С помощью чего измеряют давление воздуха: Как измерить атмосферное давление? — pH метры, кондуктометры, солемеры, пирометры, термометры, все для анализа качества воды

Как измерить атмосферное давление? — pH метры, кондуктометры, солемеры, пирометры, термометры, все для анализа качества воды

Атмосферное давление – это один из самых важных элементов погоды. Для его измерения существует прибор, который называется ртутным барометром. В переводе на русский слово «барометр» означает – «измеритель тяжести». Однако, у этого проверенного годами прибора имеются и свои недостатки. Как быть, если Вы отправились в поход? Этот прибор будет довольно таки проблематично захватить с собой. Именно с этой целью был создан новый барометр-анероид.

Что такое барометр анероид?

Анероид – это современное устройство, которое используется для измерения давления. Главная часть анероида представляет собой металлическую коробочку, в которой нет воздуха. Именно поэтому ее стенки проявляют большую чувствительность к изменению атмосферного давления. В случае, если давление уменьшилось коробочка увеличивается. Ну, а если давление увеличилось, коробочка наоборот сжимается. При помощи простого устройства эти данные передаются стрелке, которая показывает атмосферное давление на шкале.

Как измеряется атмосферное  давление?

Нормальным принято считать  показатель атмосферного давления, который соответствует давлению ртутного столба, высотой 760 мм. Этот показатель является схожим с атмосферным давлением на уровне моря.

В том случае, если давление воздуха превышает 760 мм ртутного столба, оно считается повышенным. В случае, если показания меньше, то пониженным. Давление понижается с высотой. Поэтому  для разных территорий и местностей оно является различным.

Можно ли по барометру предсказать  погоду?

Анероид имеет две стрелки. Одна из них осуществляет движение по циферблату и указывает на атмосферное давление. Другая легко совмещается с первой. А необходимо это для того чтобы узнать, какой будет погода в ближайшие дни. Прямо над цифрой 750 мм.ст. находится надпись «переменно». По левую сторону расположены меньшие цифры с надписями «дождь» или «осадки». Еще левее имеется надпись «буря». По правую сторону указаны большие показатели атмосферного давления. Здесь имеются значения «ясная погода» или «ясно».

В случае, если стрелка никуда не двигается в течение нескольких часов, значит, погода останется стабильной и не изменится. Если стрелка двинулась вправо – ждите осадков, влево — погода будет ясной.

Как правильно измерить высоту снежного покрова?

Загляните в свой календарь  погоды. Там вы найдете специальную графу, посвященной высоте снежного покрова. Для того чтобы измерить толщину снежного покрова, как правило используют снегомерную рейку, на которой имеются сантиметровые деления. При этом не каждому известно, что именно снег позволяет анализировать чистому атмосферного воздуха. Именно снег буквально впитывает все вещества, которые содержатся в атмосфере. Таким образом, многочисленные метеостанции, которые измеряют высоту снежного покрова, собирают данные, которые позволят узнать о возможных весенних наводнениях.

Более того, колбы с растаявшим снегом обязательно посылаются в специализированные лаборатории. В них внимательно изучается состав примесей, которые имеются в снеге, а также и в атмосфере. Данные анализа необходимы для заполнения карт загрязнения атмосферы.

Именно на основании этих карт составляется общая картина  загрязнение воздуха, выявляются какие  именно промышленные фабрики и предприятия  загрязняют воздух, а также устанавливается, где загрязняющих веществ больше всего.

Приборы для измерения давления. Виды и работа. Применение

Характеристикой давления является сила, которая равномерно воздействует на единицу площади поверхности тела. Эта сила оказывает влияние на различные технологические процессы. Давление измеряется в паскалях. Один паскаль равен давлению силы в один ньютон на площадь поверхности в 1 м². Применяют приборы для измерения давления.

Приборы для измерения давления, называются манометрами. В технике чаще всего приходится определять избыточное давление.

Значительный интервал измеряемых величин давлений, особые условия измерения их во всевозможных технологических процессах обуславливает разнообразие видов манометров, которые имеют свои различия по конструктивным особенностям и по принципу работы.

Виды давления

• Атмосферное давление образуется атмосферой Земли.
• Вакуумметрическое давление – это давление, не достигающее величины атмосферного давления.
• Избыточное давление – это величина давления, превосходящая значение атмосферного давления.
• Абсолютное давление определяется от величины абсолютного нуля (вакуума).

Барометры

Барометром называют прибор, измеряющий давление воздуха в атмосфере. Существует несколько видов барометров.

Ртутный барометр действует на основе перемещения ртути в трубке по определенной шкале.

Жидкостный барометр работает по принципу уравновешивания жидкости давлением атмосферы.

Барометр-анероид работает на изменении размеров металлической герметичной коробки с вакуумом внутри, под действием давления атмосферы.

Электронный барометр является более современным прибором. Он преобразовывает параметры обычного анероида в цифровой сигнал, отображающийся на жидкокристаллическом дисплее.

 

Жидкостные манометры

В этих моделях приборов давление определяется высотой столба жидкости, которое выравнивает это давление. Жидкостные приборы для измерения давления чаще всего выполняют в виде 2-х стеклянных сосудов, соединенных между собой, в которые залита жидкость (вода, ртуть, спирт).

Рис-1

Один конец емкости соединен с измеряемой средой, а второй открыт. Под давлением среды жидкость перетекает из одного сосуда в другой до выравнивания давления. Разность уровней жидкости определяет избыточное давление. Такими приборами замеряют разность давлений и разрежение.

На рисунке 1а изображен 2-х трубный манометр, измеряющий вакуум, избыточное и атмосферное давление. Недостатком является значительная погрешность измерения давлений, имеющих пульсацию. Для таких случаев применяют 1-трубные манометры (рисунок 1б). В них один край сосуда большего размера. Чашка соединена с измеряемой полостью, давление которой передвигает жидкость в узкую часть сосуда.

При замере берется во внимание только высота жидкости в узком колене, так как жидкость изменяет свой уровень в чашке незначительно, и этим пренебрегают. Чтобы произвести замеры малых избыточных давлений используют 1-трубные микроманометры с трубкой, наклоненной под углом (рисунок 1в). Чем больше наклон трубки, тем точнее показания прибора, вследствие увеличения длины уровня жидкости.

Особой группой считаются приборы для измерения давления, в которых движение жидкости в емкости действует на чувствительный элемент – поплавок (1) на рисунке 2а, кольцо (3) (рисунок 2в) или колокол (2) (рисунок 2б), которые связаны со стрелкой, являющейся указателем давления.

Рис-2

Преимуществами таких приборов является дистанционная передача и их регистрация значений.

Деформационные манометры

В технической области приобрели популярность деформационные приборы для измерения давления. Их принцип работы заключается в деформации чувствительного элемента. Эта деформация появляется под действием давления. Упругий компонент связан со считывающим устройством, имеющим шкалу с градуировкой единицами давления.

Деформационные манометры делятся на:

• Пружинные.
• Сильфонные.
• Мембранные.

Рис-3

Пружинные манометры

В этих приборах чувствительным элементом является пружина, соединенная со стрелкой передаточным механизмом. Давление воздействует внутри трубки, сечение старается принять круглую форму, пружина (1) пытается раскручиваться, в результате стрелка передвигается по шкале (рисунок 3а).

Мембранные манометры

В этих приборах упругим компонентом является мембрана (2). Она прогибается под давлением, и воздействует на стрелку с помощью передаточного механизма. Мембрану изготавливают по типу коробки (3). Это увеличивает точность и чувствительность прибора из-за большего прогиба при равном давлении (рисунок 3б).

Сильфонные манометры

В приборах сильфонного типа (рисунок 3в) упругим элементом является сильфон (4), который выполнен в виде гофрированной тонкостенной трубки. В эту трубку воздействует давление. При этом сильфон увеличивается в длину и с помощью механизма передачи передвигает стрелку манометра.

Сильфонные и мембранные виды манометров используют для замеров незначительных избыточных давлений и вакуума, так как упругий компонент имеет небольшую жесткость. При применении таких приборов для измерения вакуума они получили название тягомеров. Прибор, измеряющий избыточное давление, является напоромером, для измерения избыточного давления и вакуума служат тягонапоромеры.

Приборы для измерения давления деформационного типа имеют преимущество в сравнении с жидкостными моделями. Они позволяют производить передачу показаний дистанционно и записывать их в автоматическом режиме.

Это происходит вследствие преобразования деформации упругого компонента в выходной сигнал электрического тока. Сигнал фиксируется приборами измерений, которые имеют градуировку по единицам давления. Такие приборы имеют название деформационно-электрических манометров. Широкое использование нашли тензометрические, дифференциально-трансформаторные и магнитомодуляционные преобразователи.

Дифференциально-трансформаторный преобразователь

Рис-4

Принципом работы такого преобразователя является изменение силы тока индукции в зависимости от величины давления.

Приборы с наличием такого преобразователя имеют трубчатую пружину (1), которая передвигает стальной сердечник (2) трансформатора, а не стрелку. В итоге изменяется сила индукционного тока, подающегося через усилитель (4) на измерительный прибор (3).

Магнитомодуляционные приборы для измерения давления

В таких приборах усилие преобразуется в сигнал электрического тока вследствие передвижения магнита, связанного с упругим компонентом. При движении магнит воздействует на магнитомодуляционный преобразователь.

Электрический сигнал усиливается в полупроводниковом усилителе и поступает на вторичные электроизмерительные устройства.

Тензометрические манометры

Преобразователи на основе тензометрического датчика работают на основе зависимости электрического сопротивления тензорезистора от величины деформации.

Рис-5

Тензодатчики (1) (рисунок 5) фиксируются на упругом элементе прибора. Электрический сигнал на выходе возникает вследствие изменения сопротивления тензорезистора, и фиксируется вторичными устройствами измерения.

Электроконтактные манометры

В схемах сигнализации, системах авторегулирования технологических процессов, приборах тепловой защиты популярными стали электроконтактные манометры. На рисунке изображена схема и вид прибора.

Рис-6

Упругим компонентом в приборе выступает трубчатая одновитковая пружина. Контакты (1) и (2) выполняются для любых отметок шкалы прибора, вращая винт в головке (3), которая находится на внешней стороне стекла.

При уменьшении давления и достижении его нижнего предела, стрелка (4) с помощью контакта (5) включит цепь лампы соответствующего цвета. При возрастании давления до верхнего предела, который задан контактом (2), стрелка замыкает цепь красной лампы контактом (5).

Классы точности

Измерительные манометры разделяют на два класса:

1. Образцовые.
2. Рабочие.

Образцовые приборы определяют погрешность показаний рабочих приборов, которые участвуют в технологии производства продукции.

Класс точности взаимосвязан с допустимой погрешностью, которая является величиной отклонения манометра от действительных величин. Точность прибора определяется процентным соотношением от максимально допустимой погрешности к номинальному значению. Чем больше процент, тем меньше точность прибора.

Образцовые манометры имеют точность намного выше рабочих моделей, так как они служат для оценки соответствия показаний рабочих моделей приборов. Образцовые манометры применяются в основном в условиях лаборатории, поэтому они изготавливаются без дополнительной защиты от внешней среды.

Пружинные манометры имеют 3 класса точности: 0,16, 0,25 и 0,4. Рабочие модели манометров имеют такие классы точности от 0,5 до 4.

Применение манометров

Приборы для измерения давления наиболее популярные приборы в различных отраслях промышленности при работе с жидким или газообразным сырьем.

Перечислим основные места использования приборы для измерения давления в:

• Газо- и нефтедобывающей промышленности.
• Теплотехнике для контроля давления энергоносителя в трубопроводах.
• Авиационной отрасли промышленности, автомобилестроении, сервисном обслуживании самолетов и автомобилей.
• Машиностроительной отрасли при применении гидромеханических и гидродинамических узлов.
• Медицинских устройствах и приборах.
• Железнодорожном оборудовании и транспорте.
• Химической отрасли промышленности для определения давления веществ в технологических процессах.
• Местах с применением пневматических механизмов и агрегатов.

Похожие темы:

• Датчики давления. Виды и работа. Как выбрать и применение
• Тензометрические датчики (Тензодатчики). Виды и работа. Устройство

Барометр | Национальное географическое общество

Барометр — это научный прибор, используемый для измерения атмосферного давления, также называемого барометрическим давлением. Атмосфера – это слои воздуха, обернутые вокруг Земли. Этот воздух имеет вес и давит на все, к чему прикасается, когда гравитация притягивает его к Земле. Барометры измеряют это давление. Атмосферное давление является индикатором погоды. Изменения в атмосфере, включая изменения атмосферного давления, влияют на погоду. Метеорологи используют барометры для прогнозирования краткосрочных изменений погоды. Быстрое падение атмосферного давления означает, что прибывает система низкого давления. Низкое давление означает, что недостаточно силы или давления, чтобы оттолкнуть облака или бурю. Системы низкого давления связаны с облачной, дождливой или ветреной погодой. Быстрое повышение атмосферного давления вытесняет пасмурную и дождливую погоду, очищая небо и принося прохладный и сухой воздух. Барометр измеряет атмосферное давление в единицах измерения, называемых атмосферами или барами. Атмосфера (атм) — единица измерения, равная среднему давлению воздуха на уровне моря при температуре 15 градусов Цельсия (59градусов по Фаренгейту). Количество атмосфер уменьшается с увеличением высоты, потому что плотность воздуха ниже и оказывает меньшее давление. По мере уменьшения высоты плотность воздуха увеличивается, как и количество атмосфер. Барометры должны быть приспособлены к изменениям высоты, чтобы делать точные показания атмосферного давления. Типы барометров   Ртутный барометр Ртутный барометр — старейший тип барометра, изобретенный итальянским физиком Эванджелистой Торричелли в 1643 году. Торричелли провел свои первые барометрические эксперименты, используя трубку с водой. Вода относительно легка по весу, поэтому пришлось использовать очень высокую трубку с большим количеством воды, чтобы компенсировать более тяжелый вес атмосферного давления. Водяной барометр Торричелли имел высоту более 10 метров (35 футов) и возвышался над крышей его дома! Это странное устройство вызвало подозрения у соседей Торричелли, которые думали, что он причастен к колдовству. Чтобы сделать свои эксперименты более секретными, Торричелли пришел к выводу, что он может создать гораздо меньший барометр, используя ртуть, серебристую жидкость, которая весит в 14 раз больше, чем вода. Ртутный барометр имеет стеклянную трубку, закрытую сверху и открытую снизу. На дне трубки находится лужица ртути. Ртуть находится в круглой неглубокой тарелке, окружающей трубку. Ртуть в трубке приспособится к атмосферному давлению над тарелкой. По мере увеличения давления ртуть выталкивается вверх по трубке. Трубка отмечена серией измерений, которые отслеживают количество атмосфер или баров. Наблюдатели могут определить атмосферное давление, взглянув на то место, где останавливается ртутный столбик барометра. Барометр-анероид В 1844 году французский ученый Люсьен Види изобрел барометр-анероид. Барометр-анероид имеет герметичную металлическую камеру, которая расширяется и сжимается в зависимости от атмосферного давления вокруг нее. Механические инструменты измеряют, насколько камера расширяется или сжимается. Эти измерения выровнены с атмосферами или барами. Барометр-анероид имеет круглый дисплей, который показывает текущее количество атмосфер, как часы. Одна стрелка движется по часовой стрелке или против часовой стрелки, чтобы указать текущее количество атмосфер. Термины «буря», «дождь», «перемена», «ясно» и «сухо» часто пишутся над цифрами на циферблате, чтобы людям было легче интерпретировать погоду. Барометры-анероиды постепенно вытеснили ртутные барометры, потому что их было проще использовать, дешевле покупать и легче транспортировать, поскольку в них не было жидкости, которая могла бы пролиться. В некоторых барометрах-анероидах используется механический инструмент для отслеживания изменений атмосферного давления в течение определенного периода времени. Эти барометры-анероиды называются барографами. Барографы — это барометры, соединенные со стрелками, которые делают отметки на рулоне соседней миллиметровой бумаги. Барограф записывает количество атмосфер по вертикальной оси и единицы времени по горизонтальной. Инструмент отслеживания барографа будет вращаться, как правило, один раз в день, неделю или месяц. Пики на графике показывают, когда давление воздуха было высоким или низким, и как долго эти системы давления работали. Сильный шторм, например, будет выглядеть как глубокий и широкий провал на барографе. Цифровые барометры Современные цифровые барометры измеряют и отображают сложные атмосферные данные точнее и быстрее, чем когда-либо прежде. Многие цифровые барометры отображают как текущие барометрические показания, так и предыдущие показания за 1, 3, 6 и 12 часов в формате гистограммы, очень похожей на барограф. Они также учитывают другие атмосферные показатели, такие как ветер и влажность, чтобы делать точные прогнозы погоды. Эти данные архивируются и хранятся на барометре, а также могут быть загружены на компьютер для дальнейшего анализа. Цифровые барометры используются метеорологами и другими учеными, которым нужны актуальные данные об атмосфере при проведении экспериментов в лаборатории или в полевых условиях. Цифровой барометр теперь является важным инструментом во многих современных смартфонах. Этот тип цифрового барометра использует данные атмосферного давления для получения точных показаний высоты. Эти показания помогают GPS-приемнику смартфона точнее определять местоположение, значительно улучшая навигацию. Разработчики и исследователи также используют краудсорсинговые возможности смартфона, чтобы делать более точные прогнозы погоды. Такие приложения, как PressureNet, автоматически собирают барометрические данные от каждого из своих пользователей, создавая обширную сеть атмосферных данных. Эта сеть данных упрощает и ускоряет картографирование штормов по мере их развития, особенно в районах с небольшим количеством метеостанций.

Краткий факт

Штормовое стекло
Штормовое стекло — это тип барометра, использовавшегося столетия назад. Штормовой стакан представляет собой герметичную стеклянную емкость с открытым носиком, частично наполненную подкрашенной водой. Если уровень воды в носике поднимается выше уровня воды в емкости, наблюдатели ожидают низкого давления и ненастной погоды.

Артикул

NOAA: Создание двух типов барометровСеть радиовещания погоды: Шоу барометра Боба

Что такое атмосферное давление и как оно измеряется?

15 июня 2020 г. 13 июня 2021 г. Барометры и датчики давления

Атмосферное давление влияет на вашу повседневную жизнь, знаете ли вы об этом или нет. Погодные условия и прогнозы по всему миру зависят от атмосферного давления, но многие на самом деле не знают, что это такое на самом деле. И как только вы изучите основы атмосферного давления, вы сможете лучше понять, как его измерять. Продолжайте читать, чтобы узнать больше.

Что такое атмосферное давление?

По сути, атмосферное давление — это сила, действующая в любой заданной точке на поверхности Земли под действием веса воздуха над этой точкой. Вкратце: воздух, окружающий Землю, создает атмосферное давление, и это давление определяется совокупным весом молекул воздуха. Молекулы воздуха на больших высотах имеют меньше молекул, давящих на них сверху, и поэтому испытывают меньшее давление, в то время как более низкие молекулы испытывают большую силу или давление, оказываемое на них молекулами, нагроможденными на них сверху, и они более плотно упакованы вместе.

Когда вы поднимаетесь в горы или летите высоко на самолете, воздух разрежен и давление ниже. Давление воздуха на уровне моря при температуре 59°F (15°C) равно одной атмосфере (атм), и это базовое значение для определения относительного давления.

Атмосферное давление также известно как барометрическое давление, поскольку оно измеряется с помощью барометра. Повышающийся барометр указывает на повышение атмосферного давления, а падающий барометр указывает на понижение атмосферного давления.

Что вызывает изменения атмосферного давления?

Изменения атмосферного давления вызываются разницей температур воздуха над землей, а температура воздушной массы определяется ее местонахождением. Например, воздушные массы над океанами обычно холоднее, чем воздушные массы над континентами. Разница температур воздуха создает ветер и вызывает развитие систем давления. Ветер перемещает системы давления, и эти системы имеют тенденцию изменяться, когда они проходят над горами, океанами и другими областями.

Французский ученый и философ XVII века Блез Паскаль (1623–1662) обнаружил, что атмосферное давление уменьшается с высотой и что изменения давления на уровне земли можно объяснить ежедневной погодой. Эти открытия используются для предсказания погоды сегодня.

Часто синоптики ссылаются на районы с высоким или низким давлением, движущиеся к определенным регионам, чтобы описать прогнозируемые условия для этих районов. Когда воздух поднимается в системах с низким давлением, он охлаждается и часто конденсируется в облака и осадки, что приводит к штормам. В системах с высоким давлением воздух опускается к Земле и нагревается вверх, что приводит к сухой и ясной погоде.

Как изменения давления влияют на погоду

В общем, ртутный барометр может дать вам знать, будет ли в ближайшем будущем небо проясняться или грозить, или вообще будут небольшие изменения, основываясь только на атмосферном давлении.

Вот несколько примеров того, как интерпретировать показания барометра:

• Когда воздух сухой, прохладный и приятный, показания барометра повышаются.
• В общем, повышение барометра означает улучшение погоды.
• В общем, падающий барометр означает ухудшение погоды.
• Когда атмосферное давление внезапно падает, это обычно указывает на приближение бури.
• Когда атмосферное давление остается стабильным, погода, скорее всего, не изменится немедленно.

Как измерить атмосферное давление с помощью барометра?

Показания барометра просты, если вы знаете, на что указывают различные значения атмосферного давления. Чтобы понять свой барометр и то, как меняется атмосферное давление, интерпретируйте показания следующим образом (обратите внимание на единицы измерения).

Высокое давление

Атмосферное давление более 30,20 дюймов ртутного столба обычно считается высоким, а высокое давление ассоциируется с ясным небом и безветренной погодой.

Если показания выше 30,20 дюймов ртутного столба (102268,9 Па или 1022,689 мбар):

• Повышение или постоянное давление означает сохранение хорошей погоды.
• Медленное падение давления означает хорошую погоду.
• Быстро падающее давление означает пасмурную и теплую погоду.
• Нормальное давление

Показания атмосферного давления в диапазоне от 29,80 до 30,20 дюймов ртутного столба можно считать нормальными, а нормальное давление связано с устойчивой погодой.

Если показания падают между 29,80 и 30,20 дюйма ртутного столба (100914,4–102268,9 Па или 1022,689–1009,144 мбар):

• Повышение или постоянное давление означает, что нынешние условия сохранятся.
• Медленное падение давления означает небольшое изменение погоды.
• Быстро падающее давление означает, что вероятен дождь или снег, если достаточно холодно.

Низкое давление

Атмосферное давление ниже 29,80 дюймов ртутного столба обычно считается низким, а низкое давление связано с теплым воздухом и ливнями.

Если показания ниже 29,80 дюймов ртутного столба (100914,4 Па или 1009,144 мбар):

• Повышение или постоянное давление указывает на ясную и прохладную погоду.

  No related posts.