Барометр. виды и работа. применение и настройка. особенности

Барометр

Баро́метр (др.-греч. βάρος — «тяжесть» и μετρέω — «измеряю») — прибор для измерения атмосферного давления. Ртутный барометр был изобретён итальянским математиком и физиком Эванджелисто Торричелли в 1644 году. Это была тарелка с налитой в неё ртутью и пробиркой (колбой), поставленной отверстием вниз (см. опыт Торричелли). Когда атмосферное давление повышалось, ртуть поднималась в пробирке, когда же оно понижалось — ртуть опускалась. Из-за неудобства такая конструкция перестала применяться и уступила место барометру-анероиду, но метод, по которому такой барометр был изготовлен, стал применяться в термометрах.

История

Первым, кто выдвинул идею создания прибора для предсказания погоды, был Галилео Галилей. Но дальше идеи его замыслы не пошли. Только в 1643 году его последователи и ученики Эванджелисто Торричелли и Винченцо Вивиани смогли воплотить в жизнь идею великого ученого. Торричелли стал первым, кто сумел доказать существование атмосферного давления. Он, вместе со своим помощником Вивиани, использовал для опыта запаянную с одного конца трубку, наполнив ее ртутью. Трубку погружали в сосуд, где также находилась ртуть. Сама ртуть поднималась в трубке на определенную высоту, при этом над ней образовывалось пустое пространство. При увеличении атмосферного давления вещество в трубке поднималось вверх, при понижении опускалось. Сконструированный Торричелли прибор стал первым ртутным барометром. Само слово «барометр» с древнегреческого языка переводится как «барос» — тяжесть и «метрос» — мерить. То есть измеритель давления.

Устройство

В жидкостных барометрах давление измеряется высотой столба жидкости (ртути) в трубке, запаянной сверху, а нижним концом опущенным в сосуд с жидкостью (атмосферное давление уравновешивается весом столба жидкости). Ртутные барометры — точнее любых других и поэтому используются на метеостанциях.

В быту обычно используются механические барометры. В анероиде жидкости нет. В переводе с греческого «анероид» — «без воды». Он показывает атмосферное давление, действующее на гофрированную тонкостенную металлическую коробку, в которой создано разрежение. При понижении атмосферного давления коробка слегка расширяется, а при повышении — сжимается и воздействует на прикрепленную к ней пружину. На практике часто используется несколько (до десяти) анероидных коробок, соединенных последовательно, и имеется рычажная передаточная система, которая поворачивает стрелку, движущуюся по круговой шкале, проградуированной по ртутному барометру. а также в настоящее время широкое распространение получили цифровые барометры.

Устройство

Как мы уже говорили, внутри анероида нет колбы с жидкостью, а установлена жестяная коробка, стенки которой сжимаются или расширяются. К ней прикреплена пружина, вращающая стрелку прибора, а по шкале, установленной на циферблате, можно следить за изменением давления в реальном времени. Для точности измерения инженеры используют до 10 анероидных коробок, соединенных параллельно в одну цепь, в результате получается самый точный барометр.

На полукруглой или круговой шкале, в зависимости от модификации прибора, имеется несколько специфических зон:

• сухо;
• переменно;
• ясно;
• дождь;
• шторм.

При снижении давления можно быть полностью уверенным, что погода ухудшается и лучше не собираться на пикник, а если стрелка двигается в сторону увеличения, то это означает, что будет солнечно и можно ехать на шашлыки.

Барометр очень помогает заядлым рыболовам, потому что рыба довольно сильно чувствует изменение давления и перестает клевать при низких ее значениях. Чтобы следить за изменениями параметров, достаточно контрольную стрелку установить поверх основной, и тогда при изменениях будет виден результат — растет или падает давление.

Как выбрать барометр

В первую очередь следует помнить, что вы приобретаете измерительный прибор, следовательно, основным критерием будет точность измерений и правдивость прогноза погоды. Затем необходимо оценить его функционал, дизайн и стиль. Они должны отвечать всем вашим чаяниям, соответствовать стилю квартиры или офиса. Окончательное решение зависит от цены товара и размеров вашего кошелька.

Точность

Механические анероидные приборы достаточно точны в своих показаниях. Их погрешность в диапазоне первых двух третей шкалы не превысит 3 мм.рт. ст. Учитывая, что интересующие пользователя параметры колеблются в пределах 760 мм рт.ст., на такую погрешность можно не обращать внимания. В последней трети шкалы погрешность достигает 5 мм. рт. ст. На точность прогноза погоды это отклонение не окажет существенного влияния.

Безжидкостный механический прибор будет самым подходящим вариантом бытового барометра. Погодные станции, собранные в дизайнерском корпусе из механических устройств: барометра, гигрометра, термометра, станут выгодным приобретением, сочетающим в себе точность показаний с романтическим дизайном.

Система единиц измерения

Атмосфера нашей планеты заполнена газовой смесью, имеет собственный вес, зависящий от высоты этого «столба» над точкой измерения. Если в долине барометр покажет давление, равное 760 мм рт.ст., то высоко в горах оно будет ниже.

Нам более понятны результаты измерений в миллиметрах ртутного столба. Обозначается мм.рт.ст. или mmHg. Иногда можно встретить другое название – Торр или Torr. Это дань памяти изобретателю барометра, флорентийцу Торричелли. Нормальное давление по этой шкале, равное 760 единицам и равняется 133, 3223684 Паскалям.

В международной системе единиц давление измеряется в паскалях. Обозначается Па(Pa). Нормальное атмосферное давление в этой системе единиц равно 101325 Па или 760 mmHg. Цена деления шкалы может быть выражена в кПа, hPa (килопаскаль и гектопаскаль).

Вес и габариты

Размеры и масса обязательно учитываются при выборе подходящей модели. Массивный настенный барометр потребует серьезного крепежа, а возможное обрушение приведет к его поломке. Громоздкие настольные модели займут много полезного места.

Настенный манометр в круглом корпусе, диаметром около 250 мм весит не более 1 кг. Куда больше будет весить погодная станция, состоящая из барометра, термометра и гигрометра. Некоторые производители включают сюда хронометр. Такое украшение стены достигает более полуметра в высоту, весит более килограмма. Здесь потребуется серьезный крепеж. Но красота изделия компенсирует неудобства, связанные с его монтажом.

Самые крупные настольные приборы – три в одном корпусе (барометр +часы+термометр). Такая станция имеет размеры (длина/ высота) 285х90мм. Для ее размещения понадобится большой кабинетный стол. Для дома подойдет обычный настольный барометр в деревянном или металлическом корпусе, с широкой подставкой, предотвращающей возможность опрокидывания изделия.

Функционал

Обычный анероид измеряет величину атмосферного давления, показывает падение или подъем давления по поведению подвижной и независимой стрелок, помогает определить приближение сильного ветра, ливня, установление сухой, солнечной погоды. Наконец, просто покажет символами, какая погода ожидает нас в ближайшие сутки. Аналоговая погодная станция покажет влажность воздуха, его температуру, а в комплекте с часами – точное время.

Большим количеством функций наделены электронные погодные станции. Они могут:

• Измерять давление в помещении и за его пределами;
• Контролировать влажность наружного и внутреннего воздуха;
• Измерять температуру воздуха в доме и на улице;
• Определять направление ветра, его скорость;

Кроме того, электронные метеостанции оборудуются дополнительными функциями: обычным и лунным календарями, будильником, подсветкой дисплея. Есть модели, способны проецировать текущее время и температуру воздуха на стену или потолок. Это удобно. Проснулся ночью, глянул на потолок, узнал время.

Приобретая манометр или погодную станцию, необходимо точно знать, какой набор функций вам необходим. Учтите, что многофункциональные модели стоят дороже.

Принцип работы барометра анероида кратко

О фирме

Каталог

Прайс-лист

Сделать заказ

Получение и отгрузка

Карта сайта

Полезная информация

Контакты

история создания, развития и будущее популярного оптического прибора. »»»

Принцип действия барометра-анероида основан на эффекте, описанном выше. Гофрированная металлическая коробка (рис. б) частично освобождена от воздуха (содержит меньше молекул воздуха) и запаяна.

От сминания ее предохраняет жесткая пружина, присоединенная в точках А и В. Когда давление воздуха увеличивается, то возникает большая разность между давлениями внутри и вне коробки и расстояние АВ уменьшается.

Преимуществом барометра-анероида является то, что с его помощью можно записывать показания давления непрерывно, если к нему присоединить пишущее перо. Этот вид прибора известен как барограф (рис. вверху), он может быть весьма полезен. Частично освобожденная от воздуха коробка использовалась в самолете также как высотомер. Давление уменьшается с высотой, и шкала отградуирована для показания высоты.

Этот прибор фактически записывает атмосферное давление, и если самолет летит из района, где давление было высоким, в район с низким давлением, то он может потерять высоту, хотя показания высотомера останутся постоянными. Это опасно особенно при полетах в облаках над гористой местностью. Пилоту приходится все время по радио получать показания давления над землей и соответственно корректировать прибор.

На нашем сайте появилась уникальная возможность проверить свои знания по физике пройдя онлайн тест, с мгновенным получением ответов. Это поможет вам подгоготовиться к сдаче ЕГЭ и ГИА.

Барометр – это измерительный прибор, который предназначается для определения давления атмосферного воздуха. Помимо метеорологического применения, барометр используется для экологического контроля (например, для аттестации рабочих мест) или в авиации (для определения высоты полета над уровнем моря).

Рисунок 1. Барометр-анероид

В 1844 г. французский инженер Люсьен Види, используя исследования немецкого математика и физика XVII в. Готфрида Вильгельма Лейбница, сконструировал принципиально новый, безжидкостный барометр, который был назван барометром-анероидом(от греч. «анерос» – не содержащий влаги). Барометры, построенные на основе барометра Л. Види, на данный момент, являются самими распространенными.

Виды барометров

Существует несколько видов барометров.

Ртутные барометр

Создателем ртутного барометра был итальянский физик и математик Эванджелисто Торричелли, который в 1644 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 Торричелли 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.

Хоть ртутный барометр устарел (всё-таки такие барометры были изобретены самыми первыми), но они отличаются повышенной точностью, поэтому их более совершенные модификации встречаются до сих пор: их применяют на метеорологических станциях для проведения контроля за погодой.

Жидкостный барометр

Иногда жидкостный барометр называют чашечным, потому что он содержит специальную чашку (колбу), действующую по принципу сообщающихся сосудов. Но есть еще сифонные и сифонно-чашечные типы жидкостных барометров.

Жидкостный барометр был изобретён в 1657 году Отто Герике в Пруссии.

В жидкостных барометра измерение атмосферного давления производится за счет уравнивания столба жидкости.

Жидкостные барометры отличаются большой погрешностью: заправляемые вещества ведут себя по-разному при изменении температуры, что сопровождается высокими погрешностями. Поэтому судить о погоде основываясь на данных жидкостных барометров довольно сложно. Из-за чего такие барометры сейчас практически не встречаются. 

Одним из самых известных модификаций жидкостных барометров являются глицериновые модели. В них применяется окрашенный глицерин, что дает привлекательный декоративный эффект.

Механический бараметр (анероид)

В 1844 г. французский инженер Люсьен Види, используя исследования немецкого математика и физика XVII в. Готфрида Вильгельма Лейбница, сконструировал принципиально новый, безжидкостный барометр, который был назван барометром-анероидом (от греч. «анерос» – не содержащий влаги).

Механические барометры, который с тех пор также называется «Анероидом») благодаря своей компактности и достаточной точности являются самыми популярным видом.

Механические барометры сложные в изготовлении и в отличие от ртутных, являются полностью безопасными. Внешний корпус такого барометра 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 ёмкости 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.

Механический барометр может быть выполнен в небольшом размере и предназначаться для переноски в кармане.

Электронный барометр

Электронные барометры – это высокоточные и компактные приборы.

В основе электронных барометров используется ёмкость с вакуумом (как и в механических барометрах), но снятие показаний осуществляется чувствительными датчиками. Также в этой конструкции предусматривается микропроцессорный блок. Показания выводятся на жидкокристаллический дисплей.

Одна из особенностей электронных барометров заключается в том, что они часто объединяют в себе несколько устройств одновременно. Они могут работать не только как барометр, но и как термометр, компас и часы.
Зачастую электронные барометры 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.

Электронные барометры могут быть установлеными в смартфон или смарт-часы.

Устройства для измерения давления

Давление бывает истинным и относительным (избыточным). Для измерения истинного давления служит барометр-анероид. Избыточное давление (именно оно интересует автолюбителей, измеряющих давление в шинах) показывает, насколько давление в сосуде превышает давление окружающего воздуха, и измеряется относительно несложно. Механическое устройство сравнивает давление внутри и снаружи. Истинное же давление измерить сложнее, так как сравнивать можно только с глубоким вакуумом. Первыми устройствами такого рода были ртутные барометры. Стеклянная трубка примерно метровой длины наполнялась ртутью, переворачивалась в сосуд, содержащий так же ртуть.

Жидкий металл под собственным весом двигался вниз, над ним образовывался вакуум, давление измерялось разницей уровней ртути в сосуде и в стеклянной трубке. Нормальным принято считать давление 760 мм ртутного столба.

Очевидно, что использование такого прибора не всегда удобно из-за его громоздкости, а также из-за ядовитости паров ртути. Прекрасным изобретением стал барометр-анероид метеорологический, в котором специальный механизм «сравнивает» атмосферное давление с нулевым (глубокий вакуум), которое создаётся в специальном герметичном металлическом сосуде.

Как пользоваться барометром

Чтобы использовать барометры, особенно анероид, сначала необходимо откалибровать. Их рекомендуется откалибровать прямо на месте, где мы собираемся его установить. Как упоминалось ранее, атмосферное давление меняется в зависимости от высоты и других переменных. Поэтому в идеале откалибровать его прямо на месте использования.

Калибровка производится с помощью винта, который мы находим в задней части барометра, и винта Tornavis. Его постепенно поворачивают влево или вправо, чтобы откалибровать его. Рекомендуется выполнять калибровку в периоды антициклона, когда значения давления более стабильны

Это важно, чтобы данные были более надежными и чтобы у нас были хорошие результаты с самого начала

Для этой калибровки берутся справочные значения, установленные на уровне моря. Если мы хотим установить барометр в городе, где он находится на определенной высоте, мы должны сделать несколько вещей. Во-первых, поддерживать полный диапазон давлений, который прибор будет показывать нам все время, в зависимости от давления, в котором мы находимся. Быть в прибрежном городе — не то же самое, что в самый высокий город в Испании.

Другой вариант — снизить давление на уровне моря, чтобы отрегулировать стрелку на задней стороне барометра. Мы всегда должны использовать значения, установленные официальной метеостанцией.

Барометр своими руками

Понадобятся новый воздушный шарик и банка ёмкостью 2 л. Создание барометра анероидного типа ведётся в такой последовательности:

1. От шарика отрезается перемычка. Резать можно в любом месте, но так, чтобы остаток полностью перекрыл горловину стеклянной банки и не разорвался при этом.
2. При натягивании шарика нужно, чтобы складки у материала отсутствовали. Края следует плотно обжать резинкой.
3. Поверх банки с помощью силиконового клея приклеивается длинная прямая соломинка (чем длиннее, тем лучше). Один её конец должен касаться середины воздушного шара, а остальная часть должна висеть над краем банки. Эта часть будет указателем, позволяя отслеживать изменения атмосферного давления.

1. Когда место соединения полностью высохнет, к соломинке прикрепляют иглу или любой иной предмет с острым наконечником (можно и плотный картон, остриё которого вставляется внутрь соломинки). Указатель не должен самопроизвольно двигаться.
2. Рядом с указателем располагают лист плотной бумаги или картона. Лучше прикрепить его к стене, а банку с самодельным барометром установить рядом. Приставить измерительную иглу к бумаге (без касания к ней!), и в этом положении отметить условный ноль. Если погода в этот день ясная, солнечная и безветренная, то рядом с указателем можно написать «Высокое давление», если пасмурная и дождливая – то «Низкое давление».
3. Периодически добавлять надписи сообразно изменению погоды.

Поскольку высота над уровнем моря не изменяется, то относительные показания вашего «барометра» в бытовых целях будут достаточно точными. Там же можно записывать и числовые показатели давления. Для этого используют данные метеосайтов, работающих по вашему региону.

Кабельный чулок для протяжки кабеля

Пневмотрещотка. Как выбрать?

Общее описание линейки барометров Утес

Утес — название линейки бытовых барометров. Среди них есть модели с художественной росписью, сувенирные модели, и «обычные» бытовые приборы. Мы будем рассматривать только бытовые модели.

Все модели бытовой линейки выполнены в небольшом круглом корпусе из дерева, имеющего светло- или темно-коричневый окрас. Барометрический механизм выполнен из металлов, устойчивых к коррозии.

На круговой шкале указывается:

1. Атмосферное давление (в Паскалях).
2. Погодные условия (Шторм, Дождь, Ветер, Переменно, Ясно, Сушь, В. Сушь).

Шкала с погодными условиями по факту является малополезной — поскольку давление в разную погоду зависит от региона.

С задней части корпуса есть ушко, на которое прибор можно повесить на гвоздь в стене. Подставки для настольного хранения — нет (то есть барометр можно только вешать).

О производителе

Барометры Утес выпускает российский производитель — ОАО «Утес». Предприятие выпускает медицинскую технику, комплектующие для автомобильной промышленности, авионику и барометры. Территориально располагается в Ульяновске. Производственные мощности работают уже дольше 60 лет.

Назначение и область применения

Приборы могут использоваться для определения атмосферного давления и температуры (температуру показывают только модели с индексом «Т» в названии) воздуха внутри помещения.

Покупать такую технику актуально людям, чувствительным к перемене атмосферного давления (к примеру — для тех, у кого гипертонический криз). По смене давления можно «предугадать» свое самочувствие. Также по этим показаниям можно частично предугадывать погоду.

Модели и характеристики (с ценами)

Полное название прибора — «Утес БТК-СН». В конце есть еще цифры, указывающие на модель.

Общие характеристики:

• диапазон измеряемого давления: от 695 до 805 мм рт ст;
• диапазон измерения температуры (для моделей с термометром): от -10º до +50º.

Прочие технические характеристики:

Модель	Цена, рублей	Диаметр шкалы, мм	Диаметр х Глубина, мм	Вес, кг
БТК-СН-8	2600	163	210х60	1.5
БТК-СН-14	2350	127	175х60	0.8
БТК-СН-16	2750	163	210х60	1.2
БТК-СН-17	2350	127	175х60	0.8
БТК-СН-18	2400	127	210х60	1

Как видим — цены на модели примерно одинаковые, характеристики — тоже отличаются только по размерам и весу. То есть основное отличие между приборами заключается только в дизайне, который незначительно отличается.

Онлайн приложение Барометр для рыбака

Скачать утилиту для определения давления и других показателей себе на телефон может практически каждый. Это удобное приложение, которое показывает, когда лучше выходить рыбачить, а когда оставаться дома, чтобы не тратить свое время.

Из наиболее популярных приложений можно выделить:

Барометр для рыбака. Определяет местоположение, температуру, давление. Также в приложении есть лунный календарь.

Определяем погоду через телефон

AWS — Погодная станция Барометр на русском языке. Также содержит гигрометр и имеет функцию построения графика.

Погодная станция которая всегда с собой

Барометр про – бесплатно. Показывает изменение погоды и атмосферного давления.

Приложение онлайн барометр

Онлайн барометр для рыбалки – наиболее экономичная и надежная вещь. Он ориентируется на показатели из метеостанций. При этом не нужно переплачивать за покупку приборов.

Наилучший выбор

Итак, узнав какие существуют типы барометров, можно выделить из них самые лучшие для бытового использования.

Механический

Людям, которые предпочитают классические элементы декора, очень хорошо подойдет механический настенный барометр. Промышленность производит эти устройства в виде часов, штурвалов, настенных картин. Также производятся настольные приборы. Помимо барометра, они оснащаются градусником, гигрометром. К преимуществам этого устройства можно отнести:

1. Высокая точность.
2. Безопасность, в нем нет вредных металлов.
3. Красивый внешний вид.
4. Компактность.

Единственным минусом является хрупкость. При падении его легко повредить, показания уже не будут точными. Но если один раз надежно повесить на стену,то этот минус станет несущественным.

Электронный

Является отличным выбором для современных людей, отдающих предпочтение высоким технологиям. Подобные приборы более функциональны, хоть и работают по принципу механических аналогов. Производители наделяют их возможностью показывать местное и мировое время, время заката и восхода солнца, параметры влажности воздуха, температуру в тени и на солнце. Преимуществом подобных устройств является:

1. Современный внешний вид.
2. Высокая точность данных.
3. Широкая функциональность.

Из минусов выделяется та же хрупкость. Также электронные приборы работают от штатных аккумуляторов или переменных источников питания. Придется менять батарейки или устройство может пострадать от перепада напряжения.

Конструкция, механизм работы

Барометр (барограф) анероид — это измерительный прибор для атм. давл., с полностью механическим принципом работы.

Строение барографа анероидного (механического) типа:

• внутри герметичного корпуса находится сильфон — гибкая коробочка с тонкими стенками гармошкой (гофрированная). Другое название данной части — анероидная капсула. Изготовлена из сплава меди и берилла, никель-серебра, может быть из фольги из закаленной стали;
• сильфон связан посредством передаточного механизма с возвратной пружинной частью со стрелкой, выводящейся на градуированную шкалу;
• у некоторых изделий внутри корпуса также интегрирован компенсационный термометр, высотомер, измеритель влажности;
• шкала, обычно двойная с градуировкой в мм рт. ст. и/или в мбарах, гПа, что удобно, так как нет необходимости в ручном переводе одних единиц измерений в другие. Как правило, всегда есть надписи или выделенные цветом сегменты около делений: солнечно, дождь и так далее. (это связанно со спецификой прочтения, ниже мы опишем данный нюанс);
• регулировочный болтик на внешней части корпуса (обычно снизу, на обратной стороне) для подтягивания отпускания пружины при калибровке.

Для полного представления, что такое анероид, опишем принцип работы:

• внутри герметичного корпуса, где находится сильфон, создано разряжение. Анероидная капсула (aneroid capsule) приобретает чрезвычайную сенситивность: при колебаниях наружного давления сжимается-разжимается;
• аппарат также состоит из передаточного механизма, пружина которого при трансформациях сильфонной коробки двигает стрелку на шкале: при ее сжатии верхняя стенка, прогибаясь, тянет зафиксированный на ней конец пружины вниз, при понижении атм. давл., наоборот, эта поверхность выгибается, осуществляя толкание вверх.

В анероидах используют несколько, как правило, максимум 10 шт., а в специальных моделях больше, последовательно зафиксированных гофрированных капсул для расширения диапазона измерений (амплитуды стрелки на шкале).

Внутри анероидного барографа: