Barometer je naprava za merjenje atmosferskega tlaka. Lahko se uporablja za napovedovanje vremena. Naprava lahko zajema podatke o atmosferskem tlaku v zaprtih prostorih ali na prostem. Tudi v letalstvu se podobne naprave uporabljajo za določanje višine leta nad morsko gladino. Norma velja za atmosferski tlak 760 mm Hg pri temperaturi +15 stopinj.
Vrste barometrov
Obstaja več vrst barometrov:
- Merkur.
- Tekočina.
- Mehanski.
- Elektronski.
Merkur
Barometer z živim srebrom je bil prvi izumljen. Njegov tvorec je italijanski fizik Evangelisto Torricelli, ki je leta 1844 v živosrebrno ploščo postavil navpično nameščeno epruveto s polnilnim vratom navzdol. Opazili so, da se raven živega srebra v bučki spreminja glede na vremenske razmere. Znanstvenik je primerjal podatke in prišel do zaključka, da na ta indikator vpliva zračni tlak. Zasnova, ki jo je uporabil, je bila zelo natančna, vendar je bila neprijetna. Poleg tega je živo srebro škodljivo za zdravje, zato je njegova uporaba tako velike količine, napolniti krožnik in biti na na prostem ni varno. Živosrebrni barometri so zelo natančni, zato so še danes na voljo naprednejše modifikacije. Uporabljajo se na meteoroloških postajah za spremljanje vremena.
Tekočina
Tekočinski barometri vklopljeni ta trenutek praktično nikoli ne pride. Imajo veliko napako, zato je na podlagi njihovih podatkov precej težko oceniti vreme. V takih napravah se meritev izvaja z izenačitvijo stolpca tekočine. Težava takih naprav je, da se snovi, ki jih polnimo, ob spremembi temperature obnašajo drugače, kar spremljajo velike napake. Ena najbolj znanih modifikacij tekočih barometrov so glicerinski modeli. Uporabljajo barvni glicerin, ki daje atraktiven dekorativni učinek.
Mehanski
Mehanski barometri so najbolj priljubljeni. So veliko bolj kompaktni kot prvi dve kategoriji. Poleg tega so mehanski instrumenti precej natančni. Takšne naprave je težko izdelati in so za razliko od naprav z živim srebrom popolnoma varne. Zunanje ohišje takšne opreme spominja na klasično okroglo uro, obstajajo pa tudi pravokotni namizni modeli. V notranjosti ohišja je votla posoda iz dveh kositrnih membran. V posodi se ustvari vakuum, njene stene pa so varno zaprte. Zaradi odsotnosti zraka se membrane močno odzivajo na spremembe atmosferskega tlaka. Ko se poveča, se skrčijo, in ko se zmanjša, nasprotno, nabreknejo.
Na posodo je povezan občutljiv mehanizem, ki je sestavljen iz več rok. Njegova naprava vam omogoča snemanje miniaturnih sprememb prostornine škatle z vakuumom in ustvarjanje nihanj igle z lestvico, na kateri so označeni indikatorji tlaka. Občutljiv mehanizem se ostro odzove na kakršne koli spremembe prostornine posode. Največja odstopanja Prostornina škatle v stisnjenem in napihnjenem stanju redko presega en milimeter. Hkrati naprava, ki te premike prenaša na puščico, poveča spremembe za 90-krat, kar zagotavlja visoko natančnost odčitkov. Mehanske naprave so lahko kompaktne, ki jih lahko nosite v žepu, ali namizne.
Elektronski
Elektronski barometri so zelo natančni in kompaktni instrumenti. Prav tako temeljijo na vakuumski škatli, vendar se odčitki odčitavajo zahvaljujoč občutljivim senzorjem. Ta oblika vključuje tudi mikroprocesorsko enoto. Odčitki so prikazani na zaslonu s tekočimi kristali. Ena od značilnosti takih naprav je, da pogosto združujejo več naprav hkrati. Delujejo lahko ne samo kot barometer, ampak tudi kot termometer, kompas in ura. pogosto elektronske naprave Izdelane so v nepremočljivem ohišju, zato jih kupujejo ribiči in turisti. Kot veste, je ugriz rib v veliki meri odvisen od atmosferskega tlaka. Občutljivi so na njegove nenadne spremembe. Zahvaljujoč barometru lahko ugotovite, ali bo ugriz ali ribolov bolje odložiti. Če tlak močno pade, riba nerada sprejme vabo.
Zakaj potrebujete barometer?
Za natančno merjenje atmosferskega tlaka se uporablja barometer. Izraža se v fizična enota– milimetrov živega srebra. Na podlagi teh odčitkov je mogoče oceniti nadaljnje spremembe vremenskih razmer v primerjavi s podatki o tlaku, pridobljenimi prejšnji dan ali več ur. Dejstvo je, da atmosferski tlak neposredno vpliva vreme.
Če se nivo na določenem območju zniža, pridejo zračni tokovi iz drugega območja. Tako nastane veter, ki hkrati prinaša močne deževne oblake. Posledično je padavine enostavno napovedati z uporabo barometra. Če se tlak začne povečevati, to pomeni, da se bodo zračni tokovi, ki obstajajo na določenem območju, premaknili na drugo območje, kjer se tlak zmanjša. Ob tem bodo odstranili oblačnost, zato bo vreme sončno. Tako višji kot je tlak, bolj suho vreme pričakujemo.
Zelo pogosti so instrumenti s posebnimi oznakami na skali, ki označujejo vremenske razmere, ki jih je treba pričakovati, ko je puščica usmerjena na določen indikator. Pri najnižjem tlaku lahko napišemo "nevihta" ali narišemo ustrezno sliko. Za največ visok pritisk uporabljen je izraz "sush" ali upodobljeno žgoče sonce. Upoštevati je treba, da se kazalniki lahko razlikujejo glede na temperaturne razmere. Zaradi tega je ta oznaka nenatančna, vendar daje grobo predstavo o tem, kaj lahko pričakujemo od vremena.
Kako uporabiti
Treba je razumeti, da barometer ni naprava, ki bi lahko natančno napovedala vremenske razmere ali določila pričakovano temperaturo ali količino padavin. Samo na podlagi podatkov, pridobljenih s to napravo, je nemogoče ugotoviti, kateri zračni tokovi bodo prišli iz sosednjih ozemelj. Za napovedovanje vremena meteorologi poleg podatkov barometrov uporabljajo še številne druge informacije, zaradi katerih je napoved natančnejša.
Z uporabo barometra lahko samo napovemo, v katero smer se bo vreme spreminjalo. Bo bolje ali slabše? Ljudje, ki so občutljivi na spremembe atmosferskega tlaka, z barometrom ugotavljajo spremembe v svojem počutju.
Če v zimski časČe se tlak dvigne, potem pričakujte zmrzovanje, če se zniža, pa bo otoplitev in hitre padavine. Poleti dvig tlaka kaže na pričakovano vročino in sušo. Zmanjšanje nakazuje hlad in skorajšnji dež. Tudi po intenzivnosti sprememb odčitkov atmosferskega tlaka je mogoče približno oceniti možne spremembe vremena. Torej, če se tlak postopoma zmanjšuje, potem čez dan ciklon z slabo vreme. Najverjetneje bodo padavine in močan veter. Ob zelo močnem padcu tlaka bo prišla hladna fronta, ki jo bodo spremljale nevihte in nevihte. V tem primeru čas pred začetkom običajno ne presega 2 uri. Če se je tlak ustalil in ohranil na enakem nivoju, potem lahko pričakujemo zmanjšanje jakosti vetra in prenehanje padavin.
Za napovedovanje vremenskih sprememb je treba občasno spremljati nivo tlaka, ki ga kaže barometer. To je treba storiti vsaj dvakrat na dan. Če se vreme močno spremeni, se intenzivnost meritev izvaja vsake 2-4 ure.
Izvajanje nastavitve
S pojavom elektronskih barometrov je potreba po prilagajanju izginila, vendar je na trgu še vedno veliko mehanskih modelov, ki jih je treba občasno prilagajati. Uporabniki še vedno raje kupujejo mehanske barometre zaradi njihovega bolj predstavljivega videza in nepotrebne namestitve. Raje imajo tudi zbiratelji, ki zbirajo barometre mehanski modeli. Da bi naprava kazala točne podatke, jo je treba prilagoditi, kar traja le nekaj minut.
Najprej morate ugotoviti točen pritisk, ki ga opazite na določenem območju v času prilagajanja. To lahko storite tako, da obiščete spletno stran najbližje vremenske postaje ali pa si ogledate poročila, ki jih občasno predvajajo televizija in radio. Če imate resnične kazalnike obstoječega atmosferskega tlaka, ki je bil posnet na visoko natančnem živosrebrnem barometru, lahko podatke primerjate s tistimi, pridobljenimi na lastni mehanski napravi.
Če se podatki razlikujejo, obrnite napravo in poiščite nastavitveni vijak na zadnji steni. Z izvijačem ga morate priviti navznoter ali izven, dokler puščica ne doseže indikatorja, ki ga je napovedala vremenska služba. Če vijaka ni, proizvajalec ponuja drugo možnost nastavitve. Dovolj je le, da rahlo obrnete lestvico in pod puščico zamenjate želeni indikator.
Barometer je naprava za merjenje atmosferskega tlaka. V higienskih raziskavah so najpogostejši kovinski barometri aneroidi in tekočinski barometri - živosrebrni.
IN aneroidni barometer nihanja atmosferskega tlaka zaznava okrogla kovinska škatla z valovitimi stenami (aneroidna škatla), iz katere je odstranjena (sl.). Elastične stene škatle se upognejo, ko se tlak poveča, in izbočijo, ko se tlak zmanjša. Stene škatle so z zobniškim sistemom povezane s kazalcem instrumenta. Slednji označuje na instrumentni skali, graduirano v milimetrih živega srebra, vrednost atmosferskega tlaka.
Živosrebrni barometer je ukrivljena steklena cev v obliki črke U, ki vsebuje; atmosferski tlak je določen z razliko v nivojih živega srebra v dolgem in kratkem delu cevi.
Za stalno spremljanje sprememb atmosferskega tlaka se uporabljajo samosnemalne naprave - barografi. Nihanje atmosferskega tlaka se zapisuje na trak, nameščen na vrtečem se bobnu.
Atmosferski tlak se običajno meri v milimetrih živega srebra (mmHg) in milibarih (mbar). 1 mbar = 0,75 mm Hg. Art., 1 mm Hg. Umetnost. = 1,33 mbar.
Barometer (iz grščine baros - teža in metreo - merim) je naprava za merjenje atmosferskega tlaka. V meteorološki in higienski praksi največja distribucija prejeli živosrebrne barometre. Obstajajo trije sistemi živosrebrnih barometrov (slika 1): skodelica (1), sifon (2) in sifon-skodelica (3).
riž. 1. Sistemi barometrov z živim srebrom. H je višina stolpca živega srebra, ki ustreza atmosferskemu tlaku.
Trenutno se uporabljajo samo barometri s skodelico in sifonsko skodelico. Pri stacionarnih skodelicnih barometrih s kompenzirano lestvico se atmosferski tlak določi neposredno iz položaja živega srebra v stekleni cevi (z uporabo lestvice, natisnjene na kovinskem okvirju barometra). Pri ekspedicijskih skodelicnih barometrih pred opazovanjem najprej s posebnim vijakom (na dnu naprave) nastavite nivo živega srebra v skodelici na ničelna točka. Pri barometrih s sifonsko skodelico se vrednost atmosferskega tlaka meri z razliko v višini živosrebrnega stebra v dolgem (zatesnjenem) in kratkem (odprtem) kraku. Barometer vam omogoča odčitavanje z natančnostjo 0,05 mm Hg. Umetnost. Z vijakom, na katerem leži usnjeno dno skodelice barometra, se raven živega srebra v kratkem (odprtem) kolenu pripelje na ničelno točko, nato pa se odčitajo odčitki barometra. Za določanje desetin milimetra živega srebra (v higienski praksi se to zgodi razmeroma redko) se uporablja premična kovinska merilna lestvica. Najdeno številski izrazi atmosferski tlak je treba znižati na 0 ° z uporabo izračunov s posebno tabelo. Temperaturni popravki odčitka barometra so lahko precejšnji. Barometri so nameščeni stran od virov toplotno sevanje(peči, kurilne naprave, sonce), pa tudi od vrat in oken.
Kovinski aneroidni barometer je zelo priročen za opazovanje, zlasti v ekspedicijskih razmerah (slika 2). Je manj natančen od živosrebrnega barometra, s katerim se običajno kalibrira. Kovinska Bourdonova cev, upognjena v obliki podkve, ali pogosteje kovinska blazinica z valovitimi stenami, iz katere je odstranjen zrak, spreminja svojo prostornino in se deformira s spremembami tlaka. Ta deformacija se s sistemom vzvodov prenaša na kazalec, ki na skali kaže količino atmosferskega tlaka.
riž. 2. Mehanizem aneroidnega barometra (diagram): 1 - aneroidna škatla; 2 - vzmet; 3 - palica; 4 - ročična ročica; 5 - os puščice; 6 - puščica; 7 - veriga tečaja; 8 - spiralna vzmet; 9 - lestvica.
Trenutno se atmosferski tlak bolj pogosto izraža v mednarodne enote- milibarov (mb). 1 mb je enak 0,75006 mmHg. Art., In 1 mm Hg. Umetnost. ustreza 1,3332 MB. Obstajajo posebne tabele za pretvorbo milimetrov živega srebra v milibare.
Barograf je samosnemalni barometer za neprekinjeno beleženje atmosferskega tlaka. V higienski praksi se uporabljajo le aneroidni barografi (slika 3). Načelo njihovega delovanja temelji na deformaciji pod vplivom sprememb atmosferskega tlaka paketa 5-7 aneroidnih škatel, povezanih skupaj; ta deformacija se s sistemom vzvodov prenaša na snemalnik. Ko se atmosferski tlak poveča, se aneroidne škatle stisnejo in vzvod s peresom dvigne; ko se tlak zmanjša, se škatli razširita pod delovanjem vzmeti, nameščenih v njih, in pero nariše črto navzdol. Zapis tlaka se nariše s peresom instrumenta na posebnem papirnatem traku, graduiranem v milimetrih živega srebra ali milibarih, nameščenem na vrtečem se bobnu barografa. Obstajajo barografi z dnevnim in tedenskim navijanjem. Za odpravo temperaturnih učinkov na odčitke barografa so vanje vstavljeni bimetalni kondenzatorji. Barografi so nameščeni stran od grelnih naprav in zaščiteni pred direktno sončno svetlobo.
riž. 3. Barografski mehanizem (diagram): 1 - ročica snemalnika; 2 - stolpec aneroidnih škatel; 3-5 - sistem palic in vzvodov.
Barometer, napravo, ki meri zračni pritisk na okoliške predmete, je v 17. stoletju izumil izjemni italijanski znanstvenik E. Torricelli. Prvotno je bil videti kot steklena cev z oznakami, v notranjosti napolnjena z živim srebrom. V času študije je bil stolpec živega srebra 760 mm; zdaj se ta indikator šteje za raven normalnega tlaka, po katerem se ocenjuje, ali se tlak poveča ali, nasprotno, zmanjša. Ta vrsta naprave zahvaljujoč visoka stopnja natančnost in se zdaj uporabljajo na različnih vremenskih postajah in v znanstvenih laboratorijih.
Po 2 stoletjih, ko je preživel velik znesek testi in z uporabo razvoja izjemnega nemškega znanstvenika Jacoba Leibniza, inženir-izumitelj iz Francije Lucien Vidy je svetu pokazal svojo "zamisel" - izboljšan aneroidni barometer (iz grškega "aneros" - "brez vlage"), ki je bil veliko varnejši za uporabo in je imel večjo težo.
Danes obstajajo takšne sorte:
- Tekočinski barometri;
- živo srebro;
- Aneroidni barometri;
- Elektronski.
Kako deluje barometer
Navzven ima tekočinski barometer videz steklenih cevi, ki delujejo med seboj kot povezane posode v skladu s hidrostatičnimi zakoni. Polnjeni so z živim srebrom ali drugimi lahkimi tekočinami (glicerin, olje).
Skodelični barometer
Skodelica - steklena cev z zaprtim koncem in skodelico; odčitki tlaka se določijo z merjenjem višine stolpca tekočine, ki se začne od nivoja skodelice in konča na oznaki zgornjega meniskusa.
Sifonski barometer
Sifon - cev z zaprtim dolgim koncem, sifonska skodelica - dve cevi, ena odprta, druga zaprta + skodelica, v njih se odčitki zračnega tlaka določijo z določitvijo razlike v nivojih stolpca tekočine v prvem in druga cev.
Živosrebrni barometer
Živosrebrni barometer je par sporočenih posod, v notranjosti je živo srebro, vrh ene steklene cevi, dolge približno 90 cm, je zaprt, tam ni zraka. Glede na spremembe tlaka se živo srebro pod vplivom zraka v stekleni cevi dviga ali spušča, majhen plovec pa prikazuje gibanje gmote živega srebra in se ustavi na oznaki, ki označuje njegovo raven v milimetrih. Norma je živo srebro pri 760 mm Hg. Čl., odčitki nad to vrednostjo kažejo na proces povečanja tlaka, spodaj - zmanjšanje. Barometri te vrste se praktično ne uporabljajo v vsakdanjem življenju, ker je živo srebro nevarno strupena snov, je zasnova barometra precej okorna in zahteva skrbno ravnanje. Zato se pogosto uporabljajo samo v laboratorijske razmere, na različnih znanstvenih meteoroloških postajah in v industriji, kjer je pomembna absolutna točnost prenosa podatkov.
Klasični aneroidni barometer
(1 - telo; 2 - valovita votla kovinska škatla; 3 - steklo; 4 - lestvica; 5- kovinska ravna vzmet; 6 - spiralna vzmet; 7 - navoj; 8 - prenosni mehanizem; 9 - puščica kazalca)
Delovanje mehanskega aneroidnega barometra, ki ne vsebuje tekočine, temelji na principu delovanja zračnega tlaka na kovino. Na sredini naprave je škatla s tankimi valovitimi kovinskimi stenami, pod silo zraka se stene stisnejo ali sprostijo, ročica obrača puščico v eno ali drugo smer. Obstajajo stenske in namizne vrste, so zelo priročne in praktične za uporabo, zato se zelo pogosto uporabljajo doma, v pisarnah in različnih ustanovah.
Elektronski barometer
Elektronski (ali digitalni) barometer je sodobna različica te naprave, linearni indikatorji običajnega aneroidnega barometra pretvorijo v elektronski signal, ki ga obdela mikroprocesor in prikaže na zaslonu s tekočimi kristali. Je kompaktne velikosti, preprost in enostaven za uporabo, na primer za ribolov, turizem ali kot možnost poletne koče.
Trenutno že obstaja digitalna različica barometrov, ki so vgrajeni kot dodatna funkcija V Mobilna naprava ali v urah z barometrom.
Ne glede na to, kako lahek se zdi zrak okoli nas, ni breztežen. Pri normalni sobni temperaturi ima en kubični meter mešanice plinov, ki nas obdaja, maso več kot kilogram. In glede na višino zemeljsko ozračje 118 kilometrov (čeprav je 80% njegove skupne mase koncentrirane v petnajstkilometrski spodnji plasti), imamo na površini planeta zelo velik pritisk. Približno za vsako kvadratni centimeter površina "pritisne" približno en kilogram. Ne tako malo.
Kaj je pritisk
Zemljina atmosfera je izjemno nestatična. Tokovi toplega zraka, ki se dvigajo navzgor, stisnejo ohlajene, gostejše mase plinov in vodne pare bližje površini. Ker se segrevanje različnih delov Zemlje razlikuje, povzroči dvig nekaterih zračnih mas v stratosfero namesto njih pritekanje drugih iz nižjih plasti. Tako, konec določena točka zemeljsko površje v danem trenutku vedno zračne mase različne temperature, vlažnosti in sestave, kar naravno povzroča stalno spreminjanje atmosferskega tlaka.
Kaj torej meri aneroidni barometer in kakšna je narava tlaka? Dejstvo je, da so molekule plina zelo mobilni delci. So v nenehnem kaotičnem gibanju (običajno se imenuje "brownovski" po imenu odkritelja tega pojava).
Slika prikazuje določen omejen prostor, znotraj katerega so molekule plina. Niso v mirovanju. Med premikanjem in odbijanjem drug od drugega bombardirajo stene in dno cilindra ter bata. Če povečate temperaturo v jeklenki, se bodo delci plina pospešili, njihovi udarci bodo postali močnejši - tlak se bo povečal. Plin lahko stisnete tako, da na bat pritisnete silo - razdalja med molekulami se bo zmanjšala, pogosteje se bodo trčili med seboj in ob stene cilindra - tlak se bo spet povečal.
Kako se meri krvni tlak?
IN mednarodni sistem Enote tlaka se običajno merijo v paskalih. En paskal je tlak, pri katerem ena kvadratni meter površina je izpostavljena sili, ki je enaka enemu newtonu.
En paskal je dokaj majhen tlak, precej manjši od človekovega krvnega tlaka ali recimo tlaka v avtomobilskih gumah. Zato je navedeno fizikalna količina pogosteje se uporablja s predpono "mega" (pomnožiti z milijon). Tako je na primer normalni atmosferski tlak na površju Zemlje 0,1 MPa ali 100.000 Pa.
V tehniki se za označevanje tlaka pogosto uporablja druga vrednost, ki je bolj razumljiva, in sicer kilogrami sile na kvadratni centimeter. V imenu te količine je povsem jasen pomen, ki ga vsebuje - koliko kilogramov pritisne na en kvadratni centimeter površine.
Prve naprave za merjenje tlaka (preden so izumili aneroidni barometer) so bile naprave, ki so uporabljale težo živega srebra. Zato je še ena merska enota, ki se še vedno uspešno uporablja, milimetri živega srebra.
Naprave za merjenje tlaka
Pritisk je lahko resničen ali relativen (prevelik). Za merjenje pravega tlaka se uporablja aneroidni barometer. Nadtlak (to zanima ljubitelje avtomobilov, ki merijo tlak v pnevmatikah) kaže, koliko tlak v posodi presega zračni tlak okolice, in ga je relativno enostavno izmeriti. Mehanska naprava primerja notranji in zunanji pritisk. Pravi tlak je težje izmeriti, saj ga lahko primerjamo le z globokim vakuumom. Prve tovrstne naprave so bili živosrebrni barometri. Približno meter dolgo stekleno cev so napolnili z živim srebrom in jo spremenili v posodo, v kateri je bilo prav tako živo srebro.
Tekoča kovina se je pod lastno težo pomikala navzdol, nad njo je nastal vakuum, tlak so merili z razliko v nivojih živega srebra v posodi in v stekleni cevi. Za normalen tlak velja 760 mmHg.
Očitno je, da uporaba takšne naprave ni vedno priročna zaradi njene obsežnosti, pa tudi zaradi toksičnosti živosrebrnih hlapov. Čudovit izum je bil meteorološki aneroidni barometer, v katerem poseben mehanizem "primerja" atmosferski tlak z ničlo (globok vakuum), ki se ustvari v posebni zaprti kovinski posodi.
BAMM
Membranski aneroidni barometer – tako se imenuje najpogostejša naprava za merjenje tlaka na svetu. Naprava je sestavljena iz več membranskih komor, sestavljenih v paket. Zrak je bil izčrpan iz njih.
Ker je tlak v komorah enak nič, jih atmosferski tlak, ki se spreminja, stisne ali, nasprotno, omogoča, da se razširijo zaradi elastičnosti kovine. Najmanjše meritve debeline membrane zajame občutljiva igla. Aneroidni barometer BAMM je za razliko od svojega starodavnega živosrebrnega primerka popolnoma varen in veliko bolj priročen za uporabo.
Moj lastni meteorolog
Ljudje, ki trpijo zaradi visoke ali nizke krvni pritisk, hipertoniki, drugi vremensko odvisni državljani, pa tudi amaterji ribolov največkrat zanima zračni tlak. Informacije, ki prihajajo iz medijev, imajo splošni značaj, zato je veliko bolje imeti svoj aneroidni barometer, katerega cena je 5-7 tisoč rubljev. Takšen barometer običajno postavimo na vidno mesto v stanovanju. Odlično izgleda na steni v lovski ali ribiški pisarni med trofejami.
Poleg aneroidnega sistema se trenutno pogosto uporabljajo elektronske različice, ki uporabljajo piezo učinek. Cena takšne naprave je za red velikosti nižja (lahko stane manj kot tisoč rubljev). Bolj priročno ga je nositi v nahrbtniku ali ribiški škatli - je prava vremenska postaja v žepu.
