Барометр. Что и как измеряет. Для чего нужен барометр

На задней стороне каждого барометра имеется регулировочный винт. Рекомендуется регулярно регулировать прибор, чтобы сделать его более точным.

Что такое барометр, как им пользоваться и кто его изобрел?

Барометр был изобретен в 1641 году итальянским математиком и естествоиспытателем Джованни Баттиста Вариани (это была конструкция на основе воды). Несколько лет спустя, в 1644 году, Эванджелиста Тричелли изобрел первый ртутный барометр.

Основная функция барометра — показывать состояние атмосферного давления. Как происходит этот процесс? Прибор оснащен внутренней ртутной колонкой. При контакте с силой, действующей со стороны воздуха, ртуть перемещается по ступенчатой шкале и останавливается на относительном значении, соответствующем давлению.

Развитие технологий повлияло на сектор барометров, и теперь лучшие производители предлагают приборы всех типов и размеров, работающие без ртути, которая признана токсичным загрязняющим металлом. Поэтому ртутные модели стали частью истории, их легко найти в музеях, а на рынке появились устоявшиеся аналоговые и цифровые устройства.

Аналоговые или механические конструкции без жидкости (обычно называемые Anero) в основном сделаны из металла и используют давление воздуха с пружиной. Это приводит в движение рычаг, который, сжимаясь, показывает погоду. Для получения результата не требуются электронные схемы или батарейки. Именно на этом сосредоточена данная оценка.

Однако существует новый цифровой корпус, последняя версия этих измерительных приборов. Их особенность: они используют встроенный электронный датчик, а показания выводятся на экран. Популярность этих моделей обусловлена наличием множества полезных опций: часы, будильник, термометр, дневник фаз луны, гигрометр, барометр и т.д. Эти устройства относятся к категории метеостанций, но некоторые модели включены в топ-лист из справочных соображений.

Что такое барометр?

Барометры — это приборы, измеряющие атмосферное давление. Над поверхностью Земли находится слой атмосферы толщиной в несколько километров. Смесь газов, составляющих атмосферу, хотя и легка, но в таких огромных количествах оказывает специфическое давление на поверхность Земли. Мы не замечаем этого, потому что наши тела так хорошо к этому приспособлены, но мы можем измерить величину атмосферного давления.

Первые измерения атмосферного давления были сделаны с помощью очень простого измерительного прибора — тонкого стеклянного сосуда, содержащего ртуть. Труба толщиной 1 мм имеет длину ровно 1000 мм или 1 метр.

Если перевернуть трубку вверх дном с герметичным концом и открытым концом, часть ртути экспортируется и остается внутри. Ртуть будет вытекать до тех пор, пока давление внутри трубки не уравновесится. Если высота столба ртути измеряется на трубке, то это значение можно считать атмосферным давлением. При нормальных погодных условиях это составляет 760 мм ртутного столба. Это отметка ртутного барометра. Вода, спирт и т.д. Однако в качестве жидкости, заполняющей трубу, принято считать ртуть.

Более удобным и точным в своих показаниях является так называемый безводный барометр или безводный барометр. Он измеряет давление с помощью тонкой жестяной герметичной коробки с эвакуированной воздушной секцией.

Под воздействием атмосферного давления стенки коробки прогибаются, растягиваются или сжимаются под действием пружины, к которой прикреплена рука на другом конце. Циферблат показывает, насколько изменилось атмосферное давление относительно базовой линии.

Особенности барометра, как читать показатели

Точка отсчета на шкале барометра обычно составляет 750 мм рт. ст., что является средним значением нормального атмосферного давления в ясную погоду. Это означает, что движение вниз или вверх измеряется от этой точки. Цены могут варьироваться в зависимости от местных условий и средних региональных цен. В горных районах линии отличаются.

Недостатком барометров является то, что они не могут на 100% предсказать осадки, погоду, время начала и продолжительность. Слишком много факторов могут повлиять на точность, включая температуру, влажность, высоту, рельеф местности и ветер. Чем сильнее и сильнее стрелка движется вверх и вниз, тем выше вероятность предсказания и тем быстрее оно появляется.

На метеостанциях показания барометров обновляются с помощью данных со спутников, статистики и измерителей вышеперечисленных факторов. Еще один относительный недостаток: дальность действия барометра ограничена (примерно до 30 км, в циклоне, урагане может быть больше).

Поэтому, чем выше движется столб жидкости или чем выше ползут стрелки, тем больше осадков можно ожидать: от пасмурной погоды до дождя, грозы и молний. Чем выше трафик, тем раньше появится погода. Однако это общее правило. Ниже приведены нюансы.

На шкале фабричных изделий есть не только цифры, но и соответствующие метки (солнечно, туманно, дождливо, гроза и т.д.), которые можно скопировать на импровизированные изделия (картинки можно найти в интернете).

Для рыбаков толкование обычно следующее

• столбик поднимается постепенно — ясная устойчивая погода, но надо учесть, что каждая рыба имеет свои нюансы поведения. А в общем, это к хорошему клеву. Но если показатель уже высокий или чрезмерно быстро увеличивается, рыбалка может не быть успешной;
• при низкой величине (пасмурно, дождь) активны хищные рыбы, при повышенной — мирные виды плывут к берегу и активно питаются.

Более удобным и точным в своих показаниях является так называемый безводный барометр или безводный барометр. Он измеряет давление с помощью тонкой жестяной герметичной коробки с эвакуированной воздушной секцией.

Классификация и виды

На практике используются три типа барометров, принцип действия которых отличается в определении атмосферного давления.

• Ртутный барометр. Он состоит из вертикальной стеклянной трубки, выполненной в виде откалиброванной шкалы. Верхний конец этой трубки запаян, а другой конец находится в маленькой чашке с ртутью. Ртутные барометры часто используются на уроках физики в школах. По аналогичному принципу действует и менее точный водный барометр, только объём трубки заполняется не опасной для человека ртутью, а подкрашенной водой.
• Барометр-анероид. Он не содержит жидкости и состоит из небольшой гибкой металлической коробки, называемой анероидной капсулой, которая изготовлена ​​из сплава бериллия с медью. Металлическая коробка плотно закрыта, поэтому изменения атмосферного давления за пределами коробки вызывают расширение или сжатие пружин внутри коробки.
• Электронный барометр цифрового типа, который широко используется в современных домашних и профессиональных метеостанциях, а также в различных современных приборах. Он состоит из чувствительного узла обнаружения, который реагирует на изменение давления воздуха.

Кроме того, существуют импровизированные барометры, которые дают удовлетворительные результаты для реальных наблюдений за погодой.

Как работает барометр?

Ртутные барометры показывают изменение положения столба ртути в определенном месте (0 — атмосферное давление на уровне моря). Во время деятельности физического циклона давление снижается, соответственно уменьшается и высота ртутного столба. По мере того как циклон сменяется более высоким атмосферным давлением, низкое атмосферное давление сменяется более высоким атмосферным давлением, и уровень ртути в стеклянной трубке повышается.

В барометре-анероиде переменное давление является мерой линейного расширения материала исполнительного элемента. Существует целый класс сплавов с несколькими различными значениями коэффициента линейного расширения. Наиболее часто используемыми марками являются немагнитный и коррозионностойкий никелевый сплав 36НХТЮ (ЭИ702) или бериллиевая медь brB2.

Такое же качество сплава используется в электронных датчиках записи барометра, где эффект от изменения их размеров отображается на экране. Эти счетчики также учитывают изменения температуры. Это, в свою очередь, влияет на электропроводность материала. Переменная емкость влияет на силу тока, проходящего через датчик, который регистрирует изменения давления воздуха.

Таким образом, ртутные барометры, анемоидные и цифровые барометры работают по одному и тому же принципу естественного расширения и сжатия в ответ на температуру окружающей среды, но по-разному.

Как пользоваться барометром?

Точность показаний зависит не только от устройства, но и от того, где оно размещено и в каких условиях эксплуатируется. При настройке барометра важно помнить следующее

1. Всегда размещайте барометр в затенённой зоне, вдали от источников тепла.
2. Избегайте областей, которые подвергаются воздействию ветра или сквозняков.
3. Прибор следует располагать на устойчивой ровной поверхности (это особенно важно для ртутных и водных барометров)

Некоторые типы бытовых барометров (например, UTYOS BTK-CH) отличаются не только высокой точностью, но и привлекательностью, поэтому их часто используют в качестве декоративных элементов в интерьере. Конструкция включает стрелку, движение которой позволяет пользователю понять интенсивность изменения давления.

Конструкция барометра БАММ-1 более простая и предназначена для использования на метеостанциях. Он не имеет пружин и менее требователен к условиям эксплуатации. Точность находится на уровне электронных барометров.

Контрольный барометр М-67 оснащен дисплеем, который обеспечивает более точную информацию о показаниях, но его компоновка требует только горизонтальных рабочих мест, что не всегда удобно.

Люди, которые долгое время живут в определенном районе, часто чувствуют себя комфортно при изменении характерного давления. Периодические колебания атмосферного давления могут вызывать головные боли, снижение работоспособности и веса даже у здоровых людей.

Немного истории

Барометр — это измеритель давления воздуха в атмосфере. Эксперимент ученого, который изобрел барометр, заключался в том, чтобы выяснить, как атмосфера давит на поверхность сферы. Для этого он получил полую стеклянную трубку. В нем была дыра с одной стороны. Ученый наполнил его ртутью. Затем, закрыв конец, он перевернул бутылку, поместил ее в чашку с той же жидкостью и освободил отверстие. Часть наполнителя была залита, часть осталась в трубке и остановилась на отметке 760 мм. В пробирке над жидкостью была создана пустота.

Ученые поняли зачатки барометра. Это объясняется тем, что атмосфера оказывает давление на поверхность жидкости в бассейне, заставляя ртуть в столбе подниматься или опускаться. Колебания жидкости зависят от интенсивности атмосферного давления. Также было замечено, что на атмосферное давление влияют различные погодные условия. Однако существуют рудиментарные барометры, когда они объединены с приборами ученого.

Виды барометров

Метеорологические службы продолжают использовать ртутные барометры на основе приборов Торричелли. Эти измерители считаются наиболее точными и надежно показывают изменения барометрического давления. Однако ртуть опасна для здоровья. Поэтому трубку с жидкостью помещали в латунную коробку с отверстием и наблюдали за изменениями в колонке. Устройство было названо барометром Station Cup.

Существуют барометры, называемые «анатомическими» барометрами. Они не содержат жидкости. Анероидные барометры состоят из специальной чувствительной коробки в приборе. В нем содержится разбавленный воздух. В зависимости от степени атмосферного давления, барометрическая коробка, уменьшение или увеличение устанавливает стрелку, от которой она зависит. Это указывает на текущую цену.

Как пользоваться барометром?

Если у вас дома есть простая модель для домохозяек, вы можете легко узнать текущее барометрическое давление. Посмотрите на стрелку на измерителе: значение, которое она показывает, — это индекс давления. Шкала также имеет дополнительные индикаторы, такие как грозы, пасмурная погода, переменная облачность, дождь и засуха.

Некоторые приборы имеют два маркера. Один из них перемещается независимо, изменяя давление связанного с ним редуктора, в то время как другой неподвижен и может быть независимо указан. Это своего рода «предсказатель» на ближайшее будущее. Если он соответствует указанным стрелкам, вы можете посмотреть, уменьшится или увеличится давление через несколько минут. Появляется стрелка вверх или вниз.

Очень важно знать, как использовать барометр на людях, не зависящих от погоды, так как он чувствителен к климатическим условиям. Перед изменением климатических условий начинает меняться давление. Следуя этим изменениям, вы сможете подготовиться заранее.

Для удобства анекдоты обычно имеют два индикатора на циферблате. Один индекс является инженерным и показывает текущее атмосферное давление, а другой может свободно вращаться от винта на фасаде. Это стрелка примечания (иногда ее называют «стрелкой закладки»). Черная рука обычно является основной, а золотая — закладкой или памяткой.

Обзор типов

Через два столетия после изобретения первого барометра его внешний вид претерпел значительные изменения. Современные барометры — это не хрупкие стеклянные емкости, наполненные ртутью, а твердотельные органы, которые люди используют для решения самых разных задач в различных бытовых условиях, а также в повседневной жизни.

Электронный

Современные барометры чаще всего встречаются в цифровом исполнении, также называемые электронными барометрами. Конструкция устройства заключается в преобразовании данных анероидного барометра в цифровой сигнал, который отображается на дисплее с помощью микропроцессора. Электронные барометры могут быть встроены в телефоны, часы или просто имеют компактные размеры и могут использоваться как автономные устройства, необходимые в походе, на рыбалке или на природе. Электронные барометры не требуют регулярной настройки, но батарейку необходимо регулярно менять, и если этого не делать, прибор становится непригодным для использования.

Механический

Барометры этого типа наиболее популярны благодаря своей высокой точности. Его механизм очень сложен, и устройство выглядит как круглые карманные часы, хотя существует и настольная версия с правильной угловатой формой. Внутри герметичного корпуса находится мембрана, уплотненная воздушным вакуумом. Мембрана изготовлена из тонкого олова и чувствительна к сжатию корпуса. При повышении атмосферного давления внешняя стенка устройства сжимается, а внутренняя мембрана получает импульс.

Когда давление уменьшается, стенки устройства расширяются. К устройству прикреплен механизм, чувствительный к колебательным волнам, обозначенный стрелкой и шкалой градиента.

Механический барометр требует регулярной настройки с помощью регулировочного винта, но остается востребованным благодаря своему привлекательному внешнему виду и не требует регулярной замены батарейки.

Ртутные

Принцип работы ртутного барометра заключается в повышении или понижении уровня ртути по сравнению с делительной шкалой. Поскольку и сегодня эти органы максимально точны, каждая метеостанция оснащена ртутным барометром, а давление традиционно измеряется в миллиметрах ртутного столба — средний уровень барометрического давления составляет 760 мм рт. ст. В домашних барометрах также может использоваться ртуть, но они не получили широкого распространения, поскольку эти приборы представляют опасность для здоровья при неосторожном обращении.

Жидкостные

Органы, использующие жидкости, сегодня трудно найти. Они могут определять атмосферное давление с большой погрешностью, поэтому спрос на них невелик. Суть их работы основана на уравнении уровня жидкости, связанном с измерительной шкалой. Проблема этих устройств и их неточного функционирования заключается в том, что заполненная жидкость может испариться или иметь другую плотность. В наиболее распространенных жидкостных барометрах используется вода или глицерин. Жидкости могут быть окрашены специальными красителями, что не добавляет им точности, а воспринимается как декоративный эффект.

При покупке барометра следует учитывать, что это не метеостанция, которая может предсказать точные параметры погоды. Барометрические данные не могут быть использованы для определения температурного фона, направления воздушного фронта или осадков. Метеорологические станции имеют ряд специальных приборов для определения этих данных. Использование барометров может помочь рыбакам узнать, улучшатся или ухудшатся погодные условия. Уровень прибыли.