую можно поворачивать. Если ее совместить со стрелкой, показывающей величину атмосферного давления, через некоторое время можно наблюдать, в какую сторону отклонится подвижная стрелка.
Нормальным считается атмосферное давление 760 мм рт. ст. при температуре воздуха 15оС на так называемом уровне моря. Домашние барометры могут измерять его величину в диапазоне 700-800 мм рт. ст. на высоте не больше 300 м над уровнем моря. Падение давления означает ухудшение погодных условий, приближение дождей или снегопадов. Зоны с низким давлением называются циклонами. Антициклоны — это зоны с повышенным давление, их приближение означает наступление хорошей погоды. Барометр настраивают, если его показания отличаются от показаний местной метеостанции больше, чем на 8 мм рт. ст. Для этих целей предусмотрен регулировочный винт, находящийся в задней части корпуса. При настройке нужно повернуть его на угол не более 45 градусов.
Давно замечено, что изменение погодных условий имеет большое влияние на организм человека. Кто-то это явно чувствует и даже заболевает, а кто-то менее чувствителен, но тем не менее испытывает необъяснимое недомогание. В связи с этим человек интересуется прогнозом погоды, чтобы как-то к нему подготовиться: взять зонтик или спрятаться в укрытии от жары. Некоторым требуется выпить таблетку от давления.
Ученый Эванджелиста Торричелли в 17-м веке создал измеритель атмосферного давления. Его модернизировали в наши дни. Теперь прибор также активно применяют, прогнозируя погоду на ближайшее время. В этой статье мы рассмотрим данный прибор и разберемся, как пользоваться барометром самостоятельно.
Немного истории
Барометр – это измеритель давления воздуха в атмосфере. Опыт ученого, придумавшего барометр, состоял в том, чтобы определить, как атмосфера давит на поверхность земного шара. Для этого он взял полую трубку из стекла. На ней было отверстие с одной стороны. Ученый наполнил ее ртутью. Затем, закрыв конец, он перевернул колбу, поместил ее в чашку с той же жидкостью и освободил отверстие. Часть наполнителя вылилась, а некоторое количество осталось в трубке, остановившись на показателе 760 мм. В трубке над жидкостью образовался вакуум.
Ученый понял принцип работы барометра. Объясняется он тем, что атмосфера оказывает давление на поверхность жидкости, находящейся в чаше, заставляя ртуть в столбике повышаться или понижаться. Колебания жидкости зависят от силы давления атмосферы. Также было замечено, что на атмосферное давление влияют различные погодные условия. Если же к прибору ученого присоединить измерительную шкалу, то мы получим простейший барометр.
Виды барометров
Метеорологические станции до сих пор пользуются барометрами с ртутью, основанными на приборе Торричелли. Считается, что эти измерители самые точные и достоверно показывают изменение давления атмосферы. Но ртуть – вещество опасное для здоровья. Поэтому трубку с жидкостью поместили в латунный короб с отверстием для наблюдения за изменениями столбика. Назвали такой прибор станционным чашечным барометром.
Существуют барометры, имеющие название «анероид». В них нет жидкости. Устройство барометра–анероида состоит из специальной чувствительной коробочки внутри прибора. В ней находится разреженный воздух. В зависимости от степени атмосферного давления, гофрированная коробочка, уменьшаясь или увеличиваясь, приводит в движение зависимую от нее стрелку. Она, в свою очередь, указывает текущее значение.
Как пользоваться барометром?
Имея дома простую модель барометра, можно легко узнать показатели атмосферного давления на текущий момент. Следует посмотреть на стрелку измерителя: на какую величину она указывает, она и будет показателем давления. Также шкала имеет дополнительные уточнения, указывающие на штормовые явления, ясную погоду, переменную облачность, дожди, сухость и т. д.
У некоторых приборов в наличии две указательные стрелки. Одна самостоятельно передвигается за счет изменения давления на связанную с ней коробочку, другая находится в неподвижном состоянии, и ею можно руководить самостоятельно. Она является неким «предсказателем» на ближайшее время. Если ее совместить с ведущей стрелкой, то через несколько минут можно понять, давление будет падать или расти. Указательная стрелка будет отклоняться вверх или вниз.
Очень важно знать, как пользоваться барометром, метеозависимым людям, так как они чувствительны к состоянию погоды. Перед изменениями климатических условий давление начинает менять показания. Отслеживая эту перемену, можно заранее подготовиться.
Как настроить барометр механический?
Для правильного измерения атмосферного давления вам необходимо отрегулировать барометр. Прослушав прогноз погоды в месте вашего нахождения, нужно установить указательную стрелку на показатель высоты местности над уровнем моря. Для этого найдите винт регулировки на задней части прибора. Следя за шкалой, установите правильное положение.
Вторая стрелка фиксирует давление в атмосфере на текущий момент. Повернув ручку измерителя, установите указатель на данную величину. Далее эта стрелка будет указывать на падение и рост давления в атмосфере в период изменений. Периодически проверяйте ваш прибор при возникновении подозрения на сбой в работе. Для этого отклоните его назад на 45 градусов или приподнимите нижнюю сторону висящего на стене прибора на ту же величину. В жидкостном измерителе ртуть заполнит всю трубку, и вы услышите щелчок.
Барометр механический имеет стрелку, которая на циферблате будет поворачиваться по кругу. В любом другом случае обратитесь в ремонтную службу. Где бы ни находился барометр, в квартире или на улице, он покажет одинаковое значение, так как прибор очень чувствителен. Главное, не ошибитесь с показаниями высоты вашей местности.
Как строятся графики?
Российская сеть метеорологических обсерваторий и станций огромна. Их работа заключается в постоянном наблюдении за изменениями климата на земле. Исследования проводятся с помощью новейших приборов измерения атмосферных явлений. Это позволяет прогнозировать погоду на ближайшее будущее. Для его составления ученые собирают все показатели текущего состояния атмосферы. На основе этих данных они могут составить график атмосферного давления и спроектировать его изменения.
Прогнозы важны для предупреждений о штормовом порыве ветра, сельского хозяйства, тепловых сетей и для многих других человеческих решений. Составленный график атмосферного давления за определенный период помогает установить, как меняется температура воздуха, когда наступает похолодание, в какой период ожидать циклон дождей или сильных ветров. С помощью графика можно сравнить, в какой год зима была самой суровой, а лето — самым жарким.
Барометр для рыбака
Любителям порыбачить давно известно, что изменения в атмосфере влияют на улов. Барометр рыбака необходим для измерения давления воздуха, изменение которого влияет на объем улова. Используя его, можно с точностью выделить удачный день для рыбалки.
Хороший клев обеспечен в то время, когда показания барометра практически не меняются в течение 3-4 дней. Если же величина изменилась минимум на 8 единиц, то заниматься рыболовством бесполезно. При повышении давления рыба поднимается к поверхности воды. Быстрое снижение стрелки прогнозирует появление бури и отсутствие клева.
Виды рыбацких барометров
Барометр рыбака может быть бытовым и карманным. В первом случае прибор устанавливают на столе или вешают на стену, обеспечивая доступ воздуха. Карманный измеритель более удобен. Его можно взять с собой на рыболовное место. Барометры для рыбалки также выпускаются в нескольких видах: содержащие ртуть, механические и электронные. Последний вид пользуется большой популярностью, так как он не только легок и удобен в использовании, но и, кроме измерения давления, может определить температуру воздуха, влажность, высоту. Прибор имеет и много других дополнительных функций.
Из этой статьи мы узнали, как пользоваться барометром, проанализировали принцип его работы, какие бывают измерители давления воздуха. Имея барометр дома, можно быть готовым к любим изменениям погоды.
Барометр — прибор, измеряющий атмосферное давление. Такая техника применяется в авиации, геологии, судоходстве, альпинизме и метеорологии.
Также ее используют и для бытовых целей: такие приборы держат в квартирах, на дачах и в офисах.
Одной из линеек, распространенных на постсоветском рынке, является серия барометров Утес.
Общее описание линейки барометров Утес
Утес — название линейки бытовых барометров. Среди них есть модели с художественной росписью, сувенирные модели, и «обычные» бытовые приборы. Мы будем рассматривать только бытовые модели.
Все модели бытовой линейки выполнены в небольшом круглом корпусе из дерева, имеющего светло- или темно-коричневый окрас. Барометрический механизм выполнен из металлов, устойчивых к коррозии.
На круговой шкале указывается:
- Атмосферное давление (в Паскалях).
- Погодные условия (Шторм, Дождь, Ветер, Переменно, Ясно, Сушь, В. Сушь).
Шкала с погодными условиями по факту является малополезной — поскольку давление в разную погоду зависит от региона.
С задней части корпуса есть ушко, на которое прибор можно повесить на гвоздь в стене. Подставки для настольного хранения — нет (то есть барометр можно только вешать).
О производителе
Барометры Утес выпускает российский производитель — ОАО «Утес». Предприятие выпускает медицинскую технику, комплектующие для автомобильной промышленности, авионику и барометры. Территориально располагается в Ульяновске. Производственные мощности работают уже дольше 60 лет.
Назначение и область применения
Приборы могут использоваться для определения атмосферного давления и температуры (температуру показывают только модели с индексом «Т» в названии) воздуха внутри помещения.
Барометры Утес предназначаются для жилых помещений, при условии что здание находится не выше 300 м над уровнем моря. Располагать прибор на улице (в том числе и на открытом балконе) — нельзя.
Покупать такую технику актуально людям, чувствительным к перемене атмосферного давления (к примеру — для тех, у кого гипертонический криз). По смене давления можно «предугадать» свое самочувствие. Также по этим показаниям можно частично предугадывать погоду.
Модели и характеристики (с ценами)
Полное название прибора — «Утес БТК-СН». В конце есть еще цифры, указывающие на модель.
- диапазон измеряемого давления: от 695 до 805 мм рт ст;
- диапазон измерения температуры (для моделей с термометром): от -10º до +50º.
На прошлом уроке мы рассмотрели способ измерения атмосферного давления с помощью известного опыта Торричелли. После этого открытия широкое использование получил ртутный барометр. Первоначально он буквально представлял собой стеклянную трубку и чашу с ртутью с прикрепленной к ним шкалой.
Но, как мы знаем, ртуть — не самое безопасное вещество. Отравление парами ртути вызывает крайне неприятные симптомы: головная боль, тошнота, рвота, озноб и другие.
В том числе и поэтому были изобретены другие более безопасные приборы для измерения атмосферного давления. На данном уроке мы познакомимся с самым популярным из них — барометром-анероидом (рисунок 1). Он был изобретен французским инженером Люсьеном Види в 1884 году.
Как устроен барометр-анероид?
На рисунке 2 изображено внутреннее строение прибора.
Основную внутреннюю часть анероида составляет металлический корпус (1) с гофрированной (ребристойволнистой) поверхностью. Из данного корпуса откачан воздух. Внутри него создается сильное разрежение. Мы помним, что на корпус действует атмосферное давление. Чтобы оно его не раздавило, крышку корпуса оттягивает наверх пружина (2).
Когда атмосферное давление увеличивается, то пружина растягивается, так как крышку продавливает вниз. К пружине с помощью особого передаточного механизма (3) прикреплена стрелка-указатель (4). Она передвигается влево или вправо в зависимости от изменения атмосферного давления. Как вы уже догадались, под стрелкой размещается шкала (5).
Как градуируют шкалу барометра-анероида?
Шкалу градуируют по эталону — по показаниям ртутного барометра.
На рисунке 3 стрелка анероида показывает на число 725, что означает, что атмосферное давление равно 725 мм рт. ст. То есть в данный момент в ртутном барометре высота ртутного столба также составляет 725 мм рт. ст.
Определение барометра-анероида
Теперь мы можем дать определение.
Барометр-анероид (от греческого слова «анерос» — «без воды») — это прибор для измерения атмосферного давления, в механизме которого отсутствует жидкость (в отличие от ртутного и жидкостных барометров Торричелли).
Преимущества и применение
Барометры-анероиды менее надежны в своих показаниях чем ртутные. Это обусловлено тем, что мембраны и пружины со временем изнашиваются. Тем не менее барометры-анероиды получили широкое применение в жизни. Они обладают рядом преимуществ: они более безопасны, удобны в использовании и компактны (вспомните высоту трубки с ртутью высотой 1 метр).
Барометры-анероиды и метеорология
Анероиды используют в метеорологических исследованиях: изменение атмосферного давления «предсказывает» погоду на следующие дни. На некоторых анероидах на шкале вы можете увидеть интерпретацию ожидаемых погодных условий (рисунок 4).
При этом анероиды обладают высокой чувствительностью: незначительное изменение высоты (2–3 метра) заставляет стрелку двигаться. То есть барометр-анероид улавливает даже незначительное изменение атмосферного давления. Если же подняться с анероидом в горы, то можно заметить, что каждые 12 метров подъема будут ознаменовываться уменьшением атмосферного давления на 1 мм рт. ст.
Барометры-высотомеры
Мы уже знаем, что атмосферное давление с высотой уменьшается, поэтому анероиды имеют и второе применение — в качестве высотометров. Шкала некоторых анероидов проградуирована в метрах или километрах над уровнем моря. Такие приборы называются альтиметрами или барометрами-высотомерами.
Альтиметр (от латинского «altus» — «высокий») — это прибор для измерения высоты, принцип действия которого основан на уменьшении атмосферного давления с увеличением высоты (работает на барометрическом принципе).
Современный прибор представлен на рисунке 5.
Упражнение
Рассмотрите рисунок 1 и ответьте на вопросы.
- Как называется изображенный на рисунке прибор?
- В каких единицах проградуирована его шкала?
- Вычислите цену деления шкалы;
- Запишите показания прибора.
Посмотреть ответ
Скрыть
Ответ:
- Прибор, изображенный на рисунке 1, называется барометром-анероидом;
- Его шкала проградуирована в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.);
- Возьмем два соседних подписанных значения: 700 мм рт. ст. и 710 мм рт. ст. Между ними находятся 10 делений.
Тогда цена деления будет равна:
$frac{710 space мм space рт. space ст. space − space 700 space мм space рт. space ст.}{10} = 1 space мм space рт. space ст.$ - Показания прибора: $p_{атм} = 725 space мм space рт. space ст.$
Барометр-анероид: что это такое и как он работает?
Содержание
- Особенности
- Принцип действия и устройство
- Разновидности
- Как пользоваться?
С детства мы привыкли слышать про высокое или низкое атмосферное давление, но не понимали, как его определить, и почему оно высокое или низкое. В сегодняшней статье мы поближе познакомимся с прибором, назначение которого – решать задачу определения указанных параметров.
Особенности
Барометр-анероид – это бытовой прибор, предназначенный для слежения за разностью давления атмосферы механическим способом. Это устройство очень чувствительно и способно показать разницу давления даже при подъёме на лифте. При наблюдении за его показателями можно заметить определённые изменения при смене погоды. Таким образом, можно предсказывать многие изменения: перед тем, как погода испортится, атмосферное давление уменьшается, а перед приходом ясного денька – увеличивается.
Перед снятием показаний с устройства необходимо учитывать высоту его расположения над уровнем моря. Чем выше находится прибор, тем меньше будет атмосферное давление. При подъёме на незначительную высоту показания будут сокращаться на 1 мм рт. ст. примерно каждые 12 метров подъёма.
У барометра-анероида есть один недостаток – это воздействие температуры воздуха на пружину. Разница температурных показаний заставляет металл сужаться при похолодании и расширяться от нагрева без изменения давления атмосферы. Чтобы сделать поправку на температуру, современные модели оснащаются термометрами-компенсаторами.
Благодаря им, в показания прибора можно внести поправки.
Принцип действия и устройство
Состоит описываемый прибор из металлической круглой коробки, изготовленной из закалённой стали (иногда из никелевого серебра). Рёбра этой детали имеют гофрированное покрытие. Это необходимо для придания конструкции жёсткости, поскольку внутри создаётся сильно разряженная среда путём вакуумирования. В таких условиях постоянно находится обратная пружина и стрелки механизма.
При воздействии давления атмосферы на стенки прибора происходит сужение либо расширение. Во время такого сжимания верхняя площадка начинает прогибаться и тянуть закреплённую на ней пружинку вниз. В моменты уменьшения нагрузки верхняя половина площадки, наоборот, изгибается наверх и давит на пружину. К возвратной пружинной детали через возвращающий механизм закреплена стрелка, которая перемещается по шкале значений.
Для получения максимально точных показаний необходимо производить сравнения со значениями барометра из ртути. Существует 3 основных поправки на ртутный:
- по шкале, а именно на неодинаковое реагирование на различных зонах шкалы;
- по температуре – учитывается погрешность на физическое изменение металла при воздействии на него температуры;
- иные погрешности, которые обусловлены изменением эластичности и жёсткости металлических деталей со временем.
Разлиновка шкалы производится в соответствии со значениями барометра из ртути. Применив барометрическую формулу, можно рассчитать высоту, на которой находится прибор. Замеряя давление атмосферы в верхней и нижней измеряемой точке, удастся определить разницу по давлению и перевести её в метры. Этот способ измерения называется барометрическим нивелированием. Таким способом происходит вычисление высоты точки наблюдения в GPS устройствах.
Разновидности
Впервые этот прибор был описан в 1644 г. учёным из Италии Эванджелистом Торричелли. Этим приспособлением оказался первый барометр на ртути (жидкостный), измерения значений в котором производились в соответствии с высотой столба ртути. Схема такого приспособления очень проста. Стеклянный столб имеет запаянный верх, а его низ погружен в ёмкость со ртутью. Во время проведения эксперимента на улице была очень хорошая и ясная погода. Тогда столбик ртути замер на высоте в 760 мм, что впоследствии и было принято за оптимальный показатель.
Ртутные модели применяются в наше время на метеорологических станциях, поскольку имеют высокую точность, а вместе с ней недостатки в виде небезопасности, хрупкости конструкции и громоздкости.
На сегодняшний день это контрольный прибор, по которому настраиваются все остальные устройства.
В 1844 г. инженер из Франции Люсьен Види, основываясь на работах физика и математика Готфрида Вильгельма Лейбница из Германии, создал другой тип барометра, работающего без жидкостей. В дальнейшем этот «безжидкостный» прибор получил название барометр-анероид.
Анероидный вариант на сегодняшний день является самым распространённым среди бытовых версий.
Существует 4 вида подобных устройств:
- жидкостный – в этом приборе применяется принцип выравнивания массы столба жидкости с окружающим его давлением;
- ртутный – замер давления атмосферы происходит благодаря высоте столба ртути с прикреплённой к нему шкалой;
- барометр-анероид – приспособление функционирует по принципу изменений размера коробки с разряженной средой внутри, под влиянием давления атмосферы изменяется её размер;
- электронный барометр – этот подвид барометра использует преобразования изменений коробки барометра-анероида в цифровой сигнал либо при помощи тензопреобразователя, который очень чувствителен, и изменение давления атмосферы воспринимается как деформация, а также изменение сопротивления.
Рассмотрим модели барометров-анероидов.
- БАММ-1. Это устройство предназначено для замера атмосферного воздействия, находясь на земле и в помещениях. Этот вид внесён в Госреестр измерительных приборов и может применяться для проверки рабочих мест.
- М-67. Прибор имеет более точные показания, а при своих конструктивных особенностях температурный диапазон работы составляет от -10 до +50 С.
- М-110. Этот барометр предназначен для промышленного применения.
- ББ-0.5М. Бытовой прибор, предназначенный для размещения на стене, хорошо подходит метеозависимым людям для слежения за изменением давления атмосферы.
- БР-52. Школьный барометр-анероид, устроен таким образом, что позволяет использовать его для опытов.
Как пользоваться?
При снятии показаний с описываемого прибора необходимо понимать, что он не даёт 100% гарантии в изменении погоды или в количестве выпавших осадков. Он не покажет, какой атмосферный фронт пришёл на проверяемую территорию. Метеорологи применяют много дополнительных приборов и снимков для определения погоды.
Сам прибор даёт только представление о том, в какую сторону будут изменяться погодные условия. Он покажет, будет ли погода переменчива в худшую либо в лучшую сторону. Устройство необходимо метеозависимым людям для контроля собственного самочувствия:
- в холодный зимний сезон при понижении давления можно ждать заморозков, а при повышении ожидается потепление и возможное выпадение снега;
- в летнее время повышение давления свидетельствует о приближении жарких и сухих дней, а снижение предупреждает о приближении дождя.
Скорость изменения значений тоже расценивается как наиболее вероятное изменение погоды. А когда давление уменьшается постепенно, тогда в течение суток будет ухудшение погоды. Возможен ветер и осадки. Если стрелка резко упала, следует ожидать сильный ветер и проливной дождь с грозой.
Резкое падение стрелки ещё может сказать о его начале примерно через 2 часа. Когда стрелка замерла и держится на определённом уровне, тогда можно рассчитывать на уменьшение ветра и прекращение осадков.
Чтоб правильно понимать показания прибора, нужно постоянно следить за ним. При хорошей погоде снимать все значения можно 2 раза в день, а в непогоду нужно контролировать устройство каждые 2–3 часа.
После появления электронного барометра необходимость в его настройке отпала, но на рынке все ещё остаются классические варианты с необходимостью регулярной подстройки.
Их любят за презентабельную внешность и отсутствие необходимости в замене батареек.
Рассмотрим краткую инструкцию, как настроить барометр-анероид дома.
- Подстроить механический барометр несложно – для этого нужно знать величину давления, которое имеется в конкретной местности в конкретное время. Это можно узнать на сайте ближайшей метеостанции, посмотрев или прослушав сводки погоды после новостей по радио или телевидению.
- Имея точные показания ртутного барометра, возможно провести сравнение его показаний и показаний своего прибора.
- Если показания разнятся, то необходимо откалибровать ваш прибор. Для этого найдите на задней части устройства регулировочный винт, постепенно путём закручивания или выкручивания винта выставите нужные показания.
- Если на вашем устройстве отсутствует регулировочный винт, значит, производитель этого прибора использовал иной способ настройки — поворотом циферблата относительно стрелок.
Ознакомиться со способом настройки своего прибора вы сможете в руководстве по эксплуатации, где в деталях описана настройка и калибровка устройства.
О том, как устроен и действует барометр-анероид, вы можете узнать ниже.
Чувствительная часть барометра-анероида — это сильфон с тонкостенной гофрированной мембраной из спецсплавов, реагирующий на изменения атмосферного давления сжиманием/разжиманием, таким способом двигая прикрепленную к нему стрелку по шкале. Прибор полностью механический, в отличие от других типов барографов не содержит ртути, жидкости, датчиков, элементов питания, электросхем. Указанные особенности никак не влияют на эффективность, и даже наоборот, делают изделие самым надежным, стойким, долговечным из подобных измерителей. Рассмотрим, чем отличается анероид, его преимущества и недостатки, элементы, принцип, как настроить. Опишем также основы, как читать и понимать показатели.
Понятие барометров анероидов, чем отличаются от иных типов
Барометры — базовые приборы для измерения атмосферного давления, изменения которого определяются наступлением климатических явлений, осадков, солнечной или пасмурной погоды.
С самого начала атм. давл. измерялось первыми изобретенными барометрами — ртутными, затем появились жидкостные, где столбик вещества при его понижении опускается, при увеличении — поднимается внутри колбы около градуированной шкалы.
Процесс основывается на законе физики, на способности материалов сжиматься/расширяться при разных величинах давления (принцип Торричелли).
Все барографы основываются на описанном выше физическом законе, отличается лишь чувствительная часть и, соответственно, конструктивное исполнение, обеспечивающее вывод показателей на шкалу, табло.
Анероидный барометр изобретен позже, в 1847 г. Люсьеном Види. Прибор основывается на мембране с тонкими стенками (гофра, гармошкой) из специальных, чувствительных к атм. давл. сплавов, которая связанная со стрелкой на градуированной шкале. Кроме указанных видов, существуют также электронные устройства, у которых сенситивная часть — это датчики (термокомпенсированные, тензометрические), микросхема исчисляет показатели, переводит их в электросигнал, выводит на ЖК-табло цифрами.
Анероиды показывают результаты измерений стрелкой на шкале, жидкостные погодомеры — столбцом чувствительного вещества в колбе, электронные — числовыми значениями на дисплее (могут также иметь стрелку).
Названия-синонимы барометров:
Принцип механического барографа:
Если рассматривать, для чего еще предназначен анерограф, то по нему можно вычислить высоту. Давление растет на каждые 100 м на 10 мм рт. ст.
Советы по настройке барометра
Барометр обязательно настраивают. Вот наши советы:
- Рекомендуется узнать точный показатель атмосферного давления.
- Затем используют регулировочный винт, расположенный сзади прибора.
- Отверткой устанавливают основную стрелку на величину атмосферного давления. Иногда регулировочный винт не позволяет отрегулировать стрелку. В этом случае осторожно двигают шкалу.
- В показания барометра вносят поправки при необходимости. Для этого ориентируются на инструкцию к прибору.
Такая настройка обязательна перед началом использования устройства. Затем показания снимают дважды в день в одинаковое время. Если отмечаются нестабильные погодные условия, показатели снимают чаще (примерно раз в 2 часа). Перед тем как узнать показания, желательно постучать пальцем по стеклу и снизить трение в системе привода стрелки для правильной фиксации.
Конструкция, механизм работы
Барометр (барограф) анероид — это измерительный прибор для атм. давл., с полностью механическим принципом работы.
Строение барографа анероидного (механического) типа:
- внутри герметичного корпуса находится сильфон — гибкая коробочка с тонкими стенками гармошкой (гофрированная). Другое название данной части — анероидная капсула. Изготовлена из сплава меди и берилла, никель-серебра, может быть из фольги из закаленной стали;
- сильфон связан посредством передаточного механизма с возвратной пружинной частью со стрелкой, выводящейся на градуированную шкалу;
- у некоторых изделий внутри корпуса также интегрирован компенсационный термометр, высотомер, измеритель влажности;
- шкала, обычно двойная с градуировкой в мм рт. ст. и/или в мбарах, гПа, что удобно, так как нет необходимости в ручном переводе одних единиц измерений в другие. Как правило, всегда есть надписи или выделенные цветом сегменты около делений: солнечно, дождь и так далее. (это связанно со спецификой прочтения, ниже мы опишем данный нюанс);
- регулировочный болтик на внешней части корпуса (обычно снизу, на обратной стороне) для подтягивания отпускания пружины при калибровке.
Для полного представления, что такое анероид, опишем принцип работы:
- внутри герметичного корпуса, где находится сильфон, создано разряжение. Анероидная капсула (aneroid capsule) приобретает чрезвычайную сенситивность: при колебаниях наружного давления сжимается-разжимается;
- аппарат также состоит из передаточного механизма, пружина которого при трансформациях сильфонной коробки двигает стрелку на шкале: при ее сжатии верхняя стенка, прогибаясь, тянет зафиксированный на ней конец пружины вниз, при понижении атм. давл., наоборот, эта поверхность выгибается, осуществляя толкание вверх.
В анероидах используют несколько, как правило, максимум 10 шт., а в специальных моделях больше, последовательно зафиксированных гофрированных капсул для расширения диапазона измерений (амплитуды стрелки на шкале).
Внутри анероидного барографа:
Достоинства и недостатки анерографов анероидов
Преимущества анероидного погодника:
- конструкция простая, хотя несколько сложнее, чем у жидкостных, ртутных вариантов. Но у последних есть чувствительные части — хрупкая колба, вещество может испариться, вытечь. У анероидов устройство надежнее, конструкция более основательная, части устойчивее к механическим, иным влияниям, поэтому ими наиболее часто пользуются не только в быту, но и, например, в туристических походах, на производстве. Данный плюс не касается утраты со временем мембраной сильфона чувствительности, но это решаемая проблема (особенность опишем ниже как недостаток);
- по указанным выше причинам долговечнее;
- не требуют источников питания, батареек, чем выгодно отличаются от электронных приборов;
- компактность. Этот параметр несколько хуже, чем у электронных типов, но вполне достаточный для того, чтобы изготовить изделие в форме ручных, карманных часов.
Несколько характерных схем внутреннего устройства механических погодников:
Принцип действия анероидов имеет такие недостатки:
- металл мембраны реагирует: на температуру: при плюсовой расширяется, при минусовой — сжимается. Поэтому часто у анероидов есть встроенный дугообразный термометр-компенсатор (качественное изделие должно иметь его) для вычисления поправки. Значения рт. ст. и температуры могут находиться на одном табло. Такой же недостаток присущ и жидкостным вариантам, но у них данное явление выражено значительнее. Ртутные изделия меньше всего чувствительные к t°, поэтому считаются наиболее точными. Электронные приборы также имеет данный минус, но поправки на t° делаются микросхемой автоматически;
- на высоту. Например, если человек с измерителем находится на гористой местности, то надо точку отсчета брать иную (именно для такой конкретной локации), которая отличается от таковой на равнине. Если же пользователь часто меняет высоту своего местоположения и нужна точность, то вместе с анероидом надо применять высотомер (альтиметр), есть модели со встроенным таким прибором (в авиации они называются барометрическими высотомерами);
Виды рыбацких барометров
Барометр рыбака может быть бытовым и карманным. В первом случае прибор устанавливают на столе или вешают на стену, обеспечивая доступ воздуха. Карманный измеритель более удобен. Его можно взять с собой на рыболовное место. Барометры для рыбалки также выпускаются в нескольких видах: содержащие ртуть, механические и электронные. Последний вид пользуется большой популярностью, так как он не только легок и удобен в использовании, но и, кроме измерения давления, может определить температуру воздуха, влажность, высоту. Прибор имеет и много других дополнительных функций.
Степень точности анероидного барографа
Самым точным барометром традиционно считается ртутный (используемый как эталон) — его рабочее вещество стойкое к влияниям температур (не замерзает, не испаряется), к влаге. В некоторых источниках первенство отдают электронным приборам, и для этого есть основания, так как микросхема сама автоматически делает поправки, исчисления, а цифровое табло покажет до 0.2 мВ/кПа и лучше, что на обычной шкале трудно отследить.
По жидкостным барографам все зависит от используемого вещества в роли сенситивного элемента (масло, химические смеси, дистиллированная H₂O). В некоторых источниках такие устройства позиционируются лучше, чем анероидные. Это не совсем так, например, аппарат с водой измеряет с самыми значительными расхождениями, так как вещество больше подвержено влиянию температуры, испарению. Это спорный вопрос, но по точности мы бы поставили анероиды как минимум в один ряд с жидкостными, и уж конечно, по удобству, надежности конструкции они на первом месте среди всех барографов.
Итак, ртутные изделия — это эталон по точности для всех типов барометров, применение их в этой роли традиционное, это их достоинство. Данное обстоятельство подтверждает тот факт, что классической главной единицей измерений является мм (дюйм) рт. ст.
Плюс цифровых моделей в множестве отображаемых измерений на малом дисплее (влага, высота, температура, часы, может быть GPS и пр.), а также в том, что все поправки аппарат вычисляет и исправляет сам автоматически, а в анероиде это надо делать вручную. Но цифровые аппараты менее стойкие к нагрузкам, для них требуются источники питания.
Точность современных анероидов весьма высокая: даже поднимаясь в лифте с измерителем можно заметить движение его стрелки. Особо точны модели, работающие с 10–12 ступенями гофрированной анероидной колбы — они способны показать точность до 0.05 %.
Важно ли следить за точностью именно по цифровым отметкам шкалы
Атм. давл. имеет стабильную закономерность — оно меняется в разных периодах суток, во время суточного хода:
- 2 максимума: 10.00, 22.00;
- 2 минимума: 04.00, 16.00.
Особенно ярко выражено описанное явление в тропиках. При возрастании широты (направление на север), диапазон колебаний понижается и на широте 60° амплитуда уже приблизительно в диапазоне 0.3 мбар.
Вопрос о точности касательно идеального совпадения стрелки с делениями шкалы малозначим для не только бытовых, но и большинства любых других потребностей, кроме специальных научных, лабораторных, статистических исследований, на метеостанциях. Там используют метеорологический специальный анерограф с увеличенным количеством ступеней анероидной капсулы, показания корректируют спецприборами для замеров влажности, ветра и прочего.
Первоочередное значение имеет скорость движения указателя, столбца жидкости на шкале и общее положение (глубоко или незначительно вниз/вверх), то есть какие-то доли градуировки, даже целые ее деления не особо важные. Поэтому часто барометр механический, анероид имеет участки шкалы, выделенные разными цветами для ясной погоды, дождя, грозы, шторма на определенных сегментах с делениями, по ним удобно отслеживать явления.
Итак, важно не положение стрелки на конкретных отметках, и даже не текущий показатель, а динамика изменений. Чем резче амплитуда, тем быстрее погода изменится, а прямой ровный график свидетельствует о том, что она на ближайшие несколько часов будет стабильной, на одном уровне.
Пример: на улице солнечно, но стрелка барографа показывает резкое падение, это явно и уверенно свидетельствует о наступлении дождя, как минимум — густой облачности. Если же пасмурно, дождливо, то резкое повышение указателя — признак скорого наступления солнечности.
Поправки для анероидов, нужно ли их делать
Для особо точных измерений барометр (погодник) анероид нуждается в таких поправках:
- на шкалу — зависит от уровня неравномерности реагирования на изменения атм. давл. на разных участках части с градуировкой;
- на температуру. Обусловлена зависимостью между температурой и упругостью частей гофрированной чувствительной и пружинной;
- добавочная — обуславливается утратой со временем (износом) упругости вышеуказанных частей.
Поправки надо учитывать, только если требуются особо точные замеры. Впрочем, исчисления можно делать всегда, так как они не особо сложные.
Подготовка для поправок, снятие давления, температуры
Этапы:
- Замерить, записать t° среды, в которой находится прибор с точностью до 0.1°.
- Постучать без чрезмерной силы по стеклу шкалы, чтобы удостовериться, что указатель двигается свободно.
- Зафиксировать, записать значения стрелки с точностью до 0.1 мм рт. ст. (или мбар). Десятые доли можно определить приблизительно, на глаз. Органы зрения надо держать прямо перпендикулярно к циферблату, зрение должно проходить через ось стрелки — так будет меньше погрешностей.
Процедура поправок, калибровка анероидных барометров
Как делать поправки к анероиду, описано в аттестате (паспорте, свидетельстве), которым снабжается каждый барометр, так как изделия являются измерительными, проходят поверку перед допуском к продаже.
Порядок:
- Выбираем из паспорта 3 поправки: шкалы, t°, добавочную. Заносим их в графу «поправки», то есть имеем 3 числовых значения со знаками величин: Исправление шкалы смотрят в аттестате (свидетельстве) изделия по отсчитанному значению давления, если нужно, делают интерполяцию. Данная поправка бывает «+» или «–».
- Температурная. Надо привести значения к 0°. Поправку получаем умножением температуры изделия на множитель из аттестата. Результат округляем до десятых долей.
- Добавочная. Берется из паспорта, может быть минусовой или плюсовой.
Поправка добавочная — это таковая присущая анероиду при поверке, всегда прописана в паспорте. Величина сравнительно быстро меняется со временем. Данный изъян — самый существенный недостаток механических барометров.
Для калибровки необходимо сравнивать показатели изделия с ртутным барометром (этот тип устройств во всех случаях служит ориентиром по точности) или эталонным показателем. Сама процедура, осуществляется простым подкручиванием болтика, ослабляющего/усиливающего пружину на сильфоне. Для сравнения не обязательно иметь под рукой указанный барометр-эталон, можно узнать информацию на сайтах метеорологических служб.
Отклонение по шкале имеет инструментальную природу, появляется при изготовлении из-за неравномерности на доли миллиметров делений градуировки. То есть при ней указатель показывает не совсем ту величину, которая отображена шкалой. Данное отклонение чрезвычайно незначительное, даже ничтожное, не меняется со временем.
Пример значений поправок по итогам поверки:
Общее описание линейки барометров Утес
Утес — название линейки бытовых барометров. Среди них есть модели с художественной росписью, сувенирные модели, и «обычные» бытовые приборы. Мы будем рассматривать только бытовые модели.
Все модели бытовой линейки выполнены в небольшом круглом корпусе из дерева, имеющего светло- или темно-коричневый окрас. Барометрический механизм выполнен из металлов, устойчивых к коррозии.
На круговой шкале указывается:
- Атмосферное давление (в Паскалях).
- Погодные условия (Шторм, Дождь, Ветер, Переменно, Ясно, Сушь, В. Сушь).
Шкала с погодными условиями по факту является малополезной — поскольку давление в разную погоду зависит от региона.
С задней части корпуса есть ушко, на которое прибор можно повесить на гвоздь в стене. Подставки для настольного хранения — нет (то есть барометр можно только вешать).
О производителе
Барометры Утес выпускает российский . Предприятие выпускает медицинскую технику, комплектующие для автомобильной промышленности, авионику и барометры. Территориально располагается в Ульяновске. Производственные мощности работают уже дольше 60 лет.
Назначение и область применения
Приборы могут использоваться для определения атмосферного давления и температуры (температуру показывают только модели с индексом «Т» в названии) воздуха внутри помещения.
Барометры Утес предназначаются для жилых помещений, при условии что здание находится не выше 300 м над уровнем моря. Располагать прибор на улице (в том числе и на открытом балконе) — нельзя.
Покупать такую технику актуально людям, чувствительным к перемене атмосферного давления (к примеру — для тех, у кого гипертонический криз). По смене давления можно «предугадать» свое самочувствие. Также по этим показаниям можно частично предугадывать погоду.
Факты на пользу выбора барометров анероидного типа
Преимущества параметров анероидов:
- нет жидкости, хрупкой колбы. Конструкция более надежная, устойчивая, что подойдет для использования в сложных условиях (туристические походы, производство) — риск разбития колбы, испарения ртути, иного вещества будет исключен;
- возможны малые размеры, портативные модели несколько больше карманных часов или наподобие небольшого манометра. Конструкция удобная, компактная — это не жидкостный/ртутный измеритель с хрупкой длинной частью с делениями, который надо раскладывать и обращаться с ним осторожно;
- нет необходимости в источниках питания, батарейках, как у электронных приборов. Даже намокнув, анероид будет работать.
По статистике использование барометров-анероидов наиболее популярное — это недорогой добротный, долговечный прибор. Необходимость делать поправку на утрату упругости мембраны сильфона можно рассматривать не как недостаток, а особенность эксплуатации, тем более что она легко осуществляется. Надо всего лишь посмотреть паспорт прибора или сравнить с показаниями ртутного анерографа и откалибровать простым подкручиванием регулировочного болтика.
Как читать и интерпретировать показания барометров анероидов
Опишем правила, как правильно прогнозировать погоду с помощью анероида.
Показания барографа механического типа — это высота рт. ст. на ртутном анерографе в мм. Нормы прочтения одинаковые для всех типов барографов. Рассмотрим их вкратце, но исчерпывающе.
Единицы измерений
Градуировка шкал барометров делается в таких значениях (в физической величине):
- мм рт. ст. (mmHg) или дюйм рт. ст. в странах с соответствующим стандартом. Это главная ед. измерений, для замеров атм. давл. барометрами в большинстве случаев ориентируются на нее;
- в международных ед.: 1 Па (1 Н/м²), гПа, мПа;
- бары (1 бар = 100 000 Па или 0,1 мПа). Шкалы бытовых моделей часто в миллибарах (мбары).
Обычно есть двойная шкала (градуировка). На отечественных изделиях популярно указывать мм рт. ст. и соответствие в гПа, Па.
- 100 000 Па = 100 кПа — 1 бар = 1 000 мбар = 1 000 гПа.
- 1 гПа (гектопаскаль) = 1 мбар
- 1 мм рт. ст. = 133.3 Па
Особенности шкалы механического барографа
Стандартно шкала барометра начинается с 710 мм рт. ст., может быть и меньше. За точку отсчета берут усредненное значение нормального атм. давл. для ясной погоды для конкретной местности — среднестатистически 760 мм рт. ст. (1013 мбар или 1013 гПа). От данной черточки отсчитывают и интерпретируют направление движения стрелки — вверх или вниз, падает или поднимается.
Отметка может быть другой для определенных местностей, например, в горах она будет отличаться. Значение для конкретной географической точки устанавливают соответствующие метеорологические службы.
Итак, нормальным атм. давл. на уровне моря принимают 760 мм рт. ст., но возможны расхождения и иногда они весьма значительные. Так, самое низкое зафиксированное значение — 641 мм рт. ст., самое высокое — 816 мм рт. ст.
Недостатки прогнозирования всех барометров
Минусы всех барометров по прогнозированию:
- невозможность на 100 % спрогнозировать, какие именно конкретно изменения произойдут (осадки или просто пасмурная погода) и время их наступления. На погоду влияет много факторов: влажность, ветер, высота, рельеф локации. Но если барометр показывает осадки, то почти всегда изменение климата в их сторону будет (как минимум пасмурная погода);
- краткосрочная перспектива прогнозов — охват по времени приблизительно от 8–12 ч. до 24 ч., то есть на ближайший период;
- ограниченный радиус по радиусу действия — около 30 км, при циклонах несколько больше.
Правила чтения, интерпретации показаний барометра-анероида
Чем быстрее движение стрелки, чем большая амплитуда, тем значительнее точность прогноза, тем глубже степень климатических явлений (от пасмурной погоды до шторма), а также короче временной отрезок их наступления.
Выше указано общее правило, но также при считывании показателей барометров применяют дополнительные правила, которые в значительной мере меняют поверхностное понимание движения указателя:
- давление растет, то есть именно в процессе такого изменения — дожди, грозы; когда рост остановится, и оно будет держаться на определенной высокой отметке стабильно — осадки прекращаются, начинает устанавливаться ясная погода;
- длится процесс понижения — самая отличная погода; держится стабильно низким — начинаются осадки, но небольшие, их период краткий, интенсивные возникнут с начала роста (пред. пункт);
- то есть мы видим определенную нерушимую цикличность — после падения всегда идет рост и наоборот, временные отрезки удерживания стабильности давления в низкой или верхней точке могут быть разными;
- иногда делает погоду именно ветер: в зависимости от его направления рост давления может сопровождаться похолоданием или потеплением. Северный ветер чаще предвестник прохлады на локациях, удаленных от океана;
- зимой высокое атмосферное давление означает заморозки, низкое — потепление, которое может инициировать осадки. Летом, наоборот: при росте жара, сухость, при падении — холода, дожди;
- для каждого конкретного прибрежного региона прогноз разный, тут особо значимы сезоны;
- для гористых местностей прогноз особо сложен, погода там меняется чрезвычайно быстро (горы задерживают облака, вносят иные поправки, несмотря на любое давление) в границах крайне небольших территорий
Желательно знать характеристики глобальных, основополагающих климатических явлений атмосферы. Циклоны — это низкое давление. При их возникновении появляется теплая часть с малой облачностью, как правило, это верхние области. Наблюдается перистость облаков, перисто-слоистость, осадков нет. При продвижении теплого фронта таковые могут возникать, но слабые. Холодная область грядет следом, дожди усиливаются, ветер становится интенсивным. Давление повышается, послефронтовые осадки могут затянуться надолго, до дней без паузы. Далее, циклон закончился, зафиксировалось высокое атм. давл. — антициклон. При таком явлении возникает пасмурность, холод с осадками, но только по началу, это шлейф от прошедшего циклона, он исчезает через 1–2 дня. Облачность начинает исчезать, соответственно, район этого явления становится прогретым, возникает солнечность в теплой части антициклона. Давление постепенно уменьшается, поэтому после него всегда надо ждать циклона. Таким образом, есть постоянная цикличность с описанными витками.
Еще несколько правил, как пользоваться барометром:
- погода становится плохой, когда предшествует падение атм. давл. Если оно на протяжении 6–12 ч. и больше понижается без перерыва, ожидаем циклон — ветреность с осадками;
- интенсивное, ускоренное падение, 2–3 мбар и больше за 3 ч. — приближается центральная область циклона или таковой очень глубокий. Ожидаем шторма — чем быстрее движется стрелка на меньшие отметки, тем оперативно ухудшается климат;
- показания растут или на месте — сохраняется антициклон, ясность, без осадков;
- постепенный, длительный и стабильный (несколько суток) рост — продолжительная антициклональность: летом жарко, сухо, зимой — морозы (для двух вариантов погода будет ясной).
Правила для рыбалки
Для рыбаков барограф всегда нужен, незаменим — рыба меняет свое поведение, клев усиливается/пропадает при разных значениях атм. давл. Тут анероид весьма уместный, так как компактный, устроен полностью механически, с надежной конструкцией, нет особо чувствительных к нагрузкам деталей, прибор можно положить в рюкзак, при падениях, ударах есть больше шансов, что он останется работоспособным.
Есть удобные модели анероидов наподобие карманных часов.
Каждая рыба реагирует по-своему на изменение давления при тех же значениях. Но в общем, если наблюдается рост, — это к отличному клеву. Хотя, если величина держится высоко или чрезмерно интенсивно растет, рыбалка может не дать хороших результатов. При низкой величине (осадки, пасмурно) активируются хищные виды, при высокой — мирные рыбы подплывают к берегу для активного питания.
Самодельные барометры анероиды
По самодельным барометрам есть отдельные статьи, поэтому опишем лишь вкратце, как соорудить такой кустарный прибор.
Берем дешевый манометр или сфигмоманометр (для артериального давления), только механическую модель с цилиндром-сильфоном снизу. Надо нагреть паяльником штуцер, запаять его с полной герметичностью. Далее — подождать охлаждения к комнатной температуре, мембрана сожмется, давление станет равным атмосферному. В дальнейшем при понижении такового анероидная капсула будет сжиматься, при росте – расширяться. Остается лишь переписать шкалу или распечатать картинку с ней из интернета, наклеить на старую градуировку.
Для самоделки можно использовать любые приборы с чувствительными сильфонами, например, таковые из бериллиевой бронзы от высоковакуумных затворов
Примеры моделей
Рассмотрим вкратце популярные типоразмеры и модели. Барометр (анерограф, барограф) анероид мини формата, в форме ручных или карманных часов мы указали выше.
Есть более габаритные устройства, служащие также украшением интерьера. Желательно выбирать модели с термометром, измерителем влажности и прочими дополнительными опциями.
Перечислим популярные отечественные изделия.
БАММ-1 для наземных условий, для помещений. M-110, промышленный. Модели вписаны в Госреестр Средств Измерений РФ, можно применять для аттестаций рабочих мест, для официальных измерений на производстве.
М-67. Точный, неприхотливый. Работает при t° от −10 до +50 °C.
ББ-0.5М. Бытовой, настенный, дешевый часто в корпусе из пластика. БР-52 — для школ, часто там используется как учебное пособие, для опытов.
Разновидности
Впервые этот прибор был описан в 1644 г. учёным из Италии Эванджелистом Торричелли. Этим приспособлением оказался первый барометр на ртути (жидкостный), измерения значений в котором производились в соответствии с высотой столба ртути. Схема такого приспособления очень проста. Стеклянный столб имеет запаянный верх, а его низ погружен в ёмкость со ртутью. Во время проведения эксперимента на улице была очень хорошая и ясная погода. Тогда столбик ртути замер на высоте в 760 мм, что впоследствии и было принято за оптимальный показатель.
Ртутные модели применяются в наше время на метеорологических станциях, поскольку имеют высокую точность, а вместе с ней недостатки в виде небезопасности, хрупкости конструкции и громоздкости.
В 1844 г. инженер из Франции Люсьен Види, основываясь на работах физика и математика Готфрида Вильгельма Лейбница из Германии, создал другой тип барометра, работающего без жидкостей. В дальнейшем этот «безжидкостный» прибор получил название барометр-анероид.
Существует 4 вида подобных устройств:
- жидкостный – в этом приборе применяется принцип выравнивания массы столба жидкости с окружающим его давлением;
- ртутный – замер давления атмосферы происходит благодаря высоте столба ртути с прикреплённой к нему шкалой;
- барометр-анероид – приспособление функционирует по принципу изменений размера коробки с разряженной средой внутри, под влиянием давления атмосферы изменяется её размер;
- электронный барометр – этот подвид барометра использует преобразования изменений коробки барометра-анероида в цифровой сигнал либо при помощи тензопреобразователя, который очень чувствителен, и изменение давления атмосферы воспринимается как деформация, а также изменение сопротивления.
Рассмотрим модели барометров-анероидов.
БАММ-1. Это устройство предназначено для замера атмосферного воздействия, находясь на земле и в помещениях. Этот вид внесён в Госреестр измерительных приборов и может применяться для проверки рабочих мест.
Параграф 43. Барометр – анероид. Атмосферное давление на различных высотах
Ответы на вопросы
1. Барометр- анероид – Основной его деталью является герметично закрытая коробочка. Воздух из неё откачан. А чтобы коробочку не раздавило атмосферным давлением, плоская пружина 2 оттягивает её крышку, силой упругости уравновешивая силу внешнего давления. Увеличение или уменьшение внешнего давления ведёт к большему или меньшему прогибу крышки коробочки, а, следовательно, и к разной деформации плоской пружины. Плоская пружина 2 с помощью специального механизма 3 связана со стрелкой указателем 4.
Действие: При увеличении атмосферного давления крышка коробочки прогибается и тянет за собой пружину, при уменьшении давления пружина выпрямляет крышку. Стрелка при этом перемещается по шкале влево или вправо. Барометр-анероид градуируется по показаниям ртутного барометра и обычно имеет две шкалы. Значения атмосферного давления наносятся на шкалы в миллиметрах ртутного столба и в гектопаскалях
2. В гектопаскалях градуируют шкалы барометра-анероида
3. Атмосферное давление уменьшается с увеличением высоты подъёма над уровнем моря потому что при удалении от поверхности Земли уменьшается высота столба воздуха, который оказывает давление. Как вам известно, с увеличением высоты убывает плотность воздуха: он становится всё более и более разреженным. Поэтому давление с высотой убывает неравномерно.
4. Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0ᵒС, называют нормальным атмосферным давлением. Нормальное атмосферное давление равно 760 мм рт. ст. = 101 300 Па = 1013 гПа
5. Барометром-анероидом со специальной шкалой, применяемым, например, в авиации, можно измерять высоту. Этот прибор называют высотомером
Стр. 146
Обсуди с товарищем
Если к барометру подвесить одну трубку, то он будет показывать вес трубки, так как действующее сверху на закрытый конец трубки давление наружного воздуха сравняется с давлением воздуха, находящегося в трубке. Если в трубке находится ртуть, то атмосферное давление не будет уравновешено давлением воздуха внутри трубки снизу. Атмосферное давление почти равно весу столба ртути в трубке, тогда динамометр будет показывать сумму весов трубки и ртути
Стр. 146
Упражнение 26
1. Показания барометра-анероида (см. рис. 137) по каждой шкале с учётом погрешности измерений, равной половине цены деления шкалы прибора:
по верхней шкале давление p = (750 ± 0,5) мм.рт. ст.
по нижней шкале давление p = (1000 ± 0,5) гПа.
Цена деления верхней шкалы: (710-700)/10= 1 мм.рт.ст
Цена деления нижней шкалы: (940-930)/10= 1 гПа
Погрешность ½=0,5
Верхней шкалы: 0,5 мм.рт.ст.
Нижней шкалы: 0,5 гПа
Рв=750(pm 0,5 мм.рт.ст.)
Рн= 1000(pm 0,5 гПа)
Цена деления равна 1 ᵒ С, погрешность 0,5ᵒ
Значение температуры t= 24(pm 0,5)ᵒ С
2. Шарик, наполненный гелием, при поднятии на высоту увеличивается в объеме из-за уменьшения атмосферного давления
3.
Дано: [rho = 1000 кг/м^{3}] (p =)101 325 Па [g = 10 Н/кг] |
Решение: Найдем высоту: [p = rho gh rightarrow h = frac{p}{text{ρg}} = frac{101325}{1000 times 10} = 10,1 м] Ответ:( h = 10,1 м) |
---|---|
Найти [h – ?] |
4.
Дано: [rho = 1,3 кг/м^{3}] (p1 = 1013 гПа =)101 300 Па (p2 = 962 гПа =)96200 Па [g = 10 Н/кг] |
Решение: Найдем высоту: [p = rho gh rightarrow h1 = frac{p}{text{ρg}} = frac{101300}{1,3 times 10} = 7792 м] [h2 = frac{p}{text{ρg}} = frac{196200}{1,3 times 10} = 7400 м] [frac{h1 – h2}{2} = frac{7792 – 7400}{2} = 196 м] [h = 7400 + 196 = 7596 м] Ответ:( h = 7596 м) |
---|---|
Найти Н -? |
5. Показания барометра увеличатся, так как давление прямо пропорционально высоте по формуле (p = rho gh)
6.
Дано: а=1 м b=60 см=0,6 м [p = 10^{5} Па] |
Решение: Найдем силу давления: [F = S times P = 1 times 0,6 times 100000 = 60000 Н = 60 кН] Ответ: (F = 60 кН) |
---|---|
Найти [F – ?] |