Барометр - это что за прибор. Барометр. Виды и уабота. Применение и настройка. Особенности

Инструкция

При выборе барометра-анероида первым делом обратите внимание на регулировочный винт, который чаще всего расположен на задней крышке корпуса прибора. Если он расположен не на одной оси с центром отверстия под него, то можно гарантировать, что металлическая коробка с откачанным воздухом, которая является датчиком давления, перекошена, и показания барометра будут искажены. Это может привести к нарушению герметичности анероида, что полностью выведет барометр из строя.

Переверните барометр шкалой к себе. В ее , как , виден трезубец механизма. При показаниях прибора 750 мм рт. ст. все зубья этого условного трезубца должны быть параллельны между собой. В этом случае можно о том, что стрелка установлена и не сбилась относительно механизма барометра.

Чтобы решить последние две проблемы, снимите стекло барометра и проверните шкалу прибора, чтобы его показания совпадали с эталонным барометром. После этого анероид будет нормально. Если барометр в силу каких-то причин сбился, подрегулируйте его специальным винтом с помощью отвертки.

А вот в том случае, когда перекошен, аккуратно разберите барометр, и установите его механизм в правильном положении с помощью корректировки специальных рычагов, которые внутри механизма, предварительно ослабив крепление анероида. При этом нужно быть очень аккуратным, чтобы не повредить чувствительный механизм или целостность анероида (металлической гофрированной коробки с откачанным воздухом). В этом случае барометр можно будет только выбросить.

Барометр – ртутный прибор, изобретенный еще в1644 году и до сих пор использующийся для определения атмосферного давления. Ртутные барометры считаются наиболее точными, они используются на метеостанциях. В домашних условиях обычно достаточно механического барометра.

Инструкция

Анероид – один их видов барометров. Этот представляет собой механический барометр, работающий без использования жидкости (ртути). Внутри цилиндрической «коробки» располагается основание, сделанное из гофрированного металла. Там создано разрежение, из-за чего при изменении атмосферного давления меняется размер «коробки». При повышении давления «коробка» увеличивается в размерах, при понижении – уменьшается. При этом ее размеры напрямую влияют на движение пружины, которая через систему рычагов перемещает стрелку, указывающую на шкалу измерения давления. В , как правило, используются именно такие виды барометра.

Если ваш барометр показывает результаты, отличные от заявленных в прогнозе погоды по телевидению или в интернете, не спешите паниковать и считать свой прибор неисправным. Дело в том, что меняется в зависимости от географических : находится далеко от вашего дома и давление действительно может незначительно различаться. Кроме того, следует помнить, что атмосферное давление различается в зависимости от высоты над моря в пропорциях 1 атм. водного столба = 10 метрам, так что учтите и этаж, на котором вы живете.

Как ни странно, работу барометра и анероида можно только в соседстве с другими приборами для измерения давления. Располагаясь рядом, они будут показывать одинаковое на шкале атмосферного давления. Так что поезжайте со своим расстроившимся прибором в магазин по продаже барометров или на ближайшую метеостанцию.

Сравнивая результаты машин для определения давления, учтите разницу в показателях. Если ваш прибор показывает давление неверно, не стоит списывать его в негодность. Просто замерьте, на сколько единиц по шкале различаются данные обоих барометров. В раз, определяя атмосферное давление, просто прибавляйте или вычитайте к результату погрешность показателей вашего прибора.

Видео по теме

Источники:

барометр виды

Домашняя погодная метеостанция представляет собой прибор, позволяющий в домашних условиях лично измерить температуру, давление и влажность воздуха не только в помещении, но и на улице. К тому же, домашние метеостанции составляют прогноз погоды на основе изменения атмосферного давления на ближайшие часы. Иметь такой прибор очень удобно, поскольку перед выходом на улицу вы точно будете знать, брать ли с собой зонт и что одеть.

Инструкция

Чтобы домашнюю метеостанцию , определите основные функции, которые она должна выполнять. Большинство метеостанций просты в использовании и мало чем отличаются друг от друга по выполняемым задачам и стоимости. Они состоят из выносного датчика и основного блока, т.е. дисплея, отображающего влажность, температуру, атмосферное давление, а также время, дату, день недели, будильник и др. Выносной датчик крепится снаружи здания и передает информацию на основной блок по беспроводному каналу. Как правило, в комплект входит один датчик, но допускается приобрести и к метеостанции до пяти дополнительных датчиков одновременно, более точные данные. Основной блок устанавливается на или, при наличии подставки, на любую горизонтальную поверхность.

Помимо основных функций метеостанции, рассмотрите дополнительные. К примеру, в модельном ряде метеостанций в ценовом диапазоне до 3500 рублей присутствует домашняя метеостанция, которая снабжена солнечной батареей для зарядки аккумулятора. К тому же, гораздо интереснее наблюдать анимированный прогноз погоды на 12/24 часа в виде картинок – облачно, солнечно, гроза, шторм и т.д. Выбирайте рабочий температур снаружи помещения от -40°С до +60°С. Оба показателя удовлетворительными в суровой русской зимы и жаркого лета.

Также вы можете совместить приятное с полезным, приобретя цифровую фоторамку с прогнозом погоды, которая наделена основными функциями метеостанции.

Более «продвинутые» домашние метеостанции могут иметь следующие дополнительные функции: прогноз погоды в радиусе 30 км на ближайшие 12-24 часа; скорости и ; измерение уровня выпавших осадков в виде столбиковой диаграммы; встроенная память на запись данных в течение 1 мес.; радиус действия датчиков – 100 м; ПО для обработки и хранения данных на ПК (USB); дистанционный датчик ветра; термо-гигро датчик; дистанционный датчик уровня выпавших осадков.

К тому же, домашняя метеостанция предупреждает о наступлении заморозка или жары, а также сигнализирует о понижении или повышении атмосферного давления, что просто необходимо людям, у которых есть проблемы с артериальным давлением.

Обратите внимание

Перед тем, как выбрать домашнюю метеостанцию, поинтересуйтесь у консультанта, в каких единицах прибор будет измерять давление. В странах СНГ принято измерять его в миллиметрах ртутного столба, ищите именно такой прибор. Прогноз погоды прибор способен делать на 12 часов вперед, максимум на сутки.

Полезный совет

Выбирая домашнюю метеостанцию, не забывайте о том, что этот прибор не является точным измерительным прибором, его использование в лабораторных условиях для измерения температуры, влажности, давления Не подходят, так как погрешность измерений, для данного вида работ велика. Но несмотря на это в домашних условиях этот прибор станет вашим Гидрометцентром.

В древности люди определяли предстоящую погоду по приметам. Но такие способы прогнозирования были очень ненадежными. Лишь со временем человек понял, что узнать о наступлении ненастья или установлении ясной погоды можно по изменению атмосферного давления. Если давление понижается – ожидаются осадки, а когда оно поднимается – будет ясно. Именно для измерения давления и предназначен барометр.

Какие бывают барометры

Встречаются два основных вида барометров: ртутные и безжидкостные, которые также называют анероидами. Прибор, в котором использовалась ртуть, и сконструировал итальянец Торричелли в середине XVII столетия. Принцип действия такого барометра основан на изменении высоты ртутного столбика, расположенного внутри прибора.

Барометр ртутного типа включает в себя стеклянную трубочку, наполненную ртутью. Трубка перевернута дном вверх и расположена над небольшим резервуаром, содержащим ртуть. Когда давление увеличивается, обладающая высокой плотностью ртуть под действием силы тяжести выходит из емкости и начинает подниматься по трубке. При падении атмосферного давления ртуть медленно опускается.

Уровень давления отражается на специальной шкале.

В барометре-анероиде вместо ртути применяется гибкая мембрана, выполненная из металла. Внутри этой мембраны создается . Рабочий элемент анероида посредством рычагов соединен с пружиной, к которой, в свою очередь, крепится стрелка-индикатор, установленная поверх шкалы с делениями. Там же, на шкале, можно прочесть и предполагаемый прогноз погоды.

Достоинства и недостатки барометров

Достоинство ртутного прибора – высокая точность показаний. Недостаток же очевиден – ртуть очень опасна для человеческого организма, в особенности ее пары. По этой причине от использования ртутных барометров в быту отказались; но их по-прежнему используют на метеорологических станциях. Эти приборы требуют к себе внимательного отношения.

А вот безжидкостный барометр-анероид не имеет в своем составе опасных для здоровья компонентов. Такие приборы могут быть использованы в быту, в туристических походах и в условиях морского путешествия. Для бытовых барометров совсем не требуется высокая точность измерений. Главное, чтобы прибор исправно показывал приближение бури или установления ясной солнечной погоды.

На рынке можно встретить барометры, которые рассчитаны на охотников, рыбаков, альпинистов, любителей туристических походов. В мореходстве получили широкое распространение барометры с электронной начинкой.

Некоторые современные модели электронных барометров по сути своей являются миниатюрными и многофункциональными метеостанциями. Они позволяют измерять не только давление, но также и влажность воздуха. Умный прибор ведет запись параметров окружающей среды за последние двое суток. Дополнительно устройство иногда оснащают будильником и наделяют другими полезными в быту функциями.

Видео по теме

Содержание статьи

БАРОМЕТР, прибор для измерения давления атмосферного воздуха. Давление есть сила, действующая на единицу площади поверхности. Земная атмосфера, простирающаяся на сотни километров вверх, оказывает давление на поверхность Земли; барометр и служит для измерения этого давления. Атмосферное, или барометрическое, давление измеряется в миллиметрах ртутного столба и в паскалях (см. ниже ).

Изменения атмосферного давления, как правило, бывают связаны с изменениями погодных условий. Давление обычно падает перед ненастьем, а его повышение предвещает хорошую погоду. Отмечая на карте изменения давления, можно определять направление ветров и перемещение циклонов. Линии равного давления называются изобарами от греч. isos (равный) и baros (тяжесть). Барометры были приспособлены для измерения высоты, так как давление атмосферного воздуха уменьшается с увеличением высоты над уровнем моря. Такими приборами (альтиметрами) оборудуются самолеты, их берут с собой альпинисты.

Существуют два основных типа барометров – ртутный и анероид. Ртутный барометр более точен и надежен, чем анероид. Анероид же более компактен и удобен, его можно сделать карманным.

Ртутный барометр.

Ртутный барометр показывает атмосферное давление как высоту ртутного столба, которую можно измерить по прикрепленной рядом шкале. В простейшем виде (рис. 1) он представляет собой наполненную ртутью стеклянную трубку длиной ок. 80 см, запаянную на одном конце и открытую с другого, погруженную открытым концом в чашку (иногда называемую цистерной) со ртутью. В барометрической трубке нет воздуха, и пространство в ее верхней части называется торричеллиевой пустотой.

Чтобы сделать ртутный барометр, нужно сначала наполнить трубку ртутью. Затем, закрыв открытый конец трубки, погрузить его в ртуть, находящуюся в чашке. Стоит отнять преграду с погруженного конца трубки, как ртуть в трубке опустится настолько, что давление ее столба уравновесится атмосферным давлением, действующим на поверхность ртути в чашке. После этого атмосферное давление можно измерить как высоту h столба ртути, который оно уравновешивает. При изменении атмосферного давления высота столба будет изменяться. Среднее атмосферное давление равно 760 мм рт.ст. (1 мм рт.ст. = 133,3 Па).

Анероид.

В анероиде (рис. 2) жидкости нет (греч. «анероид» – «безводный»). 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. Как и у сифонного ртутного барометра (рис. 1), на шкале анероида могут быть сделаны надписи («дождь», «переменно», «ясно», «очень сухо»), указывающие на погодные условия.

Анероид меньше ртутного барометра, и его показания легче снимать. Им можно пользоваться в экспедиционных условиях, на морских судах, самолетах и пр. Если к его стрелке прикрепить перо, то он будет записывать показания. Такие барографы, т.е. анероиды, регистрирующие барометрическое давление, имеются на всех метеостанциях.

Ученые никогда не оставляли попытки научиться предсказывать погоду. Они хотели добиться возможности определять метеопрогнозы на ближайший период времени. Первым изобретателем, который предложил идею создания приспособления, при помощи которого можно было бы осуществить задуманное, был Галилей. Однако создать этот прибор - барометр, удалось лишь в 1643 году. И сделали это знаменитые ученики Галилея Винченцо Вивиани и Эванджелисто Торричелли.

Именно Торричелли сумел доказать, что такое явление, как атмосферное давление существует. Впервые им была сформирована гипотеза, что воздушный океан, на дне которого живет человек, постоянно оказывает на него определенное давление. Он предложил одному своему ученику Винченцо Вивиани измерить его величину, используя запаянную с одного конца трубку, наполненную ртутью. Трубку опрокинули в сосуд, где была ртуть, вещество при этом осталось на определенной высоте, в трубке же, над ртутью, появилось пустое пространство.

Первый в истории барометр был сконструирован после данного эксперимента. Опыт, который провел в 1643 году Торричелли, стал началом научной метеорологии. Благодаря тому, с какой высокой точностью ртутный барометр мог измерить атмосферное давление, он быстро нашел широкое применение в метеорологии. Единственным его недостатком считается то, что у него высокая вероятность вытекания ртути.

Известным английским ученым Робертом Гуком в 1670 году была создана шкала барометра, низкое давление в которой указывало, что приближается дождь или шторм, а сухую и солнечную погоду предвещало высокое давление. Этот старинный предмет и есть прообраз современного комнатного барометра.

История изобретения водяного барометра начинается с 1657 года благодаря ученому Отто фон Герике. Прибор представлял собой длинную медную трубку, нижний конец которой был погружен в сосуд, наполненный водой, а верхний со стеклянной трубкой имел специальный кран и соединялся с воздушным насосом. После откачки воздуха вода в трубке поднялась до высоты в 19 локтей, затем изобретатель закрывал кран, а сам барометр отсоединял от насоса. Отто заметил зависимость между состоянием погоды и высотой воды в трубке. В 1660 году ему удалось предсказать сильную бурю в Магдебурге за 2 часа до того, как она началась, что вызвало изумление местных жителей.

Идею создать анероидный барометр высказал в XVII веке Готфрид Вильгельм фон Лейбниц – физик-математик из Германии. Но воплотить ее в жизнь ему не удалось. «Анероид» в переводе с греческого – «безводный». Это значит, что в анероидном барометре отсутствует ртуть. В 1847 г. французским инженером Люсьеном Види был построен первый анероидный барометр. Главной составляющей анероидного барометра является запаянный металлический цилиндр, имеющий гофрированную поверхность. Из сосуда в определенном объеме был выкачан воздух, то есть внутри оставался разряженный воздух. Цилиндр сжимался, если давление повышалось, и, наоборот, расширялся, если оно понижалось. Точность измерения атмосферного давления анероидным барометром несколько ниже ртутного, но зато он безопасен, и его можно использовать в бытовых условиях.

Каким бы лёгким ни казался окружающий нас воздух, он не невесом. При нормальной комнатной температуре один метр кубический окружающей нас смеси газов имеет массу более килограмма. А учитывая высоту земной атмосферы 118 километров (правда, 80% всей её массы сосредоточены в пятнадцатикилометровом нижнем слое), имеем весьма значительное давление у поверхности планеты. Приблизительно на каждый квадратный сантиметр поверхности "давит" около одного килограмма. Не так уж и мало.

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.

В чём измеряют давление

В международной системе единиц давление принято измерять в паскалях. Один паскаль - это такое давление, при котором на один квадратный метр поверхности воздействует сила, равная одному ньютону.

Один паскаль - достаточно маленькое давление, гораздо меньше кровяного давления человека или, скажем, давления в шинах автомобилей. Поэтому указанная физическая величина чаще используется с приставкой «мега» (умножить на миллион). Так, к примеру, нормальное давление атмосферы у поверхности Земли равно 0,1 МПа или 100 000 Па.

В технике чаще используют другую величину для обозначения давления, более понятную, а именно - килограммы силы на сантиметр квадратный. В названии этой величины вполне читается и заключённый в ней смысл - сколько килограммов давит на один квадратный сантиметр поверхности.

Самыми первыми устройствами для измерения давления (до того как был изобретён барометр-анероид), были приборы, использующие вес ртути. Поэтому ещё одной единицей измерения, с успехом применяющейся до сих пор, являются миллиметры ртутного столба.

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.

БАММ

Барометр-анероид мембранный метеорологический - именно так расшифровывается название наиболее распространённого в мире прибора для измерения давления. Прибор состоит из нескольких мембранных камер, собранных в пакет. Из них откачан воздух.

Так как давление внутри камер нулевое, атмосферное давление, изменяясь, сжимает их или же наоборот - позволяет расшириться за счёт упругости металла. Самые незначительные измерения толщины мембран улавливаются чувствительной стрелкой. Барометр-анероид БАММ, в отличие от древнего ртутного собрата, совершенно безопасен и гораздо удобнее в использовании.

Сам себе метеоролог

Люди, страдающие высоким или низким артериальным давлением, гипертоники, другие метеозависимые граждане, а также любители рыбной ловли чаще всего интересуются атмосферным давлением. Информация, поступающая из СМИ, имеет общий характер, поэтому куда лучше иметь собственный барометр-анероид, цена которого 5-7 тысяч рублей. Такой барометр, как правило, размещают в квартире на видном месте. Он классно смотрится на стене в кабинете охотника или рыбака между трофеями.

Кроме системы «анероид» в настоящее время широко используются электронные варианты, использующие пьезо-эффект. Цена на такой прибор на порядок ниже (может стоить меньше тысячи рублей). Его удобнее носить в рюкзаке, рыболовном ящике -это настоящая метеостанция в кармане.

Прибор представлял собой полую стеклянную трубку, закрытую с одного конца и заполненную ртутью, которая была опущена открытым концом в сосуд с ртутью. Давление воздуха на открытую поверхность ртути уравновешивало давление столба ртути в трубке, и уровень ее оказывался на определенной высоте – около 760 мм. ртутного столба. Безусловно, такой прибор был громоздким и хрупким и не мог иметь широкого применения в морской практике.
Дальнейшее усовершенствование барометра шло по пути отказа от ртути и использования герметичных емкостей с вакуумом внутри, и в 1847 году первый барометр анероид был сконструирован другим итальянцем Люсьеном Види. «Анероид» означает без жидкости. Этот тип барометров используется в морском деле по сей день.

Барометр-анероид

Схема работы барометра-анероида

«Сердцем» инструмента является герметичный гофрированный металлический цилиндр (сильфон), из которого частично откачан воздух. Когда внешнее давление воздуха изменяется, этот цилиндр расширяется или сжимается и это движение передается через систему рычагов и нить на ось вращения стрелки, которая и показывает нам давление на шкале значений. Прибор помещен в корпус со стеклом над шкалой
Другой, полезный в метеорологии прибор называется барограф. Это тот же барометр анероид, который может записывать чернильной линией значения давления за определенный период (обычно неделя) на бумажную ленту, обернутую вокруг барабана с часовым механизмом.

В анероиде жидкости нет (греч. «анероид» – «безводный»). 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. Как и у сифонного ртутного барометра (рис. 1), на шкале анероида могут быть сделаны надписи («дождь», «переменно», «ясно», «очень сухо»), указывающие на погодные условия.

Барограф

Преимуществом этого прибора является то, что по этой линии мы можем напрямую наблюдать так называемую барограмму - изменение давления с течением времени, что на самом деле интересует нас больше всего.

Барограмма – график барической тенденции

Это очень ценная информация для прогноза погоды. Имея на борту корректно работающий барограф (что не так просто для малых яхт), вы будете избавлены от необходимости постоянно записывать показания барометра в журнал, а затем по ним строить кривые барической тенденции.
Продолжая разговор о барометре как приборе, необходимо отметить, что в последнее десятилетие на рынке появились электронные барометры разных размеров и точности. Есть даже барометры и барографы, встроенные в ручные часы. Одни из них работают по принципу обычного анероида, но без механической системы рычагов, а измеряя изменение емкости электрического конденсатора, пластины которого находятся в торцах гофрированного цилиндра. Другие используют иной принцип, измеряя давление воздуха на чувствительный кристалл.