Барометр-анероид: что это такое и как он работает?

Как узнать, есть ли барометр в интересующем вас телефоне

Проще всего это узнать из характеристик аппарата. Если смартфон способен определять давление, в числе его сенсоров должен быть упомянут барометрический датчик или датчик давления. На собственном телефоне наличие этого датчика можно выяснить с помощью приложений, собирающих сведения о системе и аппаратном обеспечении, например:

  • (на скриншоте выше).
  • .
  • и аналоги.

Это утилиты для девайсов на Андроиде.

Что касается айфонов, то здесь бародатчики установлены только на следующие модели: iPhone 6, 6S, 6 Плюс 6S Плюс, 7, 7 Плюс, 8, 8 Плюс и X.

Тестирование работоспособности и точности сенсора давления проводится под открытым небом с включенной функцией геолокации. Однако если нет возможности (или желания) выходить на улицу, берите на вооружение метод, предложенный нашими находчивыми соотечественниками – поместите телефон в прозрачный герметичный мешочек, наполненный воздухом, и сдавливайте его руками. При нажатии на мешок давление воздуха внутри него увеличивается, и исправный датчик на это реагирует.

Насколько точно снимает показатели барометрический сенсор вашего телефона, с помощью мешка не определить, но чувствительность проверить можно.

Лучшие приложения-барометры

Чтобы «превратить» телефон в полноценный измерительный прибор, не хватает самой малости – приложения, которое сымитирует его работу. Таких приложений немало, и основная их масса доступна бесплатно. Ниже неполный перечень наиболее удобных, красивых и наглядных, на мой взгляд.

Для Андроид

– стильно оформленное приложение + виджет на рабочий стол. Функционирует не хуже настоящего профессионального прибора. Использует показатели датчиков давления, GPS и данные ближайших к вам метеостанций. Отображает показатели в гекто-Паскалях (hPa) и дюймах ртутного столба (INhg). Дополнительно показывает температуру и влажность воздуха. Сохраняет историю измерений.

. Показывает местное и среднее (по уровню моря) атмосферное давление. Получает информацию как с датчиков телефона, так и с метеостанции ближайшего к вам аэропорта. Поддерживает возможность калибровки бародатчика. Ведет автоматическую запись показателей через заданные промежутки времени. Отображает результаты в разных единицах измерения – hPa, INhg, мм. ртутного столба и других.

Для Android и iOS

Plus. Помимо атмосферного давления, изменяет температуру и влажность воздуха (если это функции поддерживает телефон). Ведет историю и уведомляет пользователя об изменениях показателей. Получает и анализирует информацию с датчиков устройства и ближайших метеостанций. Поддерживает множество единиц измерений. Имеет функцию калибровки сенсора и набор красивых тем оформления.

Для iOS

. Отображает показатели атмосферного давления, влажности, скорости ветра, наружной температуры воздуха и другую информацию о погоде в вашей местности, а также координаты телефона по спутнику. Получает и обрабатывает информацию с датчиков устройства и ближайших метеостанций. Если айфон не оборудован сенсором давления, выдает показатели только на основании сторонних источников.

Для использования этих и других аналогичных приложений особые знания не нужны. Достаточно выбрать удобные для себя единицы измерения и включить функцию определения геопозиции смартфона. После этого всё, можно удивлять друзей предсказаниями.

Удачных измерений!

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.

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.

Источник

Производители

Несколько популярных брендов выпускают надежные приборы, в том числе разные по стилю и назначению модели электронных барометров. Мы постарались выделить несколько достойных внимания экземпляров.

  • «Капитан FBR-007». Эта карманная модель предназначена в основном для рыбаков. Она водонепроницаемая, запоминает историю измерений за 24 часа, умеет подсказывать лучшее время для рыбалки. Дополнительные функции – часы, таймер, секундомер, термометр и указатель высоты.
  • Casio PRG-250T-7D. Барометр надевается на руку, может заряжаться от солнца. Оснащен часами, календарем, термометром, отображает фазы луны.
  • SunRoad FX-702. Наручная водонепроницаемая модель. Имеет высотомер, термометр, секундомер и часы. Есть подсветка.
  • Garmin Fenix-2. Предназначен для альпинистов, туристов, парашютистов и других экстремалов. В него встроен компас, акселерометр, датчики температуры и высоты, а также часы.
  • Модель 72850. Водонепроницаемый цифровой барометр может запоминать показатели на 6 разных водоемах. Разумеется, есть часы и термометр.
  • Weems & Plath 4002. Это настольная модель, она оснащена всеми необходимыми функциями.

Это не значит, что другие модели плохие, просто они не вошли в наш список. Каждый найдет для себя хороший барометр.

Принцип работы электронных барометров в видео ниже.

Источник

Метеозависимость и для чего нужен барометр

О том, что погода и самочувствие человека имеют тесную взаимосвязь, известно с древних времен. Все реагируют на изменение климатических параметров по-разному. У одних людей обостряются проявления проблем с дыхательной системой, у других возникают перебои с работой сердца и сосудов, почек. Чувствительны к изменениям погоды люди с повышенным и пониженным давлением.

Галилей ответил с объяснением феномена: он предположил, что это вакуумная сила, которая удерживала воду вверх и на определенной высоте, количество воды было на самом деле слишком большим, и сила не могла удерживать вас, как нить, которая может иметь только определенный вес.

Есть четыре примера эксперимента Берти, но простая модель его эксперимента состоит в заполнении длинной трубки, соединенной обоими концами, затем вставляя трубку в пул, наполненный водой. Дно трубки было открыто, и вода, которая была внутри, вытекала из бассейна. Однако только часть воды в трубе вышла наружу, а уровень воды в трубке остался на том же уровне. Длина трубки составляла 10, 3 метра.

По статистическим данным, более половины взрослого населения страдает различными хроническими заболеваниями. Таким людям жизненно необходимо противостоять изменениям погоды, принимая профилактические меры. Метеозависимое население обязано знать, что такое барометры и для чего они нужны.

Стрелка прибора указывает на понижение атмосферного давления? Внимание, гипотоники! Вы можете подготовиться к капризу природы, увеличив длительность прогулок на свежем воздухе и принимая тонизирующие препараты на основе женьшеня, элеутерококка. Из-за слухов, циркулирующих в окрестностях Торричелли, слухи, которые обвиняли его в магии, Торричелли понял, что он должен был проводить свои секретные эксперименты, чтобы избежать риска быть арестованным. Ему нужно было использовать жидкость, которая была тяжелее воды, и из прошлых ассоциаций и предложений от Галилея он сделал вывод, что если бы использовалась ртуть, можно было бы использовать более короткую трубку

С ртутью, затем называемой «живым серебром», которая примерно в 14 раз тяжелее воды, нужна трубка всего в 80 см, а не 10, 5 метра

Ему нужно было использовать жидкость, которая была тяжелее воды, и из прошлых ассоциаций и предложений от Галилея он сделал вывод, что если бы использовалась ртуть, можно было бы использовать более короткую трубку. С ртутью, затем называемой «живым серебром», которая примерно в 14 раз тяжелее воды, нужна трубка всего в 80 см, а не 10, 5 метра

Из-за слухов, циркулирующих в окрестностях Торричелли, слухи, которые обвиняли его в магии, Торричелли понял, что он должен был проводить свои секретные эксперименты, чтобы избежать риска быть арестованным. Ему нужно было использовать жидкость, которая была тяжелее воды, и из прошлых ассоциаций и предложений от Галилея он сделал вывод, что если бы использовалась ртуть, можно было бы использовать более короткую трубку. С ртутью, затем называемой «живым серебром», которая примерно в 14 раз тяжелее воды, нужна трубка всего в 80 см, а не 10, 5 метра.

Кроме того, Паскаль задумал эксперимент по проверке аристотелевского предложения. Его эксперимент сравнивал воду с вином, и поскольку последний считался более «оживленным», аристотели ожидали, что вино будет ниже на трубке из-за паров, которые подтолкнули жидкость к колонне. Паскаль провел публичный эксперимент, пригласив аристотелианцев, чтобы предсказать, каков будет результат.

Если атмосферное давление выше нормы, осторожность следует соблюдать тем, чье собственное давление повышено. Врачи рекомендуют в этот период запастись настойками пустырника, поменьше нервничать и отложить физические нагрузки до лучших времен

Как выбрать барометр-анероид

Барометр-анероид – один из лучших вариантов для покупки. Но можно приобрести и ртутный, либо электронный вариант.

#1-ый совет

Как выбрать точный барометр? Нужно понять скошен ли коробок, служащий датчиком давления: следует присмотреться на регулировочный винт, который расположен на задней крышке корпуса барометра. Если винт не расположен ни на одной оси с центром отверстия под него, следовательно, коробка барометра скошена, а это влечет неточные измерения.

#5-ый совет

Ещё одна важная функция барометра – самонастройка. Если прибор собьется, его нужно настраивать, но не на всех анероидах это можно сделать.

Важно: прежде чем покупать барометр, нужно узнать, в каких единицах производится измерение

Программы для барометра на Android

Если телефон оснащён соответствующим датчиком, чтобы последний выполнял свою изначальную опцию и демонстрировал колебания показателей давления окружающей среды, устанавливают специальный софт. Сделать это можно в Google Play. В обзорах представляют такие утилиты:

  • SyPressure;
  • «Точный Барометр»;
  • vBarometer;
  • Pressure tracker.

https://youtube.com/watch?v=Dz-A1IkPYNc

SyPressure

Утилита с широким функционалом и понятным интерфейсом. После запуска можно увидеть виджет, демонстрирующий текущее давление и делающий прогноз. Если пользователь захочет, он может активировать уведомления об изменениях погоды в ближайшее будущем. Если раньше сообщения отображались в панели уведомлений по желанию владельца, то теперь появился недостаток в софте: оповещение со звуковым сигналом может прийти самостоятельно в самое неподходящее время. Если использовать профессиональную версию (платную), доступен ещё и альтиметр. В бесплатном варианте дополнительной опции нет.

vBarometer

Платная утилита с более обширным перечнем опций. Можно выбирать элементы визуализации: индикатор, график и прочее. Размеры интерфейса выбирают по усмотрению. Доступно несколько вариантов. В приложении применимы разные единицы измерения. Цвет графики пользователь изменяет, как пожелает – вплоть до прозрачной версии (наиболее популярная).

Барометр в телефонах – полезный датчик, который делает жизнь комфортнее, Особенно это касается людей, испытывающих большой дискомфорт во время перемены погоды. При необходимости он может превратиться в навигатор.

‘;document.body.appendChild(d);document.pnctLoadStarted=(new%20Date()).getTime();document.pnctCnclLoad=function(){document.pnctLoadStarted=0;pl=document.getElementById(‘pnctPreloader’);if(pl)pl.parentNode.removeChild(pl)};document.getElementById(‘pnctCancelBtn’).addEventListener(‘click’,function(e){e.preventDefault();document.pnctCnclLoad()});setTimeout(function(){var%20st=document.pnctLoadStarted;if(st>0&&((new%20Date()).getTime()-st>=14000)){document.pnctCnclLoad();alert(‘%3C%3F%3DYii%3A%3At%28%22uniprogy%22%2C+%22Unfortunately%2C+the+image+search+is+not+available.%22%29%3F%3E’)}},15000);var%20e=document.createElement(‘script’);e.setAttribute(‘type’,’text/javascript’);e.setAttribute(‘charset’,’UTF-8′);e.setAttribute(‘src’,’//postila.ru/post.js?ver=1&m=b&rnd=’+Math.random()*99999999);document.body.appendChild(e)})());”>

После покупки

Как настроить и как отрегулировать барометр

Вместе с товаром поставляется пошаговая инструкция, мало отличающаяся от одной модели к другой, с подробным описанием как правильно установить значения. Справится самостоятельно не представит сложностей.

Калибровка.

Барометр обязательно нужно откалибровать по месту проживания. Речь идет о высоте над уровнем моря, это важный факт, так как заводские настройки установлены на нулевую отметку.

Настройка.

Телевизионную сводку погоды можно использовать в качестве ориентира для определения текущего значения атмосферного давления. Стрелка должна быть правильно расположена на индикаторе. Для этого с помощью отвертки поворачивают регулировочный винт до тех пор, пока стрелка не будет соответствовать значению атмосферного давления. Есть конструкции, когда настроить винтом не представляется возможным, тогда просто двигается шкала. В показания барометра вводятся поправки, если это указано в инструкции.

Где повесить

Выбирая место для размещения устройства, рекомендуется ровная поверхность и пространство, которое не «поражается» прямыми солнечными лучами, а также не подвергается сквознякам.

Как пользоваться

Барометры сложны в изготовлении, очень деликатны, поэтому требуют осторожного обращения. Например, их нельзя перевозить в самолетах, они выходят из строя от перепада давления

Текущие показания не имеют значения, важна динамика изменений.

Советы для корректного прогнозирования:

  • Анализировать показания в одно и то же время, дважды в сутки;
  • Перед снятием показаний, постучать по стеклу;
  • Проверять правильность работы время от времени. Для этого барометр отклонить от своего нормального положение примерно на 45 градусов, в этом случае у анероидов стрелка должна повернуться в сторону по направлению движения по часовой стрелке. Если происходит иначе, следует обратиться к специалисту.

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.

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 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.

Особенности, плюсы и минусы

Среди всех существующих моделей барометров электрический, пожалуй, самый универсальный. Он будет уместным и в кабинете большого начальника, и в квартире метеозависимого человека, и в кармане рыболова. Вот только одна особенность – для питания нужен источник энергии.

В остальном же перед механическими, а тем более жидкостными собратьями электронные барометры имеют ряд весомых достоинств.

  • Водонепроницаемость. Весьма важный плюс, особенно при использовании на природе. Иногда такие устройства можно полностью погружать под воду на небольшую глубину. Специально такого делать не нужно, но падение в лужу он, скорее всего, выдержит.
  • Ударопрочность. Любая вещь не застрахована от падений, но электроника в пластиковом корпусе переживет их лучше точной механики и тем более стекла.
  • Дополнительные функции. Они позволят превратить маленький барометр в целую портативную метеостанцию. И бонусом получить часы и календарь.
  • Наличие подсветки. Снимать показания можно будет и в темноте, не используя лишний источник света. Пригодится как на рыбалке и в походе, так и в уютной квартире.
  • Стойкость к вибрации. Такие приборы лучше переносят неравномерное движение.
  • Размер. Некоторые модели стационарно крепятся на стене, а другие можно положить в карман или надеть как часы. А также устройство почти не имеет массы.
  • Радость. Электронные барометры – это отличный подарок, который подарит радость любому мужчине. Ну и женщине тоже, если она увлекается подобными вещами.

Уже загорелись покупкой? Не спешите, ведь гаджет обладает и недостатками.

  • Для разных устройств нужны разные батарейки, которые необходимо иногда менять. Для этого лучше обращаться в часовую мастерскую, особенно для наручных моделей.
  • Со временем уплотнения на водонепроницаемых приборах портятся, и он теряет это свойство. Недостаток нехарактерен для стационарных бытовых устройств, которые изначально не защищены от влаги.
  • Электронные барометры не пользуются популярностью у коллекционеров. Может быть, кроме стационарных, но и это маловероятно.
  • А еще общим минусом всех барометров является их чувствительность к резким перепадам давления. Это может быть быстрый спуск с горы или полет на самолете. Давление может выйти за установленные границы, и прибор испортится.

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.

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.

Что такое давление

Земная атмосфера чрезвычайно нестатична. Потоки тёплого воздуха, поднимаясь вверх, выдавливают ближе к поверхности остывшие, более плотные, массы газов и водяного пара. Так как нагрев различных участков Земли не одинаков, поднятие в стратосферу одних воздушных масс вызывает приток на их место других, из нижних слоёв. Таким образом, над конкретной точкой земной поверхности в данный момент времени всегда находятся воздушные массы разной температуры, влажности и состава, что вызывает, естественно, и постоянное изменение атмосферного давления.

Так что же измеряет барометр-анероид и какова природа давления? Всё дело в том, что молекулы газа – весьма подвижные частицы. Они находятся в постоянном хаотическом движении (его принято называть “броуновским” по фамилии открывателя данного явления).

На рисунке показано некое ограниченное пространство, внутри которого присутствуют молекулы газа. Они не находятся в состоянии покоя. Двигаясь, отскакивая друг от друга они бомбардируют стенки и дно цилиндра, поршень. Если повысить температуру внутри цилиндра, частички газа ускорятся, их удары станут сильнее – давление возрастёт. Можно сжать газ, приложив усилие к поршню, – расстояние между молекулами станет меньше, их столкновения как друг с другом, так и о стенки цилиндра чаще – снова рост давления.

Физика для средней школы

Барометры. Манометры

Барометры — приборы, служащие для измерения атмосферного давления. Ртутный барометр (рис. 1) состоит из заполненной ртутью U-образной стеклянной трубки, один конец которой запаян, а на другом находится открытый резервуар с ртутью. Барометр имеет шкалу с миллиметровыми делениями, по которой непосредственно измеряют атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба. Оно численно равно высоте столба ртути между ее уровнями в закрытом и открытом коленах барометра.

Рис. 1

Преимущество таких барометров -большая точность показаний. Недостатки — они громоздки, хрупки, пары ртути вредны для здоровья людей.

Металлический барометр — анероид (рис. 2) состоит из цилиндрической камеры K, из которой откачан воздух. Камера герметично закрыта тонкой гофрированной крышкой-мембраной М.

Рис. 2

Чтобы атмосферное давление не сплющило мембрану, она соединена посредством тяги Т с пружиной П, закрепленной на корпусе прибора. К пружине прикреплена стрелка С, конец которой перемещается по шкале Ш. При изменении атмосферного давления мембрана прогибается внутрь или наружу и перемещает стрелку по шкале.

Преимущества анероидов в том, что они удобны в работе, прочны, малогабаритны. Основной недостаток — они менее точны, чем ртутные барометры.

Для измерения давления, большего или меньшего атмосферного, используют манометры. Манометры бывают жидкостные и металлические.

Жидкостный манометр делают в виде U-образной трубки с жидкостью (обычно водой или ртутью), одно колено которой присоединяется к сосуду, давление в котором нужно измерить (рис. 3, а). Уровень жидкости в этом колене понизится (если давление в сосуде больше атмосферного) или повысится (если оно меньше атмосферного) по сравнению с уровнем жидкости во втором колене. Измеряемое давление будет p = pa ± pgh, где pa — атмосферное давление, pgh — гидростатическое давление избыточного столба жидкости в колене манометра.

Рис. 3

Для измерения таким манометром давления внутри жидкости к одному из его колен присоединяют с помощью резиновой трубки плоскую коробочку, одна сторона которой затянута резиновой пленкой (рис. 3, б).

Простейший металлический манометр устроен следующим образом (рис. 3, в). Тонкая упругая пластинка М — мембрана — герметически закрывает коробку К, из которой частично откачан воздух. К мембране присоединен указатель Р, вращающийся около оси О. При погружении прибора в жидкость мембрана прогибается под действием сил давления, и ее прогиб передается указателю, передвигающемуся по шкале.

Какие бывают виды барометров

Барометр изобретен в 1641 году итальянским математиком и физиком Джованни Баттиста Балиани (это была водяная конструкция). Несколько лет спустя, в 1644 году, Эванджелиста Торричелли изобрел первый ртутный барометр.

Основная функция барометра – показывать состояние атмосферного давления. Как происходит этот процесс? Устройство оснащено колонкой, внутри которой находится ртуть. При контакте с силой, действующей со стороны воздуха, ртуть перемещается по градуированной шкале и останавливается на относительном значении, соответствующем давлению.

Технологическая эволюция повлияла на сектор барометров, и теперь лучшие производители предлагают приборы всех типов и размеров, работающие без ртути, которая признана токсичным загрязняющим металлом. Таким образом, ртутные модели стали частью истории, их легче найти в музее, а на рынке зарекомендовали себя аналоговые и цифровые устройства.

Аналоговые или механические безжидкостные конструкции (обычно называемые анероиды) в основе сделаны из металла, используют давление воздуха на пружину, которая, сжимаясь, перемещает ручку-стрелку, указывающую на погодные условия. Им не нужны электронные схемы или батареи для получения результатов. Именно на них сфокусирован настоящий рейтинг.

Но есть новинки, цифровые экземпляры, которые являются самой современной версией этих измерительных устройств. Их особенности: используют встроенные электронные датчики, а показания отображаются на дисплеях. Популярность этих моделей объясняется наличием множества полезных для пользователя опций: часы, будильник, термометр, календарь фаз луны, гигрометр, барометр и т.п. Пара моделей для ознакомления вошла в наш ТОП, хотя эти приборы относятся к категории метеостанций.

Приборы для измерения атмосферного давления

Для научных и житейских целей нужно уметь измерять атмосферное давление. Для этого существуют специальные приборы – барометры. Нормальным атмосферным давлением называют давление на уровне моря при температуре 15 °C. Оно равно 760 мм рт. ст. Нам известно, что при изменении высоты на 12 метров атмосферное давление изменяется на 1 мм рт. ст. Причём, при увеличении высоты атмосферное давление понижается, а при уменьшении – повышается.

Современный барометр сделан безжидкостным. Он называется барометр-анероид. Металлические барометры менее точны, но не столь громоздки и хрупки.

Барометр-анероид – очень чувствительный прибор. Например, поднимаясь на последний этаж девятиэтажного дома, из-за различия атмосферного давления на различной высоте мы обнаружим уменьшение атмосферного давления на 2-3 мм рт. ст.

Барометр может служить для определения высоты полета самолета. Такой барометр называется барометрический высотомер или альтиметр. Идея опыта Паскаля легла в основу конструкции альтиметра. Он определяет высоту подъема над уровнем моря по изменению атмосферного давления.

При наблюдении погоды в метеорологии, если необходимо зарегистрировать колебания атмосферного давления в течение некоторого промежутка времени, пользуются самопишущим прибором – барографом.

Штормгласс (Storm Glass) (штормглас, нидерл. storm — «буря» и glass — «стекло»)— это химический или кристаллический барометр, состоящий из стеклянной колбы или ампулы, заполненных спиртовым раствором, в котором в определённых пропорциях растворены камфора, нашатырь и калийная селитра.

Этим химическим барометром активно пользовался во время своих морских путешествий английский гидрограф и метеоролог, вице-адмирал Роберт Фицрой, который тщательно описал поведение барометра, это описание используется до сих пор. Поэтому, штормгласс также называют “Барометром Фицроя”. В 1831–36 Фицрой возглавлял океанографическую экспедицию на корабле “Бигл”, в которой участвовал Чарльз Дарвин.

Барометр работает следующим образом. Колба герметически запаяна, но, тем не менее, в ней постоянно происходит рождение и исчезновение кристаллов. В зависимости от грядущих изменений погоды, в жидкости образуются кристаллы различной формы. Штормгласс настолько чувствителен, что может предсказывать резкое изменение погоды за 10 минут до такового. Принцип работы так и не получил полного научного объяснения. Барометр лучше работает находясь у окна, особенно в железобетонных домах, вероятно в этом случае барометр не так сильно экранируется.

Бароскоп – прибор для наблюдения за изменением атмосферного давления. Можно сделать бароскоп своими руками. Для изготовления бароскопа требуется следующее оборудование: Стеклянная банка объемом 0,5 литра.

  1. Кусок пленки от воздушного шарика.
  2. Резиновое кольцо.
  3. Легкая стрелка из соломы.
  4. Проволока для крепления стрелки.
  5. Вертикальная шкала.
  6. Корпус прибора.

Зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости в жидкостных барометрах

При изменении атмосферного давления в жидкостных барометрах изменяется высота столба жидкости (воды или ртути): при уменьшении давления – уменьшается, при увеличении увеличивается. Значит, существует зависимость высоты столба жидкости от атмосферного давления. Но и сама жидкость давит на дно и стенки сосуда.

Французский ученый Б. Паскаль в середине XVII века эмпирически установил закон, названный законом Паскаля:

Для иллюстрации закона Паскаля на рисунке изображена небольшая прямоугольная призма, погруженная в жидкость. Если предположить, что плотность материала призмы равна плотности жидкости, то призма должна находиться в жидкости в состоянии безразличного равновесия. Это означает, что силы давления, действующие на грани призмы, должны быть уравновешены. Это произойдет только в том случае, если давления, т. е. силы, действующие на единицу площади поверхности каждой грани, одинаковы: p1 = p2 = p3 = p.

Давление жидкости на дно или боковые стенки сосуда зависит от высоты столба жидкости. Сила давления на дно цилиндрического сосуда высоты h и площади основания S равна весу столба жидкости mg, где m = ρghS – масса жидкости в сосуде, ρ – плотность жидкости. Следовательно p = ρghS / S

Такое же давление на глубине h в соответствии с законом Паскаля жидкость оказывает и на боковые стенки сосуда. Давление столба жидкости ρgh называют гидростатическим давлением.

Во многих устройствах, встречающихся нам в жизни, используются законы давления жидкости и газов: сообщающиеся сосуды, водопровод, гидравлический пресс, шлюзы, фонтаны, артезианский колодец и т.д.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector