Барометр что прибор какой для измерения атмосферного давления

Барометр. Виды и работа. Применение и настройка. Особенности

Барометр — это устройство для измерения атмосферного давления. С его помощью можно предсказать погоду. Прибор может снимать данные атмосферного давления находясь в помещении или на открытой местности. Также подобные устройства используются в авиации для определения высоты полета над уровнем моря. Нормой считается атмосферное давление на уровне 760 мм ртутного столба при температуре +15 градусов.

Разновидности барометров

Существует несколько разновидностей барометров:

• Ртутные.
• Жидкостные.
• Механические.
• Электронные.

Ртутные

Ртутный барометр был изобретен самым первым. Его создателем является итальянский физик Эванджелисто Торричелли, который в 1844 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 им 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. Ртутные барометры отличаются повышенной точностью, поэтому их более совершенные модификации встречаются до сих пор. Их применяют на метеорологических станциях для проведения контроля за погодой.

Жидкостные

Жидкостные барометры на данный момент практически не встречаются. Они отличаются большой погрешностью, поэтому судить о погоде основываясь на их данных довольно сложно. В подобных приборах измерение проводится за счет уравнивания столба жидкости. Проблема таких приборов в том, что заправляемые вещества ведут себя по-разному при изменении температуры, что сопровождается высокими погрешностями. Одним из самых известных модификаций жидкостных барометров являются глицериновые модели. В них применяется окрашенный глицерин, что дает привлекательный декоративный эффект.

Механические

Механические барометры самые популярные. Они гораздо компактнее, чем первые две категории. Кроме этого, механические приборы отличаются вполне достаточной точностью. Подобные устройства сложные в изготовлении и в отличие от ртутных, являются полностью безопасными. Внешний корпус такого оборудования 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 емкости 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. Механические устройства бывают как компактными, которые можно носить в кармане, так и настольными.

Электронные

Электронные барометры — это высокоточные и компактные приборы. В их основе также используется вакуумная коробка, но снятие показаний обеспечивается благодаря чувствительным датчикам. Также в этой конструкции предусматривается микропроцессорный блок. Показания выводятся на жидкокристаллический дисплей. Одна из особенностей таких приборов заключается в том, что часто они комбинируют в себе несколько устройств одновременно. Они могут работать не только как барометр, но и как термометр, компас и часы. Зачастую электронные устройства 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.

Зачем нужен барометр

Барометр применяется для проведения точного измерения атмосферного давления. Оно выражается в физической единице — миллиметрах ртутного столба. На основе этих показаний можно судить о дальнейшем изменении погодных условий при сравнении с данными о давлении, полученными в предыдущий день или несколько часов. Дело в том, что показатель атмосферного давления напрямую влияет на погодные условия.

Если уровень в определенной местности снижается, то воздушные потоки прибывают с другой территории. Именно так создается ветер, который попутно приносит тяжелые дождевые тучи. Как следствие, благодаря применению барометра несложно предсказать осадки. В том случае, если давление начинает расти, то это говорит о том, что имеющиеся на данной местности воздушные потоки переместятся на другую территорию, где давление снижено. При этом они уберут тучи, поэтому будет наблюдаться солнечная погода. Таким образом, чем выше давление, тем более сухая погода ожидается.

Весьма распространенными являются приборы со специальной разметкой на шкале, указывающей на погодные условия, которые нужно ожидать при направлении стрелки на определенный показатель. При самом низком давлении может быть написано «шторм», или нарисована соответствующая картинка. Для самого высокого давления применяется термин «суш» или рисуется палящее солнце. При этом нужно учитывать, что показатели могут меняться в зависимости от температурных условиях. По этой причине такое обозначение является неточным, но дает приблизительное понимание, что ожидать от погоды.

Как пользоваться

Следует понимать, что барометр не является устройством, которое позволяет точно предсказать погодные условия и определить ожидаемую температуру или уровень осадков. Основываясь только на данных полученных из этого прибора нельзя определить, какие воздушные потоки прибудут из соседних территорий. Для предсказания погоды метеорологии применяют помимо данных из барометров множество другой информации, что и позволяет делать прогноз более точным.

Использование барометра дает возможность лишь предсказать направление, в котором будет меняться погода. Будет ли она идти на улучшение или ухудшение. Люди, чувствительные к изменению атмосферного давления, используют барометр, чтобы определить изменение своего самочувствия.

Если в зимнее время давление повышается, то нужно ожидать заморозка, а если снижается, то будет потепление и скорое выпадение осадков. Летом повышение давления говорит об ожидаемой жаре и засухе. Снижение сигнализирует о прохладе и скором дожде. Также по интенсивности изменения показаний атмосферного давления можно приблизительно судить о возможных изменениях погоды. Так, если давление снижается постепенно, то в течение дня подойдет циклон с ненастной погодой. Скорее всего, будут осадки и сильный ветер. При очень резком падении давления прибудет холодный фронт, который будет сопровождаться штормом и грозами. При этом время до его начала обычно составляет не более 2 часов. Если давление стабилизировалось и поддерживается на одном уровне, то можно ожидать снижение интенсивности ветра и остановку осадков.

Для того чтобы предсказывать изменение погоды необходимо периодически следить за уровнем давления, которое показывает барометр. Делать это нужно минимум дважды в день. Если погода меняется резко, то интенсивность измерения проводится с периодичностью раз в 2-4 часа.

Проведение настройки

С приходом электронных барометров надобность в поведении настройки отпала, но на рынке предлагается еще масса механических моделей, которые нужно периодически подстраивать. Пользователи по-прежнему предпочитают покупать механические барометры в связи с их более презентабельным видом и отсутствием необходимости в установке батареек. Коллекционеры, которые собирают барометры, также предпочитают именно механические модели. Для того чтобы прибор показывал точные данные его нужно подстроить, на что требуется всего несколько минут.

Для начала нужно узнать о точном давлении, которое наблюдается на данной местности в момент проведения настройки. Это можно сделать, посетив сайт ближайшей метеостанции или просмотрев сводки, которые периодически озвучивают в телевизионном и радиоэфире. Имея реальные показатели об имеющемся атмосферном давлении, которое снято на высокоточном ртутном барометре, можно сравнить данные с теми, что получены на собственном механическом устройстве.

Если данные отличаются, следует перевернуть прибор, и найти на задней стенке регулировочный винт. С помощью отвертки нужно провести его вкручивание или выкручивание до тех пор, пока стрелка не займет тот показатель, который озвучила метеослужба. Если винта нет, то производитель предусматривает другую возможность настройки. Достаточно просто немного провернуть шкалу, подставив нужный показатель под стрелку.

Похожие темы:

• Термометр. Виды. Устройство. Работа. Применение. Особенности
• Метеостанция для дома. Виды. Устройство. Выбрать. Особенности
• Психрометр. Виды и работа. Применение и особенности
• Гигрометр. Виды и устройство. Работа и как выбрать. Особенности

Источник

Все о барометрах

Покупателям барометров необходимо знать все об этих полезных устройствах — в том числе то, как они работают. Дополнительные важные нюансы — как пользоваться ими, и как правильно настраивать. Отдельная актуальная тема — как выбрать прибор без ртути для измерения атмосферного давления.

Характеристика

Суть работы барометра в измерении атмосферного давления. Именно это и отражено в наименовании самого устройства. Оно восходит к корням из древнегреческого языка, буквально обозначающим «тяжесть» и «измерять». Создать первый полноценный барометр удалось знаменитому физику Эванджелиста Торричелли. Момент изобретения не случаен — как раз в первой половине XVII столетия появилось понимание сути атмосферного давления и того, как оно воздействует на различные предметы.

Необходимо понимать, что хотя разработка Торричелли и называется барометром, вполне подпадая под его современное общее определение, выглядела она совершенно иначе. Она представляла собой тарелку, в которую наливали ртуть, и специальную перевернутую отверстием вниз колбу. При повышении давления воздуха ртутный столбик поднимался, при его уменьшении — понижался. Такое строение позволяет говорить скорее не об измерительном приборе, а о датчике. Подобная система показывает, что изменяется величина давления, и только.

Оснастить ее четкими выверенными делениями невозможно или очень сложно.

Пользоваться устройством Торричелли в реальности нецелесообразно, особенно учитывая токсичность ртутных паров.

Впоследствии подобное строение (только с замкнутой трубкой) переняли термометры, а само барометрическое оборудование стало выглядеть иначе. Сегодня те или иные параметры означают стрелки (их положения) либо иным образом демонстрируемые цифры. Часто измерение давления производится в единицах барах; методы измерения давящего воздушного столба могут сильно различаться.

Серьезные недостатки барометра Торричелли преодолел немецкий исследователь Отто фон Герике. За основу своей разработки он взял уже не ртуть, а воду. Однако поскольку она недостаточно плотна, пришлось строить очень крупный прибор. Тем не менее его технических возможностей оказалось достаточно, чтобы обнаружить довольно быстро приближение мощного циклона и предупредить об опасности. К совершенствованию барометра приложил руку и английский исследователь Гук, предложивший довольно неплохую шкалу.

Но еще более важный шаг был сделан Готфридом Лейбницем, выдвинувшем идею, о которой будет сказано чуть дальше. Практически воплотить этот замысел в жизнь удалось только французу Люсьену Види в середине XIX столетия. Анероидная удобная и безопасная схема довольно быстро вытеснила почти все другие технические решения. Они остались нужны только там, где требуется измерять давление с предельной точностью, или возникают особые условия. Сейчас все барографическое оборудование проверяется на соответствие ГОСТ.

Стандарты регламентируют:

• климатические исполнения;
• суточный или недельный режим работы;
• разброс диапазона измерений;
• точность этих измерений;
• целевое предназначение;
• диапазон рабочих температур и влажности воздуха;
• применяемые конструкционные материалы и покрытия;
• порядок приемо-сдаточных и поверочных испытаний, параметры, при которых оценивается стойкость к негативным воздействиям.

Виды

Ртутные

Как уже говорилось, эта разновидность барометрического оборудования была разработана раньше остальных вариантов. Определение атмосферного давления происходит по высоте столба реагента. Движение происходит внутри особой колбы. Высокая точность делает такие устройства незаменимыми для метеорологических наблюдений и исследований. Но в домашних условиях, в промышленности и на транспорте их применять слишком опасно.

Жидкостные

Это довольно надежные безртутные, и потому абсолютно безопасные приспособления. Именно такие модели верно служили людям десятки и сотни лет. Но водяной прибор можно встретить уже только в музеях. Современная техника без ртути подразумевает использование специальных масел либо глицерина.

Стоит отметить, что иногда жидкостное устройство называют чашечным, потому что оно содержит специальную чашку (колбу), действующую по принципу сообщающихся сосудов; но есть еще сифонные и сифонно-чашечные типы.

Механические

Еще говорят, что это барометры с мембранной коробкой. Специальная полость герметична и насыщена воздухом, разреженным до строго определенного значения. Воздействие атмосферного давления меняет габариты вакуумной коробки, пусть и в очень малой степени, что и позволяет обходиться без жидкостей. Но все же измерить это изменение возможно довольно точно. Альтернативное название — безжидкостный барометр, или анероид.

Электронные

Использование электронных компонентов гарантирует высокий уровень точности. Базовая часть по-прежнему работает по анероидной схеме. Но показания коробки преобразуются в электрические сигналы. Потом их обрабатывает встроенный микропроцессор. Многие модели способны передавать информацию по каналам сетевой коммуникации.

Химические

Так называемый химический или кристаллический барометр имеет еще одно наименование — штормгласс. Основной частью устройства является стеклянная колба, наполненная спиртом. В нем растворяют нашатырь, камфору и калийную селитру. Хотя ампула герметична, в ней под влиянием давления появляются и исчезают кристаллы. По степени прозрачности можно судить о ближайших изменениях погоды:

• полностью прозрачная жидкость — ясные солнечные условия;
• крупные хлопья — существенная облачность в теплое время, снег в холодную пору;
• похожие на иглы кристаллы — наступление заморозков;
• нитевидные кристаллы у поверхности — усиление ветра.

А также есть деление на барометры:

• с градусником;

• настольные (они же портативные или переносные);

• наручные (крепящиеся на манер часов или включенные в их состав);

• установленные в мобильном гаджете.

Материалы

Их использование зависит от того, какой тип барометра имеется в виду. Так, металлический аппарат — это практически всегда анероид. Многие старинные антикварные модели были деревянными, что не мешало им, впрочем, выполнять свои функции стабильно. Сегодня тоже выпускаются деревянные и другие декоративные барометры, отличающиеся стильным внешним видом.

Если нужно выбирать не дизайнерскую разработку, а практически ценную модель, то необходимо уделить внимание устройствам со стеклянными колбами.

Принцип работы

Все такие приборы работают благодаря отображению колебаний давления в каком-либо другом физическом процессе. Так, если речь идет о жидкостных барометрах, то они измеряют атмосферное давление как сообщающиеся сосуды; в этом случае действуют законы гидростатики. В чашечном устройстве показателем является высота столбика, отсчитываемого от чашки до определенной отметки, называемой верхним мениском. Сифонный механизм предполагает наличие трубки с удлиненным закупоренным концом. В сифонно-чашечном варианте одна из трубок открыта, другая закрыта и дополнена чашкой.

Ртутная система составлена по принципу сообщающихся сосудов. Одна из трубок сверху закрыта. Там отсутствует воздух. Напор внешнего воздуха заставляет жидкость подняться либо опуститься. Все это показывается при помощи поплавка, демонстрирующего то или иное положение на шкале барометра; практически все модели используют такую единицу, как миллиметр ртутного столба.

В случае с анероидом сжатие или раскрытие коробки толкает стрелку в нужную сторону. Электронные приборы выводят показания на экран. Нормой давления всегда признают 760 мм рт. ст. Пределы измерения у обычных метеорологических барометров невелики в отличие от тех, что используются для специальных целей. Погрешность выбирается разработчиками, но должна соответствовать требованиям стандартов.

Назначение

Чаще всего барометры используют как раз для того, чтобы определить погоду. В этом качестве подобная техника служит:

• в профессиональных метеорологических центрах;
• дома, на даче, на рыбалке или охоте;
• в экспедиционных и походных условиях;
• как судовой индикатор метеоусловий посреди морской глади (иногда выпускают даже стилизованные версии в виде штурвала).

Но давление даже в одном месте и при одной погоде может сильно различаться на разных высотах. Это свойство позволяет использовать барометры для полетного контроллера летательных аппаратов, более известного в недавнем прошлом, как альтиметр. Современные версии альтиметров имеют очень малую погрешность и даже не зависят от метеоусловий. В некоторых случаях барометры применяют в лабораторных условиях — если прохождение опыта и интерпретация его результатов прямо зависят от окружающего давления. Наконец, барометрами часто пользуются и в школьных классах для учебных занятий и демонстрации измерения давления.

Как выбрать?

Разумеется, для домашних нужд нет смысла выбирать профессиональный аппарат. Он стоит довольно дорого, да и говорить о стильном дизайне не приходится. В любом случае надо обращать внимание на точность. Она отнюдь не всегда прямо зависит от цены, для личных потребностей вполне хватает и изделия бюджетного класса. Оценивать каждое легкое колебание давления в бытовой жизни смысла нет, это нужно только метеорологам.

Вполне достаточно, если можно будет судить о показателях в целом за сутки, за утро, день и вечер отдельно. Приборы могут вести измерение в гектопаскалях или миллиметрах ртутного столба. Нужно уточнить, какая единица наиболее удобна. При выборе подарочных моделей следует выяснять, насколько их изящный внешний вид соответствует реальным измерительным возможностям. А также следует определиться, нужны ли комнатные или переносные образцы.

Кроме этих параметров, надо обратить внимание на дополнительную функциональность. Она обеспечивается как цифровыми, так и аналоговыми устройствами — причем первые удобнее, а вторые традиционнее. Для начала при отсутствии опыта можно применять самые простые версии. Дополнительно учитывают репутацию изготовителя и отзывы о моделях. Разобравшись с этими пунктами, останется только обратить внимание на массу, размеры и способ установки.

Установка

Поскольку атмосферные условия внутри здания практически совпадают с уличными, или разница пренебрежимо мала, то может показаться, что установить на стену специальный настенный прибор или расположить настольный аппарат можно где угодно. Но это не так.

Разместив устройство в постоянно сырых местах, тем самым провоцируют высокую погрешность. То же самое происходит и в том случае, если повесить встраиваемый измеритель вблизи источников тепла.

Все прочие указания, в том числе и как конкретно выставить изначальное значение, можно узнать в прилагаемой инструкции.

Настройка

Любые барометры продаются в транспортном состоянии, исключающем повреждения. Потому необходимо сразу отрегулировать аппарат и правильно настроить его показания. Если расхождения с местной метеостанцией превосходят 8 мм рт. ст., часто приходится регулировать устройство дополнительно. Важно: менее значительные отличия являются вариантом нормы и могут свидетельствовать только о влиянии местной специфики и высоты здания. Подстройка производится с помощью отвертки, ширина шлица которого не превышает ширины регулирующего винта.

Конкретное расположение и позиция этого винта могут отличаться. Крутить его нужно в том направлении, в каком ближе всего находится указывающая стрелка. Делать это нужно аккуратно и без чрезмерных усилий. Кроме правильной ориентировки самой стрелки надо убедиться, что при наклоне барометр не меняет своих показаний. Обычно при правильной настройке применение устройства без дополнительной калибровки может продолжаться несколько лет.

Эксплуатация

Пользоваться в постоянном режиме исходными элементами питания (если речь об электронном устройстве) не рекомендуется. Это всегда самые дешевые модели батареек, которые часто текут и плохо держат заряд. Их и используют только для демонстрационных целей. После первоначальной настройки прибора в соответствии с инструкцией по применению и проверки на работоспособность батарейки придется заменить. В инструкции же прописано, как часто заниматься поверкой барографа, и что при этом нужно делать.

Стоит отметить, что не так уж и важно, смонтировано ли устройство в часах или отдельно.

Домашние приспособления могут спокойно и эффективно работать, выдавая довольно точные значения только в диапазоне от 700 до 800 мм рт. ст., и строго на высоте не более 300 метров над уровнем моря.

В среднем суточный ход давления в районе 10 утра и 10 вечера достигает максимального значения. Минимумы же чаще всего наступают в 4 утра и 4 дня. Если вдруг это правило нарушено, значит, назревают серьезные метеорологические изменения.

Передвигаясь вместе с барометром (на охоте, на рыбалке, в походе или поездке), необходимо всегда вводить поправку на высоту местности. Давление от 765 мм рт. ст. позволяет обычно рассчитывать на сухую безоблачную погоду. Ее стабильность повышается при росте давления. Наоборот, понижение этого показателя свидетельствует о скором выпадении осадков. Быстрое поднятие и столь же быстрое последующее падение обычно говорит о резкой неустойчивости метеоусловий, о противоборстве теплых и холодных воздушных масс.

Желательно следить, чтобы устройство находилось при температуре от 18 до 22 градусов. Лучше, если относительная влажность воздуха будет составлять 20-40%. Лишь в этом случае гарантируется наибольшая точность замеров. Стабильный уровень давления, не претерпевающий долго изменений, говорит о том, что погода в ближайшие 3-6 часов меняться не будет. Конечно, ронять измерительный прибор нельзя, его лучше оберегать от ударов.

Источник