Содержание

Барометр. Виды и уабота. Применение и настройка. Особенности

Барометр – это устройство для измерения атмосферного давления. С его помощью можно предсказать погоду. Прибор может снимать данные атмосферного давления находясь в помещении или на открытой местности. Также подобные устройства используются в авиации для определения высоты полета над уровнем моря. Нормой считается атмосферное давление на уровне 760 мм ртутного столба при температуре +15 градусов.

Разновидности барометров
Существует несколько разновидностей барометров:
  • Ртутные.
  • Жидкостные.
  • Механические.
  • Электронные.
Ртутные

Ртутный барометр был изобретен самым первым. Его создателем является итальянский физик Эванджелисто Торричелли, который в 1844 году разместил в тарелке со ртутью вертикально установленную пробирку заливной горловиной вниз. Им было замечено, что уровень ртути в колбе менялся в зависимости от погодных условий. Ученый сопоставил данные и пришел к выводу, что на этот показатель влияет давление воздуха. Применяемая им конструкция являлась весьма точной, но была неудобной. Кроме этого, ртуть вредна для здоровья, поэтому ее применение в столь большом количестве, для заполнения тарелки, и нахождение на открытом воздухе является небезопасным. Ртутные барометры отличаются повышенной точностью, поэтому их более совершенные модификации встречаются до сих пор. Их применяют на метеорологических станциях для проведения контроля за погодой.

Жидкостные

Жидкостные барометры на данный момент практически не встречаются. Они отличаются большой погрешностью, поэтому судить о погоде основываясь на их данных довольно сложно. В подобных приборах измерение проводится за счет уравнивания столба жидкости. Проблема таких приборов в том, что заправляемые вещества ведут себя по-разному при изменении температуры, что сопровождается высокими погрешностями. Одним из самых известных модификаций жидкостных барометров являются глицериновые модели. В них применяется окрашенный глицерин, что дает привлекательный декоративный эффект.

Механические

Механические барометры самые популярные. Они гораздо компактнее, чем первые две категории. Кроме этого, механические приборы отличаются вполне достаточной точностью. Подобные устройства сложные в изготовлении и в отличие от ртутных, являются полностью безопасными. Внешний корпус такого оборудования напоминает классические круглые часы, но бывают и прямоугольные настольные модели. Внутри корпуса находится пустотелая емкость, сделанная из двух жестяных мембран. В емкости создан вакуум, а ее стенки надежно запаяны. Благодаря отсутствию воздуха, мембраны остро реагируют на изменение уровня атмосферного давления. При его увеличении они сжимаются, а при уменьшении наоборот раздуваются.

К емкости подсоединяется чувствительный механизм, который состоит из нескольких плеч. Его устройство позволяет снимать миниатюрные изменения объема коробки с вакуумом и создавать колебания стрелки со шкалой, на которую нанесены показатели давления. Чувствительный механизм остро реагирует на любые изменения объема емкости. Максимальные отклонения объема коробки в сжатом и раздутом состоянии редко превышает одного миллиметра. При этом устройство, которое передает эти движения на стрелку, увеличивает изменения в 90 раз, что обеспечивает высокую точность показания. Механические устройства бывают как компактными, которые можно носить в кармане, так и настольными.

Электронные

Электронные барометры – это высокоточные и компактные приборы. В их основе также используется вакуумная коробка, но снятие показаний обеспечивается благодаря чувствительным датчикам. Также в этой конструкции предусматривается микропроцессорный блок. Показания выводятся на жидкокристаллический дисплей. Одна из особенностей таких приборов заключается в том, что часто они комбинируют в себе несколько устройств одновременно. Они могут работать не только как барометр, но и как термометр, компас и часы. Зачастую электронные устройства делают во влагозащищенном корпусе, поэтому их покупают рыбаки и туристы. Как известно, клев рыбы во многом зависит от атмосферного давления. Они чувствительны к его резким перепадам. Благодаря барометру можно определить будет ли клев или рыбалку лучше перенести. Если давление резко падает, то рыба неохотно берет наживку.

Зачем нужен барометр

Барометр применяется для проведения точного измерения атмосферного давления. Оно выражается в физической единице – миллиметрах ртутного столба. На основе этих показаний можно судить о дальнейшем изменении погодных условий при сравнении с данными о давлении, полученными в предыдущий день или несколько часов. Дело в том, что показатель атмосферного давления напрямую влияет на погодные условия.

Если уровень в определенной местности снижается, то воздушные потоки прибывают с другой территории. Именно так создается ветер, который попутно приносит тяжелые дождевые тучи. Как следствие, благодаря применению барометра несложно предсказать осадки. В том случае, если давление начинает расти, то это говорит о том, что имеющиеся на данной местности воздушные потоки переместятся на другую территорию, где давление снижено. При этом они уберут тучи, поэтому будет наблюдаться солнечная погода. Таким образом, чем выше давление, тем более сухая погода ожидается.

Весьма распространенными являются приборы со специальной разметкой на шкале, указывающей на погодные условия, которые нужно ожидать при направлении стрелки на определенный показатель. При самом низком давлении может быть написано «шторм», или нарисована соответствующая картинка. Для самого высокого давления применяется термин «суш» или рисуется палящее солнце. При этом нужно учитывать, что показатели могут меняться в зависимости от температурных условиях. По этой причине такое обозначение является неточным, но дает приблизительное понимание, что ожидать от погоды.

Как пользоваться

Следует понимать, что барометр не является устройством, которое позволяет точно предсказать погодные условия и определить ожидаемую температуру или уровень осадков. Основываясь только на данных полученных из этого прибора нельзя определить, какие воздушные потоки прибудут из соседних территорий. Для предсказания погоды метеорологии применяют помимо данных из барометров множество другой информации, что и позволяет делать прогноз более точным.

Использование барометра дает возможность лишь предсказать направление, в котором будет меняться погода. Будет ли она идти на улучшение или ухудшение. Люди, чувствительные к изменению атмосферного давления, используют барометр, чтобы определить изменение своего самочувствия.

Если в зимнее время давление повышается, то нужно ожидать заморозка, а если снижается, то будет потепление и скорое выпадение осадков. Летом повышение давления говорит об ожидаемой жаре и засухе. Снижение сигнализирует о прохладе и скором дожде. Также по интенсивности изменения показаний атмосферного давления можно приблизительно судить о возможных изменениях погоды. Так, если давление снижается постепенно, то в течение дня подойдет циклон с ненастной погодой. Скорее всего, будут осадки и сильный ветер. При очень резком падении давления прибудет холодный фронт, который будет сопровождаться штормом и грозами. При этом время до его начала обычно составляет не более 2 часов. Если давление стабилизировалось и поддерживается на одном уровне, то можно ожидать снижение интенсивности ветра и остановку осадков.

Для того чтобы предсказывать изменение погоды необходимо периодически следить за уровнем давления, которое показывает барометр. Делать это нужно минимум дважды в день. Если погода меняется резко, то интенсивность измерения проводится с периодичностью раз в 2-4 часа.

Проведение настройки

С приходом электронных барометров надобность в поведении настройки отпала, но на рынке предлагается еще масса механических моделей, которые нужно периодически подстраивать. Пользователи по-прежнему предпочитают покупать механические барометры в связи с их более презентабельным видом и отсутствием необходимости в установке батареек. Коллекционеры, которые собирают барометры, также предпочитают именно механические модели. Для того чтобы прибор показывал точные данные его нужно подстроить, на что требуется всего несколько минут.

Для начала нужно узнать о точном давлении, которое наблюдается на данной местности в момент проведения настройки. Это можно сделать, посетив сайт ближайшей метеостанции или просмотрев сводки, которые периодически озвучивают в телевизионном и радиоэфире. Имея реальные показатели об имеющемся атмосферном давлении, которое снято на высокоточном ртутном барометре, можно сравнить данные с теми, что получены на собственном механическом устройстве.

Если данные отличаются, следует перевернуть прибор, и найти на задней стенке регулировочный винт. С помощью отвертки нужно провести его вкручивание или выкручивание до тех пор, пока стрелка не займет тот показатель, который озвучила метеослужба. Если винта нет, то производитель предусматривает другую возможность настройки. Достаточно просто немного провернуть шкалу, подставив нужный показатель под стрелку.

Похожие темы:

 

tehpribory.ru

Как пользоваться барометром? Устройство и принцип работы барометра

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.

fb.ru

Как пользоваться барометром?

Атмосферное давление
Помните, в романе «Золотой теленок» Ильфа и Петрова, Великий комбинатор поделился с Адамом Козлевичем новостью, что на каждого из нас, оказывается, давит столб воздуха силой в 214 кило? Да, атмосфера имеет вес, и она на нас давит. Но каждый раз по-разному, и это зависит от погоды. Когда ярко сияет солнце, давит сильнее, когда пасмурно и капает дождик – давит слабее. Более того, изменение атмосферного давления, как правило, происходит раньше, чем изменение погоды, поэтому, обнаружив вовремя перемену давления, мы можем предсказать: пойдет ли завтра дождь или снег, а может наоборот – будет солнечно и сухо. Знать о состоянии атмосферного давления полезно и людям, страдающим сердечно-сосудистыми заболеваниями, гипертонией или гипотонией, а также другим метеозависимым гражданам. Это позволит им заранее принять меры для того, чтобы лучше перенести погодный катаклизм.

Как узнать о состоянии атмосферного давления?

Для этих целей служит специальный прибор, называемый барометр. Еще в далеком 1644 году (по некоторым данным – в 1643-м) ученик Галилея, итальянский физик и математик Торричелли, обнаружил, что если тонкую стеклянную трубочку заполнить ртутью и один конец этой трубочки, опустить в наполненную ртутью чашку, то не вся ртуть выльется из трубочки, часть ее останется. Причем уровень ртути в трубочке будет зависеть от погоды за окном.
Так родился первый ртутный барометр, а величину атмосферного давления до сих пор продолжают измерять в миллиметрах ртутного столба. И даже с введением международной метрической системы измерений СИ, гектопаскали так и не смогли вытеснить старые добрые миллиметры ртутного столба. Не смогли эти миллиметры вытеснить даже бары, несмотря на название прибора – барометр.

Какие бывают барометры?

Как и в глухом средневековье XVII-го века, на метеостанциях давление до сих пор измеряют ртутными барометрами, поскольку этот метод считается наиболее точным. Ртуть – вещество не очень полезное для здоровья, поэтому один конец трубочки заполненной этим жидким металлом запаян наглухо, а другой – опущен в емкость с жидкостью.
В быту же чаще используют так называемый барометр-анероид, то есть безжидкостный. 

Чувствительным элементом такого прибора является небольшая гофрированная коробочка, из которой слегка выкачан воздух, чтобы создать небольшое разрежение. Эта коробочка уменьшается или увеличивается в размерах в зависимости от величины атмосферного давления, а стрелка, соединенная с коробочкой посредством пружин и рычагов, указывает его значение на шкале. Барометр-анероид – это не только прибор, это может быть сувенир и прекрасный подарок. Он, как настенные или настольные часы, часто служит украшением интерьера.

Простейший барометр можно сделать самому из веточки хвойного дерева. Если взять веточку пихты или сосны, оставить на ней одну длинную иголочку (а остальные удалить) и закрепить вертикально на дощечке так, чтобы иголке ничего не мешало двигаться, то иголка будет подниматься к ясной погоде и опускаться к дождю. А еще в качестве барометра может выступать электрический транспорт, имеющий контактную сеть – трамвай, троллейбус, электричка. Дело в том, что при высоком атмосферном давлении искры, возникающие иногда между проводом и токосъемником, будут иметь ярко-синюю, чуть фиолетовую окраску. При нормальном давлении они будут сине-голубыми, а при низком – оттенок станет слегка зеленоватым.

Как пользоваться барометром?

- Барометр падает!
- Держи его, а то разобьется!
Весьма известный каламбур, не правда ли? Да, в обиходе при резком понижении давления очень часто говорят, что барометр «падает».

Пользоваться барометром очень легко – надо только посмотреть, куда указывает стрелка прибора. На шкале, кроме делений с указанием абсолютных значений, еще имеются зоны, обозначенные как «шторм», «дождь», «переменно», «ясно», «сушь», либо другими аналогичными словами. Обычно у прибора имеются две стрелки – одна подвижная, связанная с чувствительным элементом (анероидной коробочкой), другую вы можете поворачивать сами как стрелку звонка будильника. Для чего она? Если вы совместите ее с подвижной стрелкой, указывающей состояние атмосферного давления в данный момент, то сможете наблюдать, в какую сторону подвижная стрелка отклонится через какое-то время. Вы будете знать, происходит ли увеличение давления или барометр, все-таки, падает.

Напоследок хочется привести один анекдот. На экзамене студента спросили: как при помощи барометра измерить расстояние от земли до крыши высотного здания? Студент сразу же предложил несколько способов измерения, например, сбросить барометр с крыши, засечь по секундомеру время падения и, зная массу прибора, рассчитать его среднюю скорость – по ней можно вычислить и высоту. Второй способ – измерить линейкой диаметр барометра, потом, прикладывая его к стене, подняться на крышу по пожарной лестнице и узнать высоту здания в барометрах, после чего ее легко перевести в сантиметры или в метры. Третий способ – зайти к управдому, показать ему барометр и сказать:
- Смотри, какая красивая штучка, я тебе ее подарю, если ты мне скажешь высоту этого дома!

На самом деле высота здания вычисляется по разнице давления на земле и на крыше этого дома. Ведь чем выше мы поднимаемся, тем меньше высота воздушного столба, так поразившего своей массой воображение Остапа Бендера. Поэтому, снимая показания барометра где-нибудь на двадцать пятом этаже, следует учитывать, что нормальное давление для этой высоты несколько ниже, чем у поверхности земли.

www.znaikak.ru

прибор для измерения атмосферного давления

Барометр – прибор, измеряющий показания давления воздуха на окружающие предметы, был изобретен в 17 веке выдающимся итальянским ученным Э. Торричелли. Первоначально выглядел как стеклянная трубка с отметками, внутри её наполняла ртуть. В момент проведения исследования столбик ртути находился на 760 мм, теперь этот показатель принято считать уровнем нормального давления, по которому судят, повышается давление или наоборот понижается. Прибор такого вида благодаря высокой степени точности и сейчас применяются на различных метеостанциях и в научных лабораториях.

Спустя 2 века, проведя огромное количество испытаний и пользуясь наработками выдающегося немецкого ученого Якова Лейбница, инженер-изобретатель из Франции Люсьен Види явил миру свое «детище» - усовершенствованный барометр-анероид (от греческого «анерос» - «без влаги»), который был намного безопаснее в использовании и имел более легкий вес.

На сегодняшний день существуют такие разновидности:

  • Жидкостные барометры;
  • Ртутные;
  • Барометры- анероиды;
  • Электронные.

Принцип работы барометра

Внешне жидкостный барометр имеет вид стеклянных трубок, взаимодействующих друг с другом как сообщающиеся сосуды в соответствии с гидростатическими законами. Заполняет их ртуть или другие легкие по весу жидкости (глицерин, масло).

Чашечный барометр

Чашечный – стеклянная трубка с закрытым концом и чашкой, показания давления определяют, замеряя высоту столбика жидкости, который начинается от уровня чашки и заканчивается отметкой верхнего мениска.

Сифонный барометр

Сифонный - трубка с закрытым длинным концом, сифонно-чашечный – две трубки, одна в открытом виде, другая в закрытом + чашка, в них показания давления воздуха устанавливают с помощью определения разности уровней столбика жидкости в первой и второй трубке.

Ртутный барометр

Ртутный барометр - пара сообщающихся сосудов, внутри - ртуть, верх одной стеклянной трубки, длиной примерно в 90 см, закрыт, там нет воздуха. В зависимости от изменений в давлении ртуть под воздействием воздуха поднимается либо опускается в стеклянной трубке, а небольшой поплавок показывает движение ртутной массы и останавливается на отметке, показывающей её уровень в миллиметрах. Норма – ртуть на отметке 760 мм рт. ст., показания выше этого значения – идет процесс повышения давления, ниже – понижения. Барометры такого типа практически не используются в обычном обиходе, ведь ртуть является опасным ядовитым веществом, конструкция барометра довольно громоздка и требует острожного отношения. Поэтому они широко применяются только в лабораторных условиях, на различных научных метеорологических станциях и в промышленности, там, где важная абсолютная точность передачи данных.

Классический барометр-анероид

(1 - корпус; 2 - гофрированная пустотелая металлическая коробочка; 3 - стекло; 4 - шкала; 5- металлическая плоская пружина; 6 - спиральная пружина; 7 - нить; 8 - передаточный механизм; 9 - стрелка-указатель)

Система работы механического барометр-анероида, в котором отсутствует какая-либо жидкость, основан на принципе воздействия давления воздуха на металл. В середине прибора располагается коробка с тонкими гофрированными стенками из металла, под силой действия воздуха стенки сжимаются или разжимаются, рычажок поворачивает стрелку в ту или иную строну. Бывают настенного и настольного типа, очень удобны и практичны в использовании, поэтому их очень часто используют в домашних условия, в офисах и различных учреждениях.

Электронный барометр

Электронный (или цифровой) барометр - современная разновидность данного прибора, линейные показатели обычного барометра-анероида преобразовываются в электронный сигнал, который обрабатывается микропроцессором и выводится на жидкокристаллический экран. Имеет компактные размеры, прост и удобен в использовании, например, для рыбалки, туризма или как дачный вариант.

На данный момент уже существует цифровой вариант барометров, которые встроены как дополнительная функция в мобильное устройство или в часы-барометры.

xn----8sbiecm6bhdx8i.xn--p1ai

Как градуируют шкалу барометра-анероида - Легкое дело

На фото представлен обычный бытовой барометр. Такие барометры называют анероидами, что в переводе с греческого означает «безводный». Барометр-анероид — один из основных приборов, используемый метерологами для составления прогнозов погоды на ближайшие дни, так как её изменение зависит от изменения атмосферного давления. Устройство анероида довольно простое: закрепленная приемная часть, которая посредством пружин и системы рячагов соединена со стрелкой и шкала.

Приёмной частью анероида служит круглая металлическая гофрированная (гофрированная означает ребристая ) коробка, внутри которой создано сильное разрежение. При повышении атмосферного давления коробка сжимается и тянет прикрепленную к ней пружину; при понижении давления верхнее основание коробки поднимается и пружина разгибается. Перемещение конца пружины через систему рычагов передаётся на стрелку, перемещающуюся по шкале.

К сожалению, на барометры оказывает сильное влияние температура окружающией среды и с течением времени изменение упругости пружин. Из-за этого на современных барометрах-анероидах можно встретить дугообразный термометр (компенсатор), который служит для внесения поправки в показания анероида на температуру. Для получения истинного значения давления показания анероида нуждаются в поправках, которые определяются сравнением с ртутным барометром. Поправок к анероидам три:

  • на шкалу — зависит от того, что анероид неодинаково реагирует на изменение давления в различных участках шкалы
  • на температуру — обусловлена зависимостью упругих свойств анероидной коробки и пружины от температуры
  • добавочная, обусловленная изменением упругих свойств коробки и пружины со временем.

Градуируют анероиды по жидкостным барометрам (ртутным), которые более точны, но менее компактны и менее безопасны. Первый ртутный барометр был описан Эванжелисто Торричелли из Флоренции в 1644 году в сочинении «Opera geometrica ».

Нормальным считается давление в 760 мм. рт. ст. (миллиметров ртутного столба) или 101 325 Па (1013 гПа) — давление на уровне моря при нормальных условиях. Так как атмосферное давление создается вышележащими слоями воздуха, то с подъемом в горы давление падает. Зависимость давления воздуха от высоты описывается так называемой барометрической формулой.

Благодаря барометрической формуле мы можем определить высоту, на которой находится барометр. Метода определения разности высот между двумя точками по измеряемому в этих точках давлению называется барометрическим нивелированием. По такому приницпу работают альтиметры и определение высоты точки наблюдений в GPS -навигаторах.

В общем случае при помощи барометра-анероида можно измерять высоту местности. если дополнительно проградуировать шкалу прибора в метрах. Для любознательных приведу таблицу показаний барометра при понижении температуры на 0,5 °С на каждые 100 метров высоты.

Если измерения будут проводиться с достаточно коротким временным промежутком (чтобы свести влияние погоды на барометр к минимуму) и в не сильно большом диапазоне высот, то барометрическую формулу можно записать как

и использовать ее для расчета высоты точки наблюдения по барометру.

aw/blog/wp-content/plugins/post2pdf-converter/img/pdf16.png" /> Взять PDF-версию этой статьи

Ещё заметки на эту тему:

7 комментариев

Вы можете подписаться на комментарии к этой статье через RSS или отправить к ней TrackBack.

[. ]давление. Опыт Торричелли. Барометр-анероид. Изменение атмосферного давления с высотой. [. ]

Недавно приобрел барометр «Утес». Почитав в интернете информацию об атмосферном давлении и о барометрах, был удивлен тем, что на купленном барометре шкала отградуирована так, что для ясной погоды атм. давление должно быть порядка 765-770 мм рт.ст. В нашем регионе (Иркутская обл.) такого давления никогда не бывает. У нас нормой считается 724-725 мм рт.ст. Получается так, что ориентироваться в показаниях барометра надо не на надписи «шторм, дождь, ветер, переменно, ясно, сушь», а на цифровые показания и соответственно дождю, ясной погоде и т.д. в нашем регионе будут соответствовать другие цифры.

Буквенные обозначения градуированы по «нормальной атмосфере», соответственно, в других условиях нужно вводить поправки. Одна из таких поправок — это поправка на высоту местности.

Александр Лаврентьевич • 16 октября 2016 г. в 19:26

Вероятно, «буквенные обозначения» (погода) вводились несколько сот лет назад и тогда действительная («за окном») погода соответствовала этим обозначениям. Например, у Л.Н.Толстого есть рассказ, где довольно подробно рассказано о взаимосвязи давления и погоды. Причём, изменения погоды (от сильной засухи «великая сушь» к дождю) соответствовали надписям на шкале. У меня барометр более пяти лет, показания по числовой шкале соответствуют эталону (проверял на метеостанции), а от погода далеко не всегда соответствует указанным текстовым надписям.

Оставить свое мнение

http://astro.altspu.ru

legkoe-delo.ru

Что такое барометр и для чего он нужен?

Информацию об окружающем нас мире можно получать разными способами. Можно, к примеру, просто выглянуть в окно, чтобы узнать, какая сегодня на улице стоит погода и стоит ли брать с собой зонтик.


Можно посмотреть на термометр и определить, как нужно одеваться, выходя из дома. Но для того, чтобы выяснить, долго ли продержится хорошая погода, или в ближайшие часы возможен дождь, нам понадобится хороший барометр.

Что такое барометр?

Барометром называют прибор, измеряющий атмосферное давление. Над поверхностью Земли расположен слой атмосферы толщиной в несколько десятков километров. Смесь газов, составляющая атмосферу, хотя и отличается небольшим весом, но в таких огромных количествах все же оказывает на земную поверхность определенное давление. Мы не замечаем его, так как наши организмы к нему хорошо приспособлены, однако величину атмосферного давления можно измерить.

Первые измерения давления атмосферы выполнялись с помощью очень простого измерительного прибора – тонкой стеклянной трубки, в которую была залита ртуть. Допустим, толщина трубки – 1 миллиметр, а длина – ровно 1000 миллиметров, или 1 метр.

Если опрокинуть трубку запаянным концом вертикально вверх, а открытым книзу, то часть ртути вытечет, а некоторое количество останется внутри. Ртуть будет вытекать, пока давление внутри трубки и снаружи не уравновесится.

Если измерить высоту столбика ртути в трубке, эту величину можно условно считать величиной давления атмосферы. Для нормальных погодных условий она составляет 760 миллиметров ртутного столба – это и есть показания ртутного барометра. В качестве жидкости, заполняющей трубку, можно использовать воду, спирт и т.д., но общепринятым является использование ртути.

Более удобным и точным в показаниях является так называемый барометр-анероид, или безводный барометр. Измерение давления в нем происходит с помощью запаянной коробки из тонкой жести, из которой откачана часть воздуха.

Под действием атмосферного давления стенки коробки прогибаются и растягивают или сжимают пружину, к другому краю которой прикреплена стрелка. Циферблат показывает, на какую величину изменилось давление атмосферы по сравнению с базовыми показателями.

Предсказание погоды с помощью барометра

Из школьных уроков естествознания мы помним, что давление воздуха не является постоянной величиной – оно меняется в зависимости от погодных и климатических условий. С изменениями давления в высоких и низких слоях атмосферы связаны изменения погоды.

Если стоит хорошая, теплая и безветренная погода, барометр показывает высокое давление. Но как только оно начинает снижаться, значит, на следующий день нас ждет похолодание или дождь.

Для того, чтобы предсказывать погоду, вовсе не обязательно располагать барометр на улице. Давление атмосферы в пределах вашего дома будет ровно таким же, как и на открытом пространстве. Немного влияет на показания прибора этажность дома, ведь на 12-м или 25-м этаже давление даже в хорошую погоду будет более низким, чем на нижних этажах того же дома.

Использование барометра для определения высоты

Поскольку с подъемом вверх давление атмосферного столба снижается, это свойство давно используется в авиационных приборах, определяющих высоту полета. Такие приборы называются альтиметрами.

Конечно, показания первых, еще несовершенных приборов существенно зависели от погодных условий, ведь плохая погода сопровождается падением давления, и значит, прибор будет показывать большую высоту, чем на самом деле, если не вносить корректировку в его показания. Современные альтиметры работают по другому принципу, не используя для измерения высоты давление атмосферы.

Как пользоваться барометром?

Как правило, бытовой барометр-анероид представляет собой стрелочный прибор с круглой или полукруглой шкалой, на которую нанесены деления. Измерение традиционно ведется в миллиметрах ртутного столба.

Если стрелка показывает 750-760 мм рт. ст., то впереди вас ожидает прекрасный погожий денек, который можно посвятить прогулке, поездке на природу, выезду на дачу и т.д. Если же давление упало ниже 750 мм рт. ст. и продолжает снижаться, это, скорее всего, означает приближение ненастной погоды, резкое похолодание и связанное с ним выпадение осадков.

Наблюдения атмосферного давления жизненно важны для людей, страдающих повышенным или пониженным давлением крови. В периоды резкого падения атмосферного давления такие люди, как правило, чувствуют ухудшение своего состояния.

Информация о перемене погоды важна для них, чтобы успеть вовремя принять лекарство и сохранить свою работоспособность, а в некоторых случаях и здоровье.

www.vseznaika.org

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ РТУТНЫМ ЧАШЕЧНЫМ БАРОМЕТРОМ. — МегаЛекции

Порядок измерения:

1. Открывают дверцу шкафчика, отсчитывают температуру по термометру с точностью до 0,1 С.

2. Перед отсчетом необходимо слегка постучать по стеклянной трубке барометра, чтобы справа и слева от мениска были видны треугольные просветы.

3. Вращением кремальеры подводят нониус сверху до кажущегося касания его срезов вершины мениска ртути в барометрической трубке. При этом глаз должен находиться на визирной линии, проходящей через нуль нониуса и заднего среза кольца нониуса (рис. 33 в).

4. Производят отсчет атмосферного давления с точностью до 0,1 деления шкалы:

· Непосредственно под нулевым делением нониуса на основной шкале находится искомое целое число гПа;

· Номер деления нониуса, совпадающего с делением основной шкалы, показывает число десятых долей гПа.

В отсчёты по шкале барометра вводят три поправки:

1. Инструментальная поправка, учитывающая индивидуальные особенности конкретного прибора; она длительное время, остается неиз­менной, определяется сличением с инспекторским барометром и указы­вается в поверочном свидетельстве.

2. На приведение веса ртути к нормальному ускорению свободного падения на широте 45° на уровне моря. Она имеет положительное значение в высоких широтах (от 45 до 90), так как здесь показания барометра являются заниженными и отрицательной в низких (от 0 до 45), где показания являются завышенными. Исправленная величина давления выражает вес атмосферного столба на уровне станции.

3. На приведение показаний барометра к температуре 0°С так, как удельный вес ртути зависит от температуры.Температурная поправка вводится со знаком « – » при температурах выше 0С, так как при повышении температуры ртуть расширяется, плотность ее уменьшается и со знаком «+» при температурах ниже 0С.

Обычно первая и вторая поправки для метеостанции являются постоянными, поэтому их объединяют в одну общую поправку.

Введением указанных поправок получают давление на уровне станции, которое затем приводят к уровню моря. Для этого используют таблицы, рассчитанные по барометрической формуле.



БАРОМЕТР - АНЕРОИД.

На метеорологических станциях для измерения давления барометры - анероиды не используются, однако их применяют, например, в экспедициях, на постах и т.д.

Принцип действия барометра-анероида (рис. 36) основан на деформации металлических анероидных коробок (внутри которых воздух разряжен) под действием давления.

Рис. 36 Барометр-анероид.
1-металлическая коробка, 2-полосовая пружина, 3-стрелка, 4-шкала.   Барокоробка. а) разрез; б) вид сверху; 1 - мембрана; 2 - центр мембраны; 3 -крепёжная ножка.

Анероидная коробка состоит из двух гофрированных спаянных по периметру круглых металлических мембран, имеющих жесткие центры с крепежными ножками. Внутри коробки создается вакуум. Из отдельных коробок, скрепленных между собой, могут собираться блоки.

Линейные изменения толщины коробок преобразуются передаточным рычажным механизмом в угловые перемещения стрелки барометра-анероида относительно шкалы. Передаточное отношение может достигать 1:1000, т.е. небольшие деформации коробки увеличиваются в 1000 раз.

Шкала градуирована в паскалях. Цена одного деления 100Па или 1гПа. Для измерения температуры прибора в прорези шкалы прикреплен дугообразный ртутный термометр. Цена деления его шкалы 1о С.

Рабочее положение барометра-анероида – горизонтальное. Футляр, в котором находится анероид, предохраняет его от резких колебаний температуры и открывается только на время измерений.

В показания анероида вводят три поправки: шкаловую, температурную и добавочную, которые даются в поверочном свидетельстве к каждому прибору.

Шкаловая поправка учитывает инструментальную неточность работы самого прибора, поэтому на различных участках шкалы она может быть разной. В поверочном свидетельстве шкаловые поправки приводятся через каждые 1000Па. Для промежуточных показаний поправку определяют путем интерполяции двух соседних поправок.

Температурная поправка учитывает влияние температуры. При одинаковом давлении, но разной температуре прибора, показания анероида могут быть разными, так как с изменением температуры упругость анероидных коробок не остается постоянной. Чтобы исключить влияние температуры, показания анероида приводятся к 0о С.

Для этой цели дается температурный коэффициент k на 1о С. Для получения температурной поправки его надо умножить на температуру прибора: Dt = kt.

Добавочная поправка учитывает остаточную деформацию (гистерезис) коробок. Эта поправка меняется во времени.

Барометр-анероид поверяется не реже одного раза в 6 месяцев в поверительных лабораториях Госстандарта.

ПРАВИЛА ИЗМЕРЕНИЯ И ВЫЧИСЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ПО БАРОМЕТРУ-АНЕРОИДУ:

1. Открыть футляр, отсчитать показания термометра при анероиде с точностью до 0,1оС.

2. Слегка постучать по стеклу анероида для преодоления трения в передаточном рычажном механизме.

3. Отсчитать положение стрелки относительно шкалы с точностью до 0,1 деления шкалы (10Па).

4. Найти по поверочному свидетельству шкаловую, температурную и добавочные поправки с соответствующим знаком «+» или «-» .

5. Поправки суммировать алгебраически, ввести в результат отсчета и записать исправленные показания в Па и гПа.

Примечание:

1.) 1Па = 1Н/м2 = 0,01гПа

2.) Соотношение между гПа, мб, и мм следующее:

1гПа = 1мб = 0,75мм рт. ст.;

1мм рт. ст. = 1,33мб = 1,33гПа.

6 .Результаты наблюдений по анероиду записать в таблицу.

БАРОГРАФ.

Барограф метеорологический М-22предназначен для непрерывной регистрации атмосферного давления (рис. 37).

Пределы измерения от 780 гПа до 1060 гПа, погрешность измерения ±1-2гПа. Рабочий диапазон при температуре воздуха от – 10 до + 45 С. Механизм барографа помещен в пластмассовый корпус с откидной крышкой. В помещении метеостанции барограф устанавливается на полочке, укрепленной на стене, на высоте 110 – 130 см от пола.

Чувствительным элементом в нем служит блок мембранных анероидных коробок 2, смещение оси, которых, вследствие колебания давления передается системой рычагов 4 на перо 5. Нижнее основание блока укреплено на биметаллической пластинке температурного компенсатора, смонтированного на нижней стороне платы. Термокомпенсатор представляет собой биметаллическую пластинку и служит для исключения влияния температуры на показания прибора. Центр верхней коробки через передаточную систему связан со стрелкой, на конце которой находится перо.

Рис. 37. Барограф метеорологический.   биметаллический термокомпенсатор
1 - барабан, 2 - анероидные коробки, 3 - кронштейн, 4 - рычаг, 5 - рычаг с пером. 14, 17 - винты; 15 - скоба; 16 - биметаллическая пластина.

Регистрирующая частьбарографа представляет собой барабан с часовым механизмом внутри. На барабан надевается бумажная лента, на которой нанесены горизонтальные и дугообразные деления сверху вниз. Горизонтальные линии соответствуют атмосферному давлению в мм. рт. ст. или мб через 2 единицы давления, дугообразные – интервалам времени.

На недельном самописце один оборот барабана совершается за 176 часов и дугообразные деления на ленте проведены через 2 часа. На суточном барографе деления на регистрирующей ленте проводятся через 15 минут.

Перо на конце стрелки при подготовке самописца к работе наполняется специальными чернилами. При вращении барабана перо, касаясь ленты, оставляет на ней запись соответственно колебаниям атмосферного давления. Установка пера на требуемое деление диаграммной ленты (перевод пера вверх или вниз) осуществляется вращением установочного винта. Отметка времени производится нажатием кнопки.

В сроки наблюдений по записи барографа определяют барическую тенденцию, т.е. величину, знак и характер изменения атмосферного давления за последние три часа.

Прибор является относительным, поэтому для обработки барограмм, как у термографа и гигрографа, необходимо параллельное измерение давления абсолютным прибором (барометром).

В основном на станциях по виду записи барографа определяется характеристика барометрической тенденции, т. е. абсолютной величины разности: ΔР=Рi-Pi-1 и вид этого участка барограммы (рис. 38).

Рис. 38. Барограмма.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10


Рекомендуемые страницы:


Воспользуйтесь поиском по сайту:

megalektsii.ru

alexxlab

leave a Comment