Атмосферное давление измеряют: Описание приборов измерения атмосферного давления

Описание приборов измерения атмосферного давления

Давление воздуха изменяется в широких пределах. Если оно больше 760 миллиметров ртутрного столба, то считается повышенным, если меньше – то пониженным.

Наблюдения за изменением атмосферного давления позволяют предсказывать погоду. Например, при повышении давления в зимний период погода становится морозней, а летом – жаркой. Пониженное атмосферное давление способствует появлению облачности, выпадению осадков. Поэтому постоянно знать величину атмосферного давления и контролировать его изменения необходимо не только ученым, медикам, но и всем нам.

Атмосферное давление

Атмосферное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба, а также в Паскалях и гектоПаскалях. Принято считать нормальным давление, которое равно 760 мм рт. ст. (1013,25 гПа) .

Атмосферное давление, как правило, изменяется в зависимости от изменений погодных условий. Зачастую давление падает перед ненастной погодой, повышается – перед хорошей. Ведение учета изменения давления позволяет определить перемещение циклонов и направление ветров.

На самочувствие человека, проживающего долгое время в определенной местности, изменение характерного давления зачастую не влияет. В случаях, когда происходят непериодические колебания атмосферного давления, даже у здоровых людей появляется головная боль, падает работоспособность и ощущается тяжесть тела.

Изменение атмосферного давления также влияет на многие технологические процессы. Например, при переработке нефтепродуктов, где давление является одним из основных контролируемых технических параметров; хлебо-булочное производство, где показания давления сильно влияют на влажность полуфабрикатов из теста; в авиационной промышленности это очень важный параметр, оказывающий влияние на сроки и условия эксплуатации.

Приборы для измерения атмосферного давления

На сегодняшний день существует несколько видов барометров, с помощью которых осуществляют измерение давления воздуха:

  • Ртутный сифонный барометр – представляет У-образную, наполненную ртутью трубку с открытым и запаянным концом.
  • Ртутный чашечный барометр – состоит из вертикальной, наполненной ртутью трубки, верхний конец которой запаян, а нижний находится в специальной чашечке с ртутью.
  • Барометр-анероид – является безвоздушной металлической коробкой с волнообразными стенками.
  • Барограф – самопищущий прибор, который применяют для наблюдения за барометрическим давлением в определенные промежутки времени.
  • Электронный барометр – цифровой прибор, работающий по принципу обычного анероида или по принципу измерения давления воздуха на чувствительный кристалл.

Ртутные барометры являются более точными и надежными по сравнению с анероидами, по ним проверяют работу других видов барометров. Высота давления в них определяется по высоте столба ртути. Метеорологические станции оборудованы чашечными барометрами.

Измерение атмосферного давления с помощью термогигрометра

Атмосферное давление измеряется не только с помощью различных видов барометров, но и такими универсальными цифровыми приборами, как термогигрометры. Несмотря на то, что основная задача данных устройств – определение относительной влажности и температуры, они прекрасно справляются и с измерением давления воздуха, показывая максимально точные величины. Поэтому такие многофункциональные приборы приобрести намного выгоднее, чем устаревшие барометры и психрометры.

АО «ЭКСИС» предлагает Вашему вниманию огромный ассортимент электронных измерителей давления и других контрольно-измерительных приборов высокого качества и всегда по доступным ценам.  

В частности, в нашей копании Вы сможете приобрести следующие модели термогигрометров:

  • Термогигрометр ИВТМ-7 М 2-Д-В. Прибор, помимо измерения и регистрации температуры и относительной влажности воздуха и других неагрессивных газов, измеряет атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба и гПа, может регистрировать данные в энергонезависимой памяти, пересчитывать результаты измерений в различные единицы (процент относительной влажности, г/м3), осуществлять одновременную индикацию измеряемых значений. ИВТМ-7 М 2-Д-В обладает высокой степенью пылевлагозащиты (IP65), благодаря чему возможно его использование в помещениях с повышенной влажностью.
  • Термогигрометр ИВТМ-7 К-1. Прибор измеряет атмосферное давление в кПа, может пересчитывать значения различных единиц влажности, осуществлять одновременную индикацию измеряемых значений, регистрировать данные на microSD, возможно подключение различных типов первичных преобразователей.
  • Термогигрометр ИВТМ-7 Р-03-И-Д. Прибор оснащен жидкокристаллическим индикатором, предназначенным для визуального контроля значений относительной влажности, температуры и давления. Имеет малые габариты и эргономичный корпус.
  • Термогигрометр ИВТМ-7 М 6-Д (в эргономичном корпусе). Прибор измеряет атмосферное давление в кПа, может регистрировать данные на энергонезависимой карте памяти, пересчитывать результаты измерений в различные единицы, осуществлять одновременную индикацию измеряемых значений. Имеет эргономичный корпус, большой и удобный дисплей.
  • Термогигрометр ИВТМ-7 М 3-Д-В. Прибор, помимо измерения и регистрации температуры и относительной влажности воздуха и других неагрессивных газов, измеряет атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба и гПа, может регистрировать данные в энергонезависимой памяти, пересчитывать результаты измерений в различные единицы (процент относительной влажности, г/м3), осуществлять одновременную индикацию измеряемых значений. Модель ИВТМ-7 М3-Д-В предназначена для создания измерительной сети. Степень влагозащиты корпуса и датчика IP65, благодаря чему возможно его использование в помещениях с повышенной влажностью.
  • Термогигрометр ИВТМ-7 М 6-Д. Прибор измеряет атмосферное давление в кПа, может регистрировать данные на энергонезависимой карте памяти (microSD), пересчитывать результаты измерений в различные единицы, осуществлять одновременную индикацию измеряемых значений.

Все модели термогигрометров имеют интерфейс связи с ПК посредством USB, RS-232 и могут крепиться к стене.

Как измеряют атмосферное давление?

 Приборы для измерения атмосферного давления называются барометрами. Давление определяется весом столба атмосферного воздуха, давящего на данный участок поверхности Земли. Поскольку на больших высотах над уровнем моря, например, на вершине горы, слой вышележащего воздуха тоньше, атмосферное давление уменьшается с высотой. Атмосферное давление также изменяется при перемещении воздушных масс, образующих холодные и теплые атмосферные фронты. Поэтому можно предсказывать погоду по показаниям барометра.

В настоящее время применяются два основных типа барометров: ртутные и анероиды. В ртутном барометре, изобретенном в 1643 году итальянским ученым Эванжелиста Торричелли (Evangelista Torricelli), основным элементом является стеклянная трубка, заполненная ртутью, столбик которой поднимается и опускается по мере того, как атмосферное давление увеличивается или уменьшается. Барометр-анероид, похожий на тот, что показан на рисунке справа, был изобретен в 1843 году французским ученым Люсьеном Види (Lucien Vidie). Основной частью анероида является небольшая гофрированная металлическая мембранная коробка, из которой практически полностью выкачан воздух (схема внизу). При изменении атмосферного давления мембранная коробка расширяется или сжимается. Чувствительный механизм преобразует перемещение мембран в круговое движение стрелки, показывающей величину давления на шкале прибора.

Внутреннее устройство барометра-анероида

Серия рычагов внутри барометра усиливает небольшие перемещения при расширении и сжатии мембранной коробки. Большинство барометров-анероидов имеет менее 20 см в поперечнике.

Анероидный барограф

(Рисунок вверху статьи)

Тонкое пишущее перо барографа осуществляет непрерывную запись атмосферного давления на вращающемся барабане.

Барометр Торричелли

Изменение атмосферного давления заставляет ртуть в трубках подниматься или опускаться. Высота столбиков ртути зависит только от атмосферного давления, диаметр и форма трубок значения не имеют.

На уровне моря столбик ртути поднимается на 760 миллиметров.

Магдебургские полушария

Два простых металлических полушария демонстрируют существование атмосферного давления. После того как из полушарий выкачан весь воздух и в них образовался вакуум, атмосферное давление делает невозможным их разъединение.

Атмосферное давление: что за загадочный термин?

14.05.2009 15:09

Сообщая по радио о погоде, дикторы в конце обычно сообщают: атмосферное давление 760 мм ртутного столба (или 749, или 754 и т.д.). Но многие ли понимают, что это значит, и откуда синоптики берут эти данные? О том, как измеряют атмосферное давление, как оно изменяется и влияет на человека, вы узнаете из этой статьи.

Немного истории

Первым атмосферное давление измерил итальянский ученый Эванджелиста Торричелли в 1643 году. Развивая учения Галилея, Торричелли после долгих опытов, доказал, что воздух имеет вес, и давление атмосферы уравновешивается столбом воды в 32 фута, или 10,3 м.

Он пошел в своих исследованиях ещё дальше и позже изобрел прибор для измерения атмосферного давления — барометр.

Атмосферное давление, что это?

Атмосферное давление — давление атмосферного воздуха на находящиеся в нем предметы и на земную поверхность. В каждой точке атмосферы атмосферное давление равно весу вышележащего столба воздуха с основанием, равным единице площади. С высотой атмосферное давление убывает. В соответствии с международной системой единиц (система СИ) основной единицей для измерения атмосферного давления является гектопаскаль (гПа), однако, в обслуживании ряда организаций разрешается применять старые единицы: миллибар (мб) и миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.). Нормальным атмосферным давлением (на уровне моря) принято значение 760 мм ртутного столба (мм рт. ст.) при температуре 0 °С. 

Зачем его измеряют?

Измеряют атмосферное давление для того, чтобы с большей вероятностью предсказать возможное изменение погоды. Существует прямая связь между изменениями давления и изменениями погоды. Рост или понижение атмосферного давления с некоторой вероятностью может служить признаком изменения погоды. 

Изменение атмосферного давления с высотой

Газы сильно сжимаемы и чем сильнее сжат газ, тем больше его плотность и тем большее давление он производит. Нижние слои воздуха сжаты всеми вышележащими слоями. Чем выше от поверхности Земли, тем воздух слабее сжат, тем меньше его плотность и, следовательно, тем меньшее давление он производит. Так, например, когда воздушный шар поднимается над Землей, то давление воздуха на шар становится меньше не только потому, что высота столба воздуха над ним уменьшается, но еще и потому, что плотность воздуха вверху меньше, чем внизу. Так как все метеостанции, измеряющие атмосферное давление, расположены на разных высотах и полученные на них показатели чаще всего приводят к уровню моря. Делают это потому, что атмосферное давление довольно существенно убывает с высотой. Так на высоте 5 000 м оно уже примерно в два раза ниже. Поэтому для получения представления о реальном пространственном распределении атмосферного давления и для сравнимости его величины в различных местностях и на разных высотах, для составления синоптических карт давление приводят к единому уровню – к уровню моря.

 

В течение суток давление также меняется, но незначительно, т.е. имеет суточный ход. Ночью повышается, а днем в период максимальных температур понижается. Особенно правильный суточный ход оно имеет в тропических странах, где дневное колебание достигает 2,4 мм рт. ст., а ночное — 1,6 мм рт. ст. С увеличением широты амплитуда изменения АД уменьшается, но вместе с тем становятся более сильными непериодические изменения атмосферного давления.

Распределение атмосферного давления по земной поверхности обусловливает движение воздушных масс и атмосферных фронтов, определяет направление и скорость ветра.

Влияние атмосферного давления на самочувствие

На самочувствие человека, достаточно долго проживающего в определённой местности, обычное, т.е. характерное давление не должно вызывать особого ухудшения самочувствия.

Пребывание в условиях повышенного атмосферного давления почти ничем не отличается от обычных условий. Лишь при очень высоком давлении отмечается небольшое сокращение частоты пульса и снижение минимального кровяного давления. Более редким, но глубоким становится дыхание. Незначительно понижается слух и обоняние, голос становится приглушенным, появляется чувство слегка онемевшего кожного покрова, сухость слизистых и др. Однако все эти явления относительно легко переносятся.

Более неблагоприятные явления наблюдаются в период изменения атмосферного давления — повышения (компрессии) и особенно его снижения (декомпрессии) до нормального. Чем медленнее происходит изменение давления, тем лучше и без неблагоприятных последствий приспосабливается к нему организм человека.

При пониженном атмосферном давлении отмечается учащение и углубление дыхания, учащение сердечных сокращений (сила их более слабая), некоторое падение кровяного давления, наблюдаются также изменения в крови в виде увеличения количества красных кровяных телец. В основе неблагоприятного влияния пониженного атмосферного давления на организм лежит кислородное голодание. Оно обусловлено тем, что с понижением атмосферного давления понижается и парциальное давление кислорода, поэтому при нормальном функционировании органов дыхания и кровообращения в организм поступает меньшее количество кислорода.

Повлиять на погоду мы не в состоянии. Но вот помочь своему организму пережить этот тяжелый период совсем несложно. При прогнозе значительного ухудшения погодных условий, а следовательно и резких перепадов атмосферного давления, прежде всего следует не паниковать, успокоиться, максимально снизить физическую нагрузку, а для тех у кого адаптация протекает довольно сложно, необходимо посоветоваться с врачом о назначении соответствующих лекарственных средств.


© Фото — Shutterstock.com

Атмосферное давление, его виды и единицы измерения

Определение атмосферного давления весьма просто — это давление атмосферы на объекты, что находятся в ней, и на поверхность планеты. Другими словами, атмосферное давление — это давление отдельно взятого столба воздуха, что находится сверху, с площадью 1 метр квадратный.

Измерение атмосферного давления

Единицами измерения давления являются паскали, бары и миллиметры ртутного столба. Последнее применяется в барометрах (специальных измерительных приборах) и очень понятно обычным людям, поскольку барометрами пользуются многие. Многие знают, что 760 мм ртутного столба является нормальным давлением (таково атмосферное давление на уровне моря, потому оно и принято за норму). Только стоит добавить, что нормальным оно считается при температуре 0 °C.

Другая популярная единица измерения, часто применяемая в физике — паскали. Значение в 101325 Па называется нормальным давлением и эквивалентно 760 мм ртутного столба.

Ну а последняя единица измерения — бары. 1 бар = 100000 Па. В таком случае нормальным считается давление в 1,01325 бар.

Для упрощения подсчётов, в химии используется понятие стандартное атмосферное давление. Оно почти равно нормальному — 100000 Па (100 кПа) или 1 бар.

Нормальное атмосферное давление

760 мм ртутного столба барометра при температуре 0 °C — это нормальное давление. Именно такие значения выдаёт прибор на уровне моря. Именно от этого значения обычно и отталкиваются, приняв его за стандарт.

Кто-то слышал выражение одна атмосфера или три атмосферы, к примеру? Так вот, атмосферой в данном случае называют нормальное давление (то, о котором мы говорили выше). А вот давление, равное трём атмосферам, уже никак нормальным не назовёшь, ведь оно в три раза превышает норму.

Влияние атмосферного давления на погоду

Благодаря колебаниям атмосферного давления можно делать выводы о том, какая погода ожидается в ближайшем будущем. Правда, подобные прогнозы не могут похвастаться абсолютной точностью, поскольку зависит погода от многих параметров. К тому же, для разных регионов Земли характерно разное давление, из-за чего точный прогноз затруднителен.

Однако, определить ожидаемую погоду по показателям давления может любой человек. Так, если давление опускается ниже нормы, следует ожидать пасмурную, дождливую погоду. А если атмосферное давление поднимается выше нормы, следует ожидать солнечную погоду. Всё просто, не правда ли?

Правда, стоит понимать, что зимой ситуация несколько иная. Понижение давления говорит о повышенной влажности (возможно, будет снег), ожидается потепление. А повышение давления сулит нам ясную погоду, из-за чего стоит ожидать похолодания.

Понятие атмосферное давление

Вес воздуха обусловливает атмосферное давление (1 м3 воздуха весит 1,033 кг). На каждый метр земной поверхности воздух давит с силой 10033 кг. Это столб воздуха от уровня моря до верхних слоев атмосферы. Для сравнения: столб воды такого же диаметра имел бы высоту всего 10 м. Иначе говоря, собственная масса воздуха создает атмосферное давление, величина которого на единицу площади соответствует массе находящегося над нею воздушного столба. При этом уменьшение воздуха в этом столбе приводит к уменьшению (падению) давления, а увеличение воздуха — к увеличению (росту) давления. За нормальное атмосферное давление принято давление воздуха на уровне моря на широте 45° и при температуре 0°С. В этом случае атмосфера давит на каждый 1 см2 земной поверхности с силой 1,033 кг, а масса этого воздуха уравновешивается ртутным столбиком высотой 760 мм. На этой зависимости построен принцип измерения давления. Оно измеряется в миллиметрах (мм) ртутного столба (или в миллибарах (мб): 1 мб = 0,75 мм ртутного столба) и в гектопаскалях (гПа), когда 1 мм = = 1 гПа.

Давление атмосферы измеряется при помощи барометров. Существуют два типа барометров: ртутный и металлический (или анероид).

Ртутный чашечный барометр состоит из запаянной сверху стеклянной трубки, погруженной нижним открытым концом в металлическую чашку с ртутью. Столбик ртути в стеклянной трубке уравновешивает своим весом давление воздуха, действующего на ртуть в чашке. При изменении давления изменяется и высота ртутного столба. Эти изменения фиксируются наблюдателем по шкале, прикрепленной рядом со стеклянной трубкой барометра.

Металлический барометр, или анероид, состоит из герметически закрытой тонкостенной гофрированной металлической коробки, внутри которой воздух разрежен. При изменении давления стенки коробки колеблются и вдавливаются или выпячиваются. Эти колебания системой рычагов передаются стрелке, которая перемещается по шкале с делениями.

Для записи изменений давления применяются самопишущие барометры — барографы. Работа барографа основана на том, что колебания стенок анероидной коробки передаются перу, которое чертит линию на ленте вращающегося вокруг своей оси барабана.

Давление на земном шаре может изменяться в широких пределах. Так, максимальная величина атмосферного давления 815,85 мм рт.ст. (1087 мб) зарегистрирована зимой в Туруханске, минимальная — 641,3 мм рт.ст. (854 мб) — в урагане “Ненси” над Тихим океаном.

Давление изменяется с высотой. Принято считать средним значением атмосферного давления давление над уровнем моря — 1013 мб (760 мм рт.ст.). С увеличением высоты воздух становится все более разреженным и давление уменьшается. В нижнем слое тропосферы до высоты 10 м оно понижается на 1 мм рт.ст. на каждые 10 м, или на 1 мб (гПа) на каждые 8 м. На высоте 5 км оно уже меньше в два раза, 15 км — в 8 раз, 20 км — в 18 раз.

Атмосферное давление непрерывно меняется в связи с изменением температуры и перемещением воздуха. В течении суток оно повышается дважды (утром и вечером), дважды понижается (после полудня и после полуночи). В течении года на материках максимальное давление наблюдается зимой, когда воздух переохлажден и уплотнен а минимальное — летом.

Распределение атмосферного давления по земной поверхности носит хорошо выраженный зональный характер, что обусловлено неравномерным нагреванием земной поверхности, а следовательно, и изменением давления. Изменение давления объясняется перемещением воздуха. Оно высокое там, где воздуха становится больше, низкое там, откуда воздух уходит. Нагреваясь от поверхности, воздух устремляется вверх и давление на теплую поверхность понижается. Но на высоте воздух охлаждается, уплотняется и начинает опускаться на соседние холодные участки, где давление возрастает. Таким образом, нагревание и охлаждение воздуха от поверхности Земли сопровождается его перераспределением и изменением давления.

В экваториальных широтах температуры воздуха постоянно высокие, воздух, нагреваясь, поднимается и уходит в сторону тропических широт. Поэтому в экваториальной зоне давление постоянно пониженное. В тропических широтах в результате притока воздуха создается повышенное давление. Над постоянно холодной поверхностью полюсов (в Арктике и Антарктике) давление повышенное, его создает воздух, приходящий из умеренных широт. Вместе с тем в умеренных широтах отток воздуха формирует пояс пониженного давления. В результате на Земле формируются пояса пониженного (экваториальный и два умеренных) и повышенного (два тропических и два полярных) давления. В зависимости от сезона они несколько смещаются в сторону летнего полушария (вслед за Солнцем).

Полярные области высокого давления зимой расширяются, летом сокращаются, но существуют весь год. Пояса пониженного давления весь год сохраняются близ экватора и в умеренных широтах южного полушария. Иная картина в северном полушарии. Здесь зимой в умеренных широтах над материками давление сильно повышается и поле низкого давления как бы “разрывается”: оно сохраняется только над океанами в виде замкнутых областей пониженного давления — Исландского и Алеутского минимумов. Но над материками, где давление заметно повысилось, образуются так называемые зимние максимумы: Азиатский (Сибирский) и Северо-Американский (Канадский). Летом в умеренных широтах северного полушария поле пониженного давления восстанавливается. При этом обширная область пониженного давления формируется над Азией — Азиатский минимум.

В тропических широтах — поясе повышенного давления — материки всегда нагреваются сильнее, чем океаны, и давление над ними ниже. Это обусловливает субтропические максимумы над океанами: Северо-Атлантический (Азорский), Северо-Тихоокеанский, Южно-Атлантический, Южно-Тихоокеанский и Индийский.

Иначе говоря, пояса повышенного и пониженного давления Земли, несмотря на крупномасштабные сезонные изменения своих показателей, являются довольно устойчивыми образованиями.

Измерение атмосферного давления | 7 класс Онлайн

Конспект по физике для 7 класса «Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли». ВЫ УЗНАЕТЕ: Как можно измерить атмосферное давление. В каких единицах измеряется атмосферное давление. Чему равно нормальное атмосферное давление. В чём заключается опыт Торричелли. ВСПОМНИТЕ: Что такое атмосфера? Что такое атмосферное давление?

Конспекты по физике    Учебник физики    Тесты по физике


Измерение атмосферного давления.


Опыт Торричелли

Давление в жидкости и газе определяют по формуле р = pgh. Следовательно, для определения атмосферного давления необходимо знать плотность воздуха и высоту воздушного столба над поверхностью Земли. Но атмосфера не имеет чёткой верхней границы, а плотность воздуха существенно меняется с высотой. Опыт, помогающий измерит атмосферное давление, был предложен в 1643 г. итальянским учёным Е. Торричелли.

ОПЫТ ТОРРИЧЕЛЛИ

Торричелли использовал стеклянную трубку длиной около 1 м. запаянную с одного конца и наполненную ртутью. Закрыв открытый конец трубки, он перевернул ее и опустил в чашку с ртутью. После того как он открыл конец трубки, часть ртути вылилась в чашку, а часть её осталась в трубке. Высота столба ртути, оставшейся в трубке, оказалась равной приблизительно 760 мм. Над ртутью в трубке образовалось безвоздушное пространство, так как воздух там отсутствовал. Впоследствие пустота, образующаяся в трубке при опыте Торричелли, получила название «торричеллиева пустота».

Почему же вся ртуть из трубки не вылилась в чашку? Сам Торричелли предложил следующее объяснение происходящего. Сила тяжести заставляет ртуть двигаться вниз. При этом на поверхность ртути в чашке оказывает давление атмосфера Земли. Это давление по закону Паскаля передаётся без изменения в каждую точку жидкости и оказывает воздействие на ртуть в трубке снизу. Следовательно, столбик ртути перестаёт перемещаться, когда силы уравновешиваются, т. е. когда давление столба ртути на уровне, совпадающем с уровнем свободной поверхности ртути в чашке, становится равным атмосферному давлению.

ЕДИНИЦЫ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ

На практике атмосферное давление часто удобно измерять высотой ртутного столба. В этом случае единицей атмосферного давления является 1 миллиметр ртутного столба (1 мм рт. ст.). Например, если говорят, что атмосферное давление равно 770 мм рт. ст., то это значит, что воздух производит такое же давление, какое производит вертикальный столб ртути высотой 770 мм.

Найдём соотношение между этой единицей и паскалем (Па). Для этого рассчитаем давление столбика ртути высотой 1 мм:

Итак, 1 мм рт. ст. = 133,3 Па. На практике также используют специальную единицу давления — атмосферу. Одна атмосфера равна 105 Па.

Опытами установлено, что при подъёме в среднем на каждые 12 м давление уменьшается на 1 мм рт. ст.

ОПЫТ ГЕРИКЕ

В 1654 г., спустя 11 лет после открытия Торричелли, действие атмосферного давления было наглядно показано бургомистром г. Магдебурга Отто фон Герике.

Два медных полушария были соединены кольцевой прокладкой. Через кран, приделанный к одному из полушариев, из составленного шара был выкачан воздух. Давление наружного воздуха прижало полушария друг к другу настолько сильно, что их не могли разнять восемь пар лошадей.


ДЛЯ СПРАВКИ:

Евангелиста Торричелли (1608–1647) Итальянский математик и физик, живший во Флоренции.

Отто фон Герике (1602–1686). Немецкий физик, инженер и философ. Изобрёл вакуумную откачку и провёл известный эксперимент с «магдебургскими полушариями», который доказал наличие давления воздуха.

 


Вы смотрели Конспект по физике для 7 класса «Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли»: Как можно измерить атмосферное давление. В каких единицах измеряется атмосферное давление. Чему равно нормальное атмосферное давление. В чём заключается опыт Торричелли.

Вернуться к Списку конспектов по физике (В оглавление).

Пройти онлайн-тест «»

Атмосферное давление, приборы для его измерения



Мы ответим на следующие вопросы.

1. Что называют атмосферным давлением?

Воздух имеет вес и давит на земную поверхность и находящиеся на ней предметы. Сила, с которой воздух давит на земную поверхность, называется атмосферным давлением. Столб воздуха от поверхности Земли до верхней границы атмосферы давит на земную поверхность с силой равной примерно 1,033 кг/см2. В технике такую величину принимают за единицу давления и называют 1 атмосфера.

2. Кто и каким образом впервые измерил атмосферное давление?

Атмосферное давление впервые измерил итальянский ученый Эванджелиста Торричелли в 1644 году. Прибор представляет собой U-образную трубку длиной около 1 м, запаянную с одного конца и заполненную ртутью. Так как в верхней части трубки воздуха нет, то давление ртути в трубке создается только весом столбика ртути в трубке. Таким образом, атмосферное давление равно давлению столбика ртути в трубке и высота этого столбика зависит от атмосферного давления окружающего воздуха: чем больше атмосферное давление, тем выше столбик ртути в трубке и, следовательно, высота этого столбика может быть использована для измерения атмосферного давления.

3. Какие приборы используют для измерения атмосферного давления?

Для измерения атмосферного давления используют ртутный барометр, барометр-анероид и барограф (с греч. графо — пишу).

Если к трубке, подобно той, которую использовал в своем опыте Торричелли, прикрепить шкалу, то получим простейший прибор для измерения атмосферного давления — ртутный барометр.

Основной частью барометра-анероида являются круглые гофрированные металлические коробочки, которые соединены между собой; внутри коробочек создано разрежение (давление в них меньше, чем атмосферное) с увеличением атмосферного давления коробочки сжимаются и тянут прикрепленную к ним пружину; перемещения конца пружины через специальные устройства передастся стрелке, которая движется по шкале (на шкале нанесены деления и значение атмосферного давления). При повышении атмосферного давления коробка сжимается, при понижении — расширяется, эти колебания воздействуют на пружину, которая соединена со стрелкой. Стрелка показывает на круговой шкале значение давления.

Барометр-анероид является одним из основных приборов, который используют метеорологи для прогнозирования погоды на ближайшие дни, так как изменение погоды связано с изменением атмосферного давления.

Для автоматической и непрерывной записи изменений атмосферного давления используют барограф. Кроме металлических гофрированных коробочек в этом приборе имеется механизм для движения бумажной ленты, на которой нанесено сетку значений давления и дни недели. По таким лентам можно определить как менялся атмосферное давление в течение любого недели. Атмосферное давление измеряют в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.).

4. Почему атмосферное давление в разных местах неодинаковое?

На земной поверхности атмосферное давление изменяется от места к месту и во времени. Особенно важны определяющие погоду непериодические изменения атмосферного давления, связанные с возникновением, развитием и разрушением медленно движущихся областей высокого давления (антициклонов) и относительно быстро перемещающихся огромных вихрей (циклонов), в которых господствует пониженное давление. Чем воздух холоднее, тем его плотность выше. От нагревания подстилающей поверхности зависит плотность воздуха над ней. Если воздух плотный, то его масса больше, и поэтому он сильнее давит на поверхность.

5. Как изменится атмосферное давление с высотой?

С высотой атмосферное давление падает. Это связано с двумя причинами. Во-первых, чем выше мы находимся, тем меньше высота столба воздуха над нами, и, следовательно, меньший вес на нас давит. Во-вторых, с высотой плотность воздуха уменьшается, он становится более разреженным, то есть в нем меньше молекул газов, следовательно он имеет меньшую массу и вес.

Если представить столб воздуха от поверхности Земли до верхних слоев атмосферы, то вес такого воздушного столба будет равен весу столбика ртути высотой в 760 мм. Это давление названо нормальным атмосферным давлением. Таково давление воздуха на параллели 45° при температуре 0 °С на уровне моря. Если высота столбика больше 760 мм, то давление повышенное, меньше — пониженное. Атмосферное давление измеряют в миллиметрах ртутного столба (мм рт.ст).

6. Какими способами показывают на картах распределение температуры воздуха и атмосферного давления у земной поверхности?

Для анализа погоды специалисты используют карты, на которые наносятся значения метеорологических величин. Обрабатывая метеорологические карты, метеорологи соединяют пункты с одинаковыми значениями температуры воздуха и атмосферного давления линиями, которые называются — изотермами (линии одинаковой температуры) и изобарами (линии одинакового давления). Этот метод позволяет выяснить положение областей высокого и низкого давления, районы с высокой и низкой температурой.

1. Что такое атмосферное давление. Как измеряли давление атмосферы в далеком прошлом.

Впишите пропущенные слова в определение.

Атмосферное давление — сила, с которой столб атмосферного воздуха давит на земную поверхность.

На рис. 1 стрелками покажите направление и среднюю величину давления столбика ртути в трубке и столба атмосферного воздуха на поверхность ртути в чашке. (Площадь поперечного сечения трубки с ртутью равна 1см2.)

На рис. 2 подпишите значение высоты столбика ртути в трубке, если известно, что величина атмосферного давления равна 760 мм рт. ст.

Впишите пропущенные слова в описание изменения атмосферного давления над морем и над сушей в течение суток.

В утренние часы поверхность суши и моря практически не нагревается солнечными лучами.

За ночь температура приводного и приземного слоев воздуха почти остыли, поэтому заметных различий между атмосферным давлением над сушей (Рс) и над морем (Рм) нет.

Днем поверхность суши интенсивно нагревается солнечными лучами и земная поверхность отдает тепло приземному слою воздуха, который становится менее плотным.

Таким образом, над сушей атмосферное давление выше. Поверхность воды днем тоже нагревается солнечными лучами, но тепло передается в более глубокие слои и «накапливается» в водной толще. Следовательно, приводный слой воздуха менее плотный, чем приземный, нагревается, он более позже. Над морем формируется относительно низкое атмосферное давление.

Вечером, как и утром, температура воздуха и атмосферное давление над сушей и над морем практически одинаковые.

В ночное время земная поверхность (суша и море) не нагревается солнечными лучами.

Поверхность суши остывает, чем поверхность моря, отдает свое тепло приземному слою воздуха, ее температура быстрее снижается, чем температура приводного слоя воздуха. Следовательно, воздух над сушей менее плотный, чем над морем, а над сушей менее сильное, чем над морем.

2. Давление атмосферы меняется с высотой

При одинаковых условиях нагрева воздуха атмосферное давление уменьшается с высотой.

Используя текст учебника, определите значения атмосферного давления в двух населенных пунктах Земли.

Тибетский буддистский монастырь Ронгбук (основан в 1902 г.) — самое высокое место на Земле, где постоянно живут люди. Легендарный монастырь расположен на северной стороне Гималаев, уподножия Эвереста на высоте 5029 м. Через Ронгбук проходят альпинисты в базовый лагерь, откуда начинается покорение самой высокой вершины мира, горы Эверест. В лагерь приходят монахи, чтобы помолиться за смельчаков и совершить обряды.

Если на уровне Мирового океана атмосферное давление 760 мм рт., то на уровне монастыря Ронгбук 292 мм рт.

В Боливии (Южная Америка) на высоте 3660 м в Андах расположен город Ла-Пас с миллионным населением, который называют самой высокогорной столицей в мире. Официальной столицей Боливии считается небольшой городок Сукре, где находится только верховный суд страны. Фактическая столица, политический, экономический и культурный центр страны — город Ла-Пас. Здесь находятся исполнительная и законодательная власть Боливии, здание парламента, резиденция президента и министерства. Город основан в 1548 г. Испанским конкистадором Алонсо Мендосой и назван в честь примирения долго враждующих между собой испанских завоевателей.

Если на уровне Мирового океана атмосферное давление 760 мм рт. ст., то на уровне города Ла-Пас 418 мм рт. ст.

3. Как показывают температуру воздуха и атмосферное давление на карте.

Впишите пропущенные слова в определение.

Линии, соединяющие точки с одинаковыми значениями температуры воздуха, называют изотермами.

Линии, соединяющими точки с одинаковыми значениями атмосферного давления, называют изобарами.

Школа географа-следопыта

На схематичном рисунке стрелками покажите основные части барометра-анероида.

Определите величину атмосферного давления в кабинете географии, на первом и последнем этажах школьного здания. (индивидуально)

барометр | Национальное географическое общество

Атмосферное давление — индикатор погоды. Изменения в атмосфере, в том числе изменения атмосферного давления, влияют на погоду. Метеорологи используют барометры для прогнозирования краткосрочных изменений погоды.

Быстрое падение атмосферного давления означает, что прибывает система низкого давления. Низкое давление означает, что не хватает силы или давления, чтобы оттолкнуть облака или шторм.Системы низкого давления ассоциируются с пасмурной, дождливой или ветреной погодой. Быстрое повышение атмосферного давления вытесняет эту пасмурную и дождливую погоду, очищая небо и принося прохладный сухой воздух.

Барометр измеряет атмосферное давление в единицах измерения, называемых атмосферой или барами. Атмосфера (атм) — это единица измерения, равная среднему давлению воздуха на уровне моря при температуре 15 градусов по Цельсию (59 градусов по Фаренгейту).

Количество атмосфер уменьшается с увеличением высоты, потому что плотность воздуха ниже и оказывает меньшее давление.По мере уменьшения высоты плотность воздуха увеличивается, как и количество атмосфер. Барометры должны быть настроены на изменение высоты, чтобы получать точные показания атмосферного давления.

Типы барометров

Барометр ртутный

Ртутный барометр — старейший тип барометра, изобретенный итальянским физиком Евангелистой Торричелли в 1643 году. Торричелли провел свои первые барометрические эксперименты, используя трубку с водой.Вода относительно легкая по весу, поэтому пришлось использовать очень высокую трубку с большим количеством воды, чтобы компенсировать более тяжелый вес атмосферного давления.

Водяной барометр Торричелли имел высоту более 10 метров (35 футов) и возвышался над крышей его дома! Это странное устройство вызвало подозрения у соседей Торричелли, которые думали, что он причастен к колдовству. Чтобы сделать свои эксперименты более секретными, Торричелли пришел к выводу, что он может создать барометр гораздо меньшего размера, используя ртуть, серебристую жидкость, которая весит в 14 раз больше воды.

У ртутного барометра есть стеклянная трубка, закрытая сверху и открытая снизу. На дне пробирки находится лужа ртути. Ртуть находится в круглой неглубокой посуде, окружающей трубку. Ртуть в трубке сама приспособится к атмосферному давлению над тарелкой. По мере увеличения давления ртуть поднимается по трубке. Трубка помечена серией измерений, которые позволяют отслеживать количество атмосфер или баров. Наблюдатели могут определить давление воздуха, посмотрев на точку остановки ртути на барометре.

Барометр-анероид

В 1844 году французский ученый Люсьен Види изобрел барометр-анероид. Барометр-анероид имеет герметичную металлическую камеру, которая расширяется и сжимается в зависимости от атмосферного давления вокруг него. Механические инструменты измеряют, насколько камера расширяется или сжимается. Эти измерения совпадают с атмосферой или столбиками.

Барометр-анероид имеет круглый дисплей, который показывает текущее количество атмосфер, как часы.Одна рука движется по часовой стрелке или против часовой стрелки, чтобы указать текущее количество атмосфер. Термины «шторм», «дождь», «перемены», «ясный» и «сухой» часто пишутся над цифрами на циферблате, чтобы людям было легче интерпретировать погоду. Барометры-анероиды постепенно вытеснили ртутные барометры, потому что они были проще в использовании, дешевле покупать и легче транспортировать, поскольку в них не было жидкости, которая могла пролиться.

Некоторые барометры-анероиды используют механический инструмент для отслеживания изменений атмосферного давления в течение определенного периода времени.Эти барометры-анероиды называются барографами. Барографы — это барометры, подключенные к иглам, которые делают отметки на рулоне соседней миллиметровой бумаги. Барограф записывает количество атмосфер по вертикальной оси и единицы времени по горизонтали. Инструмент отслеживания барографа будет вращаться, как правило, один раз в день, неделю или месяц. Пики на графике показывают, когда давление воздуха было высоким или низким, и как долго эти системы давления прослужили. Например, сильный шторм будет отображаться на барографе как глубокий и широкий провал.

Цифровые барометры

Современные цифровые барометры измеряют и отображают сложные атмосферные данные более точно и быстро, чем когда-либо прежде. Многие цифровые барометры отображают как текущие барометрические показания, так и предыдущие показания за 1, 3, 6 и 12 часов в формате гистограммы, как на барографе. Они также учитывают другие показатели атмосферы, такие как ветер и влажность, чтобы делать точные прогнозы погоды. Эти данные архивируются и хранятся в барометре, а также могут быть загружены в компьютер для дальнейшего анализа.Цифровые барометры используются метеорологами и другими учеными, которым нужны актуальные атмосферные показания при проведении экспериментов в лаборатории или в полевых условиях.

Цифровой барометр сейчас является важным инструментом во многих современных смартфонах. Этот тип цифрового барометра использует данные атмосферного давления для получения точных показаний высоты. Эти показания помогают GPS-приемнику смартфона более точно определять местоположение, значительно улучшая навигацию.

Разработчики и исследователи также используют возможности краудсорсинга смартфонов, чтобы делать более точные прогнозы погоды.Такие приложения, как PressureNet, автоматически собирают барометрические измерения от каждого из своих пользователей, создавая обширную сеть атмосферных данных. Эта сеть передачи данных упрощает и ускоряет отображение штормов по мере их развития, особенно в районах с небольшим количеством метеостанций.

Что такое атмосферное давление и как его измеряют?

Атмосферное давление влияет на вашу повседневную жизнь, осознаёте вы это или нет. На погодные условия и прогнозы во всем мире влияет атмосферное давление, но многие на самом деле не знают, что это такое.Изучив основы атмосферного давления, вы сможете лучше понять, как его измерять. Продолжайте читать, чтобы узнать больше.

Что такое атмосферное давление?

По сути, атмосферное давление — это сила, действующая в любой заданной точке на поверхности Земли за счет веса воздуха над этой точкой. Вкратце: воздух, окружающий Землю, создает атмосферное давление, и это давление определяется совокупным весом молекул воздуха. Молекулы воздуха на больших высотах имеют меньшее количество молекул, давящих на них сверху, и поэтому испытывают более низкое давление, в то время как более низкие молекулы имеют большую силу или давление, оказываемое на них молекулами, расположенными на них сверху, и более плотно упакованы вместе.

Когда вы поднимаетесь в горы или летите высоко на самолете, воздух становится тоньше, а давление ниже. Давление воздуха на уровне моря при температуре 59 ° F (15 ° C) равно одной атмосфере (Атм), и это базовое значение для определения относительного давления.

Атмосферное давление также называют барометрическим давлением, потому что оно измеряется с помощью барометра. Поднимающийся барометр указывает на повышение атмосферного давления, а падающий барометр указывает на снижение атмосферного давления.

Что вызывает изменения атмосферного давления?

Изменения давления воздуха вызваны разницей температуры воздуха над землей, а температура воздушной массы определяется ее местоположением. Например, воздушные массы над океанами обычно холоднее, чем над континентами. Разница температур воздуха порождает ветер и вызывает развитие систем давления. Ветер перемещает системы давления, и эти системы имеют тенденцию меняться, когда они проходят над горами, океанами и другими областями.

Французский ученый и философ 17-го века Блез Паскаль (1623–1662) обнаружил, что давление воздуха уменьшается с высотой и что изменения давления на уровне земли могут быть связаны с ежедневной погодой. Эти открытия используются для предсказания погоды сегодня.

Часто синоптики обращаются к областям с высоким или низким давлением, движущимся к определенным регионам, чтобы описать прогнозируемые условия для этих областей. Когда воздух поднимается в системах низкого давления, он охлаждается и часто конденсируется в облака и осадки, что приводит к штормам.В системах высокого давления воздух опускается к Земле и нагревается вверх, что приводит к сухой и ясной погоде.

Как изменение давления влияет на погоду

В общем, ртутный барометр может сообщить вам, будет ли в вашем ближайшем будущем ясное или грозовое небо или совсем небольшие изменения, основанные только на атмосферном давлении.

Вот несколько примеров того, как интерпретировать показания барометра:

  • Когда воздух сухой, прохладный и приятный, показания барометра повышаются.
  • В целом, повышение барометра означает улучшение погоды.
  • В общем, падение барометра означает ухудшение погоды.
  • Когда атмосферное давление внезапно падает, это обычно указывает на приближение шторма.
  • Когда атмосферное давление остается стабильным, погода, скорее всего, не изменится немедленно.

Как измерить атмосферное давление с помощью барометра?

Считывание барометра просто, если вы знаете, на что указывают различные значения атмосферного давления.Чтобы понять ваш барометр и то, как меняется атмосферное давление, интерпретируйте показания следующим образом (обратите внимание на единицы измерения).

Высокое давление

Барометрическое значение выше 30,20 дюйма ртутного столба обычно считается высоким, а высокое давление связано с чистым небом и безветренной погодой.

Если показание превышает 30,20 дюйма рт. Ст. (102268,9 Па или 1022,689 мбар):

  • Повышение или постоянное давление означает сохранение хорошей погоды.
  • Медленно падающее давление означает хорошую погоду.
  • Быстро падающее давление означает пасмурную и теплую погоду.
  • Нормальное давление

Барометрические показания в диапазоне от 29,80 до 30,20 дюймов ртутного столба можно считать нормальным, а нормальное давление связано с устойчивой погодой.

Если значение находится в диапазоне от 29,80 до 30,20 дюйма ртутного столба (100914,4–102268,9 Па или 1022,689–1009,144 мбар):

  • Повышение или постоянное давление означает, что текущие условия сохранятся.
  • Медленно падающее давление означает незначительное изменение погоды.
  • Быстро падающее давление означает, что вероятен дождь или снег, если он достаточно холодный.

Низкое давление

Барометрическое значение ниже 29,80 дюйма ртутного столба обычно считается низким, а низкое давление связано с теплым воздухом и ливнями.

Если показание ниже 29,80 дюйма рт. Ст. (100914,4 Па или 1009,144 мбар):

  • Повышение или постоянное давление указывает на ясную и прохладную погоду.
  • Медленно падающее давление указывает на дождь.
  • Быстро падающее давление указывает на приближение шторма.

Если вы хотите измерить атмосферное давление прямо у себя дома, обратите внимание на широкий выбор барометров Maximum. А если у вас есть вопросы о вашем барометре или о том, как им пользоваться, не стесняйтесь обращаться к нам сегодня.

Измерение атмосферного давления

Исторически атмосферное давление измерялось в дюймах ртутного столба («Hg») с помощью ртутного барометра.[Рисунок 12-6] Барометр измеряет высоту столбика ртути внутри стеклянной трубки. Часть ртути подвергается воздействию атмосферного давления, которое оказывает на ртуть силу. Повышение давления заставляет ртуть подниматься внутри трубки. Когда давление падает, ртуть стекает из трубки, уменьшая высоту столба. Этот тип барометра обычно используется в лаборатории или на метеорологической станции, его нелегко транспортировать и его трудно читать.

Рисунок 12-6.Хотя ртутные барометры больше не используются в США, они по-прежнему являются хорошей исторической справкой о том, откуда появилась установка альтиметра (дюймы ртутного столба).
Рекомендуется летная грамотность Объяснение радиолокационных изображений Мачадо — Этот курс поможет вам определить конвективную погоду, которой вам нужно избегать, и как ее «избежать» с помощью радиолокационных изображений кабины. Обязательный курс для пилотов IFR, использующих погодные условия из кабины восходящей связи. Ценный курс для любого пилота VFR с погодой из кабины, подключенного к восходящей связи, который хочет принимать лучшие решения по предотвращению погодных условий.

Барометр-анероид — это стандартный прибор, используемый для измерения давления; его легче читать и транспортировать. [Рисунок 12-7] Барометр-анероид содержит закрытый сосуд, называемый ячейкой-анероидом, который сжимается или расширяется при изменении давления. Ячейка-анероид прикрепляется к индикатору давления с помощью механической связи для получения показаний давления. Чувствительная к давлению часть авиационного альтиметра — это, по сути, барометр-анероид. Важно отметить, что из-за механизма связи анероидного барометра он не так точен, как ртутный барометр.

Рисунок 12-7. Барометр-анероид.

Для обеспечения общей справочной информации была создана Международная стандартная атмосфера (ISA). Эти стандартные условия являются основой для некоторых летных приборов и большинства характеристик летательных аппаратов. Стандартное давление на уровне моря составляет 29,92 “рт. Ст. И стандартная температура 59 ° F (15 ° C). Атмосферное давление также указывается в миллибарах (мбар), где 1 “рт. Ст. Равно приблизительно 34 мбар. Стандартное давление на уровне моря составляет 1013,2 мбар. Типичные показания давления в мб составляют от 950. От 0 до 1040,0 мб. Карты поверхности, центры высокого и низкого давления и данные об ураганах представлены с использованием mb.

Поскольку метеостанции расположены по всему миру, все показания местного атмосферного давления преобразуются в давление на уровне моря, чтобы обеспечить стандарт для записей и отчетов. Для этого каждая станция преобразует свое барометрическое давление, добавляя приблизительно 1 дюйм рт. Ст. На каждые 1000 футов высоты. Например, станция на высоте 5000 футов над уровнем моря с показателем 24.92 “Hg, показывает давление на уровне моря 29,92“ Hg. [Рис. 12-8] Использование общих показаний давления на уровне моря помогает обеспечить правильную настройку высотомеров самолета на основе текущих показаний давления.

Рисунок 12-8. Давление станции преобразуется в давление на уровне моря и сообщается в нем. [щелкните изображение, чтобы увеличить] Отслеживая тенденции атмосферного давления на большой территории, синоптики могут более точно прогнозировать движение систем давления и соответствующую погоду. Например, отслеживание модели повышения давления на одной метеостанции обычно указывает на приближение хорошей погоды.И наоборот, уменьшение или быстрое падение давления обычно указывает на приближение плохой погоды и, возможно, сильных штормов.

Рекомендует летная грамотность

Что такое барометрическое давление?

Проще говоря, барометрическое давление — это измерение давления воздуха в атмосфере, в частности, измерение веса, оказываемого молекулами воздуха в данной точке на Земле. Атмосферное давление постоянно меняется и всегда разное в зависимости от того, где происходит считывание.

Среднее барометрическое давление на уровне моря обычно обозначается как 14,7 фунтов на квадратный дюйм (PSI) . Однако это всего лишь средний показатель. На самом деле барометрическое давление различается по всему миру, особенно на больших высотах, где атмосферное давление намного ниже, чем на уровне моря. Фактически, на высоте 18 000 футов молекул воздуха на 50% меньше, чем на уровне моря. Один из способов определения высоты полета самолета — измерение атмосферного давления.Высотомеры могут считывать давление воздуха относительно откалиброванного показания на земле и преобразовывать эту информацию в показания в футах или метрах.

Атмосферное давление также меняется с погодой — точнее, погода изменяется с изменениями атмосферного давления. Возможность измерять и анализировать небольшие изменения атмосферного давления помогает метеорологам отслеживать погоду и предсказывать штормы. Фактически, Национальная метеорологическая служба (NWS) управляет большим массивом буев с данными через Тихий и Атлантический океаны для выполнения этой функции.Возможность точно считывать и передавать данные об изменениях давления с этих станций имеет решающее значение для отслеживания крупных штормовых систем, таких как ураганы и тайфуны.

SETRA BLOG: Что такое буй данных?

Хотя стандартное давление на уровне моря измеряется в фунтах на квадратный дюйм, барометрическое давление обычно измеряется либо в дюймах ртутного столба (дюймы ртутного столба), либо в миллибарах. Национальная метеорологическая служба использует ртуть для измерения приземного давления воздуха, хотя большинство ученых обычно предпочитают использовать гектор паскали (гПа) в качестве стандартной единицы.Традиционно барометры строились из стеклянных колонн, заполненных жидкой ртутью; изменения атмосферного давления будут отражаться, когда уровень ртути повысится или упадет относительно ближайшего эталона.

Многие бытовые барометры сделаны из стеклянных трубок, заполненных жидкостью, или сконструированы в виде типичного индикатора часового типа. Однако барометры для промышленного использования или для использования на метеостанциях представляют собой емкостные преобразователи давления. Эти датчики чрезвычайно чувствительны и точны — до 0.02% от полной шкалы. Основным преимуществом емкостных датчиков является их способность преобразовывать показания давления в аналоговый электрический сигнал, что является идеальным решением для аванпостов, которым необходимо передавать информацию о атмосферном давлении обратно в центральное место.

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы узнать больше об инструментах, используемых для измерения атмосферного давления.

Атмосферное давление | Единицы измерения Wiki

суточный (суточный) ритм атмосферного давления на севере Германии (черная кривая — атмосферное давление)

Атмосферное давление — это давление над любой областью земной атмосферы, вызванное весом воздуха. Стандартное атмосферное давление ( атм, ) обсуждается в соответствующем разделе.

На воздушные массы влияет общее атмосферное давление внутри массы, создавая области высокого давления (антициклоны) и низкого давления (депрессии).

По мере увеличения высоты над уровнем моря находится меньше молекул воздуха. Следовательно, атмосферное давление уменьшается с увеличением высоты. Следующее соотношение является приближением первого порядка:

http: // upload.wikimedia.org/math/5/9/4/5947a290b4faffdd30f576dd60f53366.png

, где P — давление в паскалях, а h — высота в метрах. это показывает, что преша на высоте 31 км составляет около 10 (5-2) Па = 1000 Па, или 1% от этого значения на уровне моря 1 .

Столб воздуха с поперечным сечением 1 квадратный дюйм, измеренный от уровня моря до верхних слоев атмосферы, будет весить приблизительно 14,7 фунта. Столб воздуха размером 1 м 2 будет весить около 100 килоньютон.Смотрите плотность воздуха.

Стандартное атмосферное давление [править | править источник]

Стандартное атмосферное давление или «стандартная атмосфера » (1 атм ) определяется как 101,325 килопаскалей (кПа). Это определение используется для пневмоэнергетики (ISO R554), а также в аэрокосмической (ISO 2533) и нефтяной (ISO 5024) отраслях.

В 1985 году ИЮПАК рекомендовал, чтобы стандартное атмосферное давление составляло 100 000 Па = 1 бар = 750 торр. Такое же определение используется в производстве компрессоров и пневматических инструментов (ISO 2787).[1] (см. Также Стандартные температура и давление)

Это также может быть указано как:

Это «стандартное давление» является чисто произвольной репрезентативной величиной для давления на уровне моря, а реальное атмосферное давление варьируется от места к месту и от момента к моменту повсюду в мире.

Среднее давление на уровне моря (MSLP или QFF) [править | править источник]

Среднее давление на уровне моря (MSLP или QFF) — это давление на уровне моря или (при измерении на заданной высоте на суше) давление станции, приведенное к уровню моря, принимая изотермический слой при температуре станции.

Это давление, обычно указываемое в сводках погоды по радио, телевидению и в газетах. Когда барометры в доме настроены на соответствие местным сводкам погоды, они измеряют давление, приведенное к уровню моря, а не фактическое местное атмосферное давление.

Понижение до уровня моря означает, что нормальный диапазон колебаний давления одинаков для всех. Давления, которые считаются высоким давлением или низким давлением , не зависят от географического положения.Это делает изобары на карте погоды значимым и полезным инструментом.

В США [править | править источник]

В США расход сжатого воздуха часто измеряется в «стандартных кубических футах» в единицу времени, где «стандарт» означает эквивалентное количество воздуха при стандартной температуре и давлении. Однако эта стандартная атмосфера определяется несколько иначе: температура = 68 ° F (20 ° C), плотность воздуха = 0,075 фунта / фут³ (1,20 кг / м³), высота = уровень моря и относительная влажность = 0%.В индустрии кондиционирования воздуха стандартом часто является температура = 32 ° F (0 ° C). Для природного газа в нефтяной промышленности используется стандартная температура 60 ° F (15,6 ° C).

В авиации [править | править источник]

Настройка высотомера в авиации, устанавливаемая либо QNH, либо QFE, представляет собой еще одно атмосферное давление, пониженное до уровня моря, но метод этого уменьшения немного отличается. См. Высотомер.

  • Настройка барометрического высотомера QNH , при которой высотомер будет считывать высоту аэродрома при нахождении на аэродроме.В температурных условиях ISA высотомер будет считывать высоту над средним уровнем моря в непосредственной близости от аэродрома
  • Настройка барометрического высотомера QFE , что приведет к тому, что высотомер будет показывать ноль, когда он находится на опорной точке конкретного аэродрома (обычно взлетно-посадочной полосы). порог). В температурных условиях ISA высотомер будет показывать высоту над точкой отсчета в районе аэродрома.

Среднее давление на уровне моря составляет 1013,25 гПа (мбар) или 29.921 дюйм ртутного столба (дюйм рт. Ст.). В сводках погоды для авиации (METAR) QNH передается по всему миру в миллибарах или гектопаскалях, за исключением США и Канады, где он указывается в дюймах (или сотых долях дюйма) ртутного столба. (Соединенные Штаты также сообщают о давлении на уровне моря SLP, которое понижается до уровня моря другим методом, в разделе примечаний, а не в международной части кода, в гектопаскалях или миллибарах. В общедоступных сводках погоды Канады, sea Уровень давления указывается в килопаскалях, в то время как стандартная единица давления Министерства окружающей среды Канады — гектопаскаль.) В коде погоды три цифры — это все, что нужно, десятичные точки и одна или две старшие цифры опускаются: 1013,2 мбар или 101,32 кПа передается как 132; 1000,0 мбар или 100,00 кПа передается как 000; 998,7 мбар или 99,87 кПа передается как 987; и т.д. Самое высокое давление на уровне моря на Земле наблюдается в Сибири, где Сибирский антициклон часто достигает давления на уровне моря выше 1032,0 мбар. Наименьшее измеримое давление на уровне моря находится в центрах ураганов (тайфуны, багуи).

Изменение атмосферного давления [править | править источник]

Ураган Вильма , 19 октября 2005 г. — 88,2 кПа в глазу

Атмосферное давление на Земле сильно различается, и эти колебания важны для изучения погоды и климата. См. «Система давления», чтобы узнать о влиянии колебаний давления воздуха на погоду.

Интуитивное ощущение атмосферного давления в зависимости от высоты воды [править | править источник]

Атмосферное давление часто измеряется ртутным барометром, а высота около 760 мм (30 дюймов) ртутного столба часто используется, чтобы показать, сделать видимым и проиллюстрировать (и измерить) атмосферное давление.Однако, поскольку ртуть не является веществом, с которым люди обычно контактируют, вода часто обеспечивает более интуитивный способ концептуализации величины давления в одной атмосфере.

Одна атмосфера (101,325 кПа или 14,7 фунт-силы / дюйм²) — это величина давления, при которой вода может подниматься примерно на 10,3 м (33,9 фута). Так, водолаз на глубине 10,3 метра под водой в пресноводном озере испытывает давление около 2 атмосфер (1 атм для воздуха и 1 атм для воды).

  1. Военный стандарт Министерства обороны США 810E
  2. Берт, Кристофер К., (2004). Экстремальная погода, руководство и книга рекордов . W. W. Norton & Company ISBN 0393326586
  3. Стандартная атмосфера США, 1962 год , Типография правительства США, Вашингтон, округ Колумбия, 1962 год.
  4. Стандартная атмосфера США, 1976 , Типография правительства США, Вашингтон, округ Колумбия, 1976 год.

9.4: Измерение давления — Химия LibreTexts

Атмосферное давление действует в во всех направлениях , а не только вниз, на любой заданной высоте.Вы можете показать это с помощью простого трюка для вечеринки, который позволяет перевернуть чашку воды, не пролив ни капли.

Видео выше, безусловно, имеет большое значение для демонстрации того, что воздух оказывает давление во всех направлениях, но как нам измерить это давление? Ниже вы видите барометр, который представляет собой устройство для измерения давления, изобретенное давным-давно и используемое до сих пор. Чтобы узнать, как это работает, читайте дальше.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \) Ртутный барометр. (a) Трубка, заполненная Hg (l), закрывается пробкой и опускается в стакан с ртутью.(b) Когда пробка удалена, ртуть вытекает из трубки до тех пор, пока атмосферное давление (в точке A) не уравновесит давление столба ртути (в точке B). Область C над ртутью в трубке представляет собой почти идеальный вакуум с нулевым давлением. Следовательно, давление столба ртути высотой h равно атмосферному давлению.

Барометры измеряют давление довольно косвенным образом, используя вытеснение жидкости, чтобы определить, какое давление приложено. Перевернутая трубка (см. Выше) помещается в стакан, наполненный жидкостью (часто ртутью или водой).Давление воздуха оказывает давление на жидкость в стакане, заставляя ее подниматься в трубку. Количество жидкости, поднимающейся в трубку, можно измерить (обычно по высоте) и сравнить, что дает нам сопоставимые и повторяемые измерения.

Подводя итог, можно сказать, что максимальная высота жидкости, на которую может воздействовать атмосферное давление, является мерой давления. Оказывается, столб воды высотой около 10 м (более 30 футов) может удерживаться земной атмосферой.Эту высоту было бы неудобно измерять в лаборатории, поэтому вместо нее используется более плотная жидкость — ртуть. Ртутный барометр, устройство для измерения атмосферного давления, показано на рисунке \ (\ PageIndex {1} \).

Еще один инструмент измерения — манометр, изображенный ниже. У манометра есть колба (изображенная ниже в виде гигантского круга) с известным давлением. Отрезок трубки, соединенный с шаром, заполнен жидкостью, в данном случае ртутью. Конец трубки открыт для атмосферы, которая оказывает давление на ртуть.Давление внутри колбы оказывает давление с другой стороны.

Если атмосферное давление больше внутреннего давления, манометр будет выглядеть как на втором изображении. Если атмосферное давление меньше внутреннего давления, то манометр будет выглядеть как на первом изображении. Если давление одинаковое, уровни будут одинаковыми с каждой стороны. Разницу в высоте между двумя сторонами можно измерить количественно, обеспечивая измерение давления.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \) Использование ртутного манометра.а) измерение давления выше атмосферного; (б) измерение давления ниже атмосферного. P A = атмосферное давление, P Hg = давление ртутного столба; P газ = давление ограниченного газа.

Хотя Паскаль является принятой единицей давления в системе СИ, в Соединенных Штатах он еще не получил широкого распространения. Следовательно, нужно также быть знакомым с атмосферой. Атмосфера удобна еще и потому, что 1.000 атм почти равно атмосферному давлению, которое каждый из нас испытывает каждый день своей жизни.Это дает конкретную ссылку, с которой можно сравнивать другие давления. По этим причинам мы обычно будем использовать атмосферу в качестве единицы давления до конца этой главы. Тем не менее, есть ряд случаев, когда использование Паскаля дает существенное представление о поведении газа. В таких случаях мы будем использовать более новую международно признанную единицу.

Пример \ (\ PageIndex {1} \): атмосферное давление

Барометр построен, как показано на рисунке 1.{-2} = 101,33 \ text {кПа} \)

Предыдущий пример показывает, что ртутный столбик высотой 760,0 мм и площадью 1 000 см 2 создает давление 101,33 кПа (1 атм). Также можно показать, что только высота ртутного столба влияет на его давление. Для большего поперечного сечения имеется большая масса ртути и, следовательно, большая сила, но она действует на большую площадь, оставляя неизменной силу на единицу площади. По этой причине удобно измерять давление газов по высоте ртутного столба, который может поддерживаться.То есть, мы могли бы указать атмосферное давление в Примере 1 как 760 мм рт. Ст. Вместо 101,3 кПа или 1000 атм. Полезно помнить, что \ (760 \ text {mmHg} = 1.000 \ text {atm} = 101.3 \ text {кПа} \) Давление газа в баллоне часто измеряется относительно атмосферного давления с помощью манометра. Это U-образная трубка, содержащая ртуть и соединяющая емкость с воздухом (рис. 2).

Пример \ (\ PageIndex {2} \): Давление

Ртутный манометр используется для измерения давления газа в колбе.Как показано на Рисунке 2 b , уровень ртути выше в рукаве, соединенном с колбой, но разница в уровнях составляет 43 мм. Атмосферное давление 737 мм рт. Рассчитайте давление в емкости ( a ) в миллиметрах ртутного столба; ( b ) в килопаскалях; и ( c ) в атмосферах.

Раствор

a) \ (P_ {газ} + P_ {Hg} = P_ {A} \)

\ (P_ {газ} = P_ {A} — P_ {Hg} \)

\ (P_ {gas} = 737 \ text {mmHg} — 43 \ text {mmHg} = 694 \ text {mmHg} \)

b) \ (P_ {gas} = \ text {694 мм рт. Ст.} \ Times \ text {} \ frac {\ text {101} \ text {.3 кПа}} {\ text {760 мм рт. Ст.}} = \ Text {92} \ text {0,5 кПа} \) c) \ (P_ {gas} = \ text {694 мм рт. Ст.} \ Times \ text {} \ frac {\ text {1 атм}} {\ text {760 мм рт. Ст.}} = \ Text {0} \ text { 0,913 атм} \)

Обратите внимание, что, по сути, той же процедуры достаточно для преобразования миллиметров ртутного столба в килопаскали или атмосферу. Лабораторные измерения обычно производятся в миллиметрах ртутного столба, но дальнейшие вычисления почти всегда более удобны, если используются килопаскали или атмосфера.

[PDF] Глава 5 Измерение атмосферного давления

1 СОДЕРЖАНИЕ Глава 5 Измерение атмосферного давления 5.1 Определение и единицы определения Единицы измерения Принцип атмосферы …

Глава 5 Измерение атмосферного давления СОДЕРЖАНИЕ 5.1

Определения и единицы измерения … ······················································· ····················································· · 1

5.1.1

Определение … ······················································· ······················································· ··············· 1

5.1.2

Единицы ···································································································································· ······························································· ······························································· ················· 1

5.2

Принцип измерения атмосферного давления ·················· ······························································· ·············· 1

5. 2.1

Меркурийный барометр ······················· ······························································· ······························································· ·············· 1 (1) Принцип ртутного барометра ····················································································· · ············································································································································ ································· 1 (2) Структура барометра Фортина ······· ······························································· ······························································· ·· 2 (3) Меры предосторожности при обращении со ртутью ························································································································· ······························································· ················ 3 (4) Исправление показаний барометра … ······························································· ··········· 3 (a) Исправления ошибок индекса ·························································································································· · ············································································································································ ···························· 3 (b) Поправки на температуру ·············· ······························································· ········································· 3 (c) Поправки для поправок на ······················································································· × сила тяжести ················································· · ············································································································································ ··············· 4

5. 2.2

Aneroid Instruments … ······························································· ······································· 4

5.2.2.1

Барометр-анероид … ···························································· ······································· 4

5.2.2.2

Анероидный барограф … ······························································· ······································ 5

5.2.3

Электронный барометр … ······························································ ······································ 6

5.2.3.1

Барометр с цилиндрическим резонатором … ······························································ ····················· 6

5.2.3.2

Барометр электростатической емкости ················ ······························································ ······························································ ·· 7

5.2.4

Понижение до среднего уровня моря . .. ························································· ····························· 8

5,3

Техническое обслуживание ············ ························································· ······························································ ·································· 10

5.3.1

Обслуживание Меркурия Барометр················································· ······························································ ··· 10

5.3.2

Анероидные инструменты … ······························································· … 10

5.3.2.1

Барометр-анероид ······························································· ······························································· … 10

5.3.2.2

Анероидный барограф … ······························································· ·················································· ································ 10

5.3.3

Электронный барометр . .. ··································································· ··································· 10

5.3.3.1

Цилиндрический резонатор · ····························································· ··································································· … 10

5.3.3.2

Барометр электростатической емкости ······ ····························································· ··································································· ·········· 11

5.4

Калибровка … ································································· ································································· ······ 11

5.4.1

Меркурийный барометр ······························· ································································· ································································· ···· 11

5.4.2

Барометр-анероид ·································· ···························································································· ································································· ·· 11

5. 4.3

Электронный барометр (барометр с цилиндрическим резонатором, барометр электростатической емкости) ····················· 12

5,5

Ремонт ······· ····································································· ······························································· ······························································· ···· 12

5.5.1

Меркурийный барометр ·································· ····································································· ······························································· 12

i

5.5.2

Aneroid Instruments … ······················································ ··································· 13

5.5.2.1

Барометр-анероид ······················································ ······················································ ·································· 13

5.5.2.2

Анероидный барограф ·· ························································· ······················································ ································ 13

5. 5.3

Электронный барометр … ································································· ·································· 13

5,6

Транспорт ···· ································································· ··························································· ······································································································· ·· 14

5.6.1

Меркурийный барометр ················································································ ··························································· ············································· 14 ( 1) Способ транспортировки … ································································· ······························ 14 (a) Удаление ртутного барометра ·········· ··························································· ································ 14 (b) Переворачивание ртутного барометра вверх дном ······ ································································· ·················· 14 (c) Хранение ртути барометр y в кожаном футляре для переноски ···················································· ············· 14 (2) Меры предосторожности при транспортировке ·············································································· ··························································· ····································· 14

5. 6.2

Анероидные инструменты … ································································································· ···································· 15

5,7

Установка ··· ································································································· ································································································· ·············································· · 15

5.7.1

Меркурийный барометр … ·············································· ··········································· 15 (1 ) Проверка ртутного барометра … ································································································· ········· 15 (2) Возвращение ртутного барометра в вертикальное положение ································································· ··································· 15 (3) Проверка на наличие газа в трубка барометра … ····························· 15 (4) Проверка attac термометр с крышкой ···························································································· ················································· ··· 15 (5) Проверка пластины подвески ························································ ················································· ··························· 15 (6) Установка ртутного барометра ············· ·············································· ····································· 15

5. 7.2

Анероидные инструменты … ·························································· ···································· 16

5.7.2.1

Барометр-анероид ································································· ·························································· ··································· 16 (1) Осмотр перед установкой ···· ·························································· ·························································· ···················· 16 (2) Регулировка перед установкой ····················· ································································· ·························································· … 16 (3) Установка барометра-анероида … ································································· ················· 16

5.7.2.2

Анероидный барограф … ····················································································································· ······································· 16 (1) Pre- установить инспекцию ············································································································· ····················································································································· ·························· 16 (2) Регулировка перед установкой ··············································································· ····················································································································· ····················································································································· ········· 17 (3) Установка анероидного барографа ···························································································· · ················································································································ ················· 17

5. 7.3

Электронный барометр … ······························································ ·································· 17

5,8

Практическое обучение ··· ····························································· ····························································· ·································· 17

5.8.1

Анероидный барометр ·· ······························································ ····························································· ······························· 17

5.8.2

Анероидный барограф … ····················································· ····································· 17

5,8,3

Разборка и чистка ртутного барометра … ································· 17 (1) Подготовка и меры предосторожности ······ ···························································································· ····················································· ······· 17 (2) Разборка ртутной цистерны ································· ····································································· ················ 18 (3) Слив ртути из ртутной цистерны ························ ····································································· ·············· 18

ii

(4) Разберите стеклянный цилиндр ртутной цистерны ·················· ····································································· ············ 18 (5) Фильтрация ртути и чистящие компоненты ··············· ····································································· ··················· 19 (6) Сборка стеклянного цилиндра ртутной цистерны ······················································· ····················································· ············· 19 (7) Наполнение ртутью ···································································· ····················································· ····································································· . .. 20 (8) Сборка ртутной цистерны … ····················································· ··················· 20 (9) Очистка защитной стеклянной трубки градуировки ··························································· ····················································· ·············· 20 (10) Проверка барометра ······································································ ····································································· ····································· 21

iii

Глава 5 5 .1

Измерение атмосферного давления

Определение и единицы измерения

5.1.1 Определение Атмосферное давление — это сила, прилагаемая массой атмосферы Земли, выраженная на единицу площади в заданном горизонтальном поперечном сечении. Таким образом, атмосферное давление равно весу вертикального столба воздуха над поверхностью Земли, простирающегося до внешних границ атмосферы. 5.1.2 Единицы измерения В метеорологии атмосферное давление выражается в гектопаскалях (гПа). 1 гПа равен 100 Па, причем паскаль является основной системой единиц СИ (Международной системой единиц). 1 Па равен 1 Ньютону на квадратный метр (Н / м2). А 1 гПа равен 1 МБ, который использовался ранее. Шкалы всех барометров, используемых в метеорологических целях, должны иметь градуировку в гПа. Градуировка некоторых барометров измеряется в дюймах рт. Ст. Или мм рт. Ст. В стандартных условиях давление, оказываемое колонкой чистой ртути высотой 760 мм, составляет 1013,250 гПа, поэтому коэффициенты пересчета представлены следующим образом: 1 гПа = 0.750062 мм рт. Ст .; 1 мм рт. Ст. = 1,333224 гПа. А из-за соотношения между дюймом и миллиметром (1 дюйм = 25,4 мм) предусмотрены следующие коэффициенты преобразования: 1 гПа = 0,029530 дюйма ртутного столба; 1 дюйм рт. Ст. = 33,8639 гПа; 1 мм рт. Ст. = 0,03937008 дюймов рт. Ст. Данные о давлении, измеренные с помощью барометра, предпочтительно выражать в гектопаскалях (гПа).

5.2

Принцип измерения атмосферного давления

5. 2.1 Ртутный барометр (1) Принцип ртутного барометра Когда стеклянная трубка с открытым концом длиной один метр заполняется ртутью, а затем переворачивается вверх дном в контейнер, наполненный ртуть, часть ртути вытекает из стеклянной трубки в емкость.Затем в верхней части стеклянной трубки создается «торричеллический вакуум», и уровень ртути стабилизируется примерно на 76 см от уровня ртути в контейнере (см. Рис. 5.1). Эксперимент Торричелли показал, что такая высота указывает на атмосферное давление окружающей среды.

Торричеллианский вакуум

Высота

Атмосферное давление

Ртуть Принцип ртутного барометра заключается в измерении атмосферного давления путем точного измерения этой высоты.

1

Рисунок 5.1 Эксперимент Торричелли

(2) Структура барометра Фортина Как показано на рисунке 5.2, ртутный барометр состоит из трех основных частей: ртутного резервуара (справа), стеклянной трубки барометра (в центре) и шкалы (слева). Дно ртутного бачка изготовлено из кожевенного мешка (овчины). Уровень ртути можно изменить, вращая регулировочный винт. Трубка барометра закреплена кожаным мешком в верхней части ртутного бачка, чтобы отводить атмосферное давление от точки на обтянутой коже.Указатель из слоновой кости помещен на верхнюю часть ртутной цистерны, конец которой показывает

(1) гПа 90

(8)

(2)

80

70

60

1050

40

30

40

10

(7)

(3)

10 5

5

20

30

(9)

10

1000

90

80 30 70

(4)

60

10

20

950

10 40

20

(19)

0

700

30

(10) 12)

90

10 80

10

900

70

(20)

90

60

80

(13) (14)

70 650

No.1234

(21)

(5)

(15)

(22) (16) (18)

(6)

(17)

Рисунок 5. 2 Устройство барометра Фортина (1) Подвеска кольцо (2) Паз (3) Нониус (4) Верх ртутной колонки (5) Ручка (6) Торцевой гаечный ключ (7) Присоединенный термометр (8) Трубка барометра (9) Удаление воздуха из кожи (10) Три винта (11) Стрелка цвета слоновой кости (12) Стеклянный цилиндр (13) Деревянная рамка с внешней резьбой (14) Деревянная рамка с внутренней резьбой (15) Кожаная сумка (16) Нижняя крышка (17) Винтовой мост (18) Регулировочный винт (19) Деревянное основание для кожи шайба (20) Металлический каркас (21) Латунная крышка (22) Слюдяная пластина.ноль шкалы. Когда уровень ртути касается наконечника, атмосферное давление считывается в верхней части ртутного столба. Точная высота ртутного столба измеряется нониусом. Главный корпус имеет крючок для подвешивания наверху и используется для подвешивания барометра за защелку на пластине для подвешивания. Дно крепится к винтовой перемычке с помощью шарнирного соединения с вертикальной осью и тремя винтами. Как крючок для подвешивания, так и винтовой мост можно вращать

2

, пока барометр установлен на подвесной пластине. Это позволяет в любое время проверить вертикальность. Внутри латунного цилиндра намотана слюдяная пластина для предотвращения прямого контакта латуни с кожаным мешком. Пластина служит теплоизолятором, а также предотвращает загрязнение, обесцвечивание и износ. (3) Меры предосторожности при обращении со ртутью Дистиллированная и очищенная ртуть высокой чистоты используется в ртутных барометрах. Когда поверхность ртути окисляется, граница между поверхностью и стрелкой из слоновой кости становится нечеткой. Сильно загрязненная ртутью поверхность требует очистки.Поскольку ртуть является токсичным веществом, при обращении со ртутью необходимо обращать внимание на следующее. 1) Емкость со ртутью должна быть плотно закрыта, чтобы предотвратить утечку и поломку. Не помещайте ртуть в металлические емкости, поскольку ртуть вступает в реакцию и объединяет почти все металлы, кроме железа. 2) Пол в помещении, где ртуть хранится или используется в больших количествах, должен быть экранирован и уложен непроницаемым покрытием. Его нельзя хранить вместе с другими химическими веществами, особенно с аммиаком или ацетиленом.3) Ртуть имеет относительно низкую температуру кипения 357 ° C и выделяет опасный ядовитый газ при пожаре. Его нельзя хранить рядом с источником тепла. 4) Периодически проверяйте помещение для обработки ртути и персонал, чтобы убедиться, что количество ртути не превышает опасный предел. (Экологический регламент о загрязнении воды, влияющем на здоровье человека, ограничивает общее количество ртути до 0,0005 мг / л.) (4) Корректировка показаний барометра Показания ртутного барометра должны быть скорректированы до единичных и стандартных условий.Стандартные условия определяются как температура 0 ° C, где плотность ртути составляет 13,5951 г / см3 и ускорение свободного падения 980,665 см / с2. Во время фактического наблюдения показания должны корректироваться с учетом погрешности индекса, поправки на температуру и ускорения свободного падения следующим образом: (a) Поправки на погрешность индекса. Отдельные ртутные барометры включают погрешности индекса (разница между значением, указанным отдельным прибором, и значением, указанным на индикаторе). стандарт). Ошибка индекса определяется путем сравнения со стандартом, а значение указывается в «сертификате сравнения».(b) Поправки на температуру Коррекция на температуру означает корректировку показаний барометрического давления, полученных при определенной температуре, до значения, когда температура ртути и градуировка температуры равны 0 ° C. Для этого используется температура прилагаемого термометра. Высота ртутного столба зависит от температуры, даже атмосферное давление не меняется. Градуировка барометра выгравирована таким образом, что правильное давление отображается при температуре 0 ° C. В случае, если температура выше 0 ° C, градуировка расширяется, и измеренное значение будет меньше истинного значения.Это влияние температуры необходимо скорректировать с учетом этих двух аспектов в совокупности.

3

Поправка на расширение и сжатие ртути намного больше, чем поправка на расширение и сжатие шкалы. Значение поправки для температуры Ct выражается следующим образом:

Ct   H

(  ) t 1  t

где: H гПа — барометрическое значение после поправки на ошибку индекса. t ° C — температура, показанная прилагаемым термометром.

 — коэффициент объемного расширения ртути.  — коэффициент линейного расширения трубки. Существует небольшая разница в абсолютных значениях для поправки между температурами ниже и выше 0 ° C. Значения коррекции при температурах выше 0 ° C отрицательны, а значения ниже 0 ° C положительны. (c) Поправки на гравитацию. Гравитация влияет на высоту ртутного столба. После внесения поправок на ошибку индекса и температуру, показания при местном ускорении свободного падения должны быть уменьшены до значения при стандартном ускорении свободного падения.Это называется поправкой на силу тяжести. Значение силы тяжести для поправки Cg получается по формуле:

C g  H 0 H  H

g g0 g0

где: g0 — стандартное ускорение свободного падения. g — ускорение свободного падения в точке наблюдения. H — барометрическое показание после ошибки индекса и поправок на температуру. H0 — это значение, уже скорректированное с учетом гравитации. Ускорение свободного падения, используемое в поправках на значение силы тяжести, рассчитывается с точностью до пятого десятичного знака в м / с2. Когда ускорение свободного падения в точке наблюдения больше стандартного ускорения свободного падения, значение силы тяжести для коррекции будет положительным.В противном случае значение коррекции отрицательное. Чтобы использовать барометр для регулярных наблюдений в определенном месте, следует использовать таблицу поправок синтеза, в которой суммируются значения поправок на ошибку индекса, температуру и силу тяжести.

5.2.2

Aneroid Instruments

5.2.2.1 Барометр-анероид Барометры-анероид имеют меньшую точность, чем ртутные барометры, но благодаря их компактной и портативной конфигурации барометры-анероиды проще в обращении и использовании и подходят для самозаписи. Барометр-анероид измеряет деформацию вакуумированной герметичной эластичной капсулы внутри

4

при изменении атмосферного давления. Барометр-анероид состоит из капсулы барометра, пружины, предотвращающей раздавливание капсулы барометра атмосферным давлением, а также шестерен и рычагов, которые усиливают и передают небольшое количество колебаний. Эластичность капсулы барометра зависит от температуры. Биметаллическая пластина используется для температурной компенсации.Как только давление деформирует эластичное тело, оно не может полностью вернуться к своей первоначальной форме даже после того, как давление будет снято. Из-за этой характеристики, называемой гистерезисом, ошибка возникает из-за резкого изменения атмосферного давления, и ошибка будет подвергаться длительному изменению. Чтобы этого не произошло, для упругого тела используются специальные материалы. Уложенные друг на друга тонкие капсулы или сильфоны используются в ряде барометров. Внешний вид барометра-анероида показан на рисунке 5. 3, а его структура — на рисунке 5.4. Две обращенные друг к другу капсулы барометра уравновешены вокруг оси вращения стрелки. Две шестерни используются симметрично, чтобы уменьшить вибрацию. К шестерням прикреплены две волосковые пружины, чтобы исключить люфт от шестерни поворота указателя. Отверстие для установки указателя следует закрыть винтовой крышкой (если есть) или тонкой бумагой, чтобы не допустить попадания пыли и насекомых. В хорошем состоянии барометр-анероид отличается от ртутного барометра примерно на ± 0,2 гПа. Показания барометра-анероида следует скорректировать с помощью значения поправки по ртутному барометру, которое получается при каждом наблюдении с помощью ртутного барометра.При считывании показаний барометра слегка похлопайте по поверхности стекла и считайте значение в единицах 0,1 гПа, обращая особое внимание на погрешность параллакса. Ручка указателя Шкала Стрелка указателя Капсула барометра Указатель

Стрелка указателя Шестерня

Биметаллический компенсатор Рычаг

Рисунок 5. 3 Внешний вид барометра-анероида

Волосовая пружина

Рисунок 5.4 Механизм барометра-анероида

5.2.2.2 Барограф-анероид Принцип действия Барограф-анероид такой же, как и барометр-анероид, за исключением использования записывающей ручки вместо указательной стрелки.Структура анероидного барографа показана на рисунке 5.5. Смещение капсулы барометра (1), вызванное изменением атмосферного давления, передается на пишущее перо (4) через язычок (2) и рычаг (3). Записывающее перо (4) перемещается вверх и вниз по стороне часов с записывающим барабаном (5) для записи изменений атмосферного давления.

5

Капсула барометра (1) вакуумируется и уравновешивается атмосферным давлением с помощью внутренней винтовой пружины.Поскольку модуль упругости изменяется в зависимости от температуры, изменение температуры в точке равновесия корректируется с помощью биметаллической пластины (6) на монтажной части капсулы барометра для компенсации влияния температуры. Индикатор можно отрегулировать, вращая ручку регулировки указателя (7) в верхней части капсулы барометра (1) и перемещая рычаг ручки (8) вверх и вниз. (7)

(3)

(9)

(2) (10)

(2)

(5)

(4) (11) (1) (8)

(6)

Рисунок 5.5 Конструкция анероидного барографа (1) Капсула барометра (2) Язычок (3) Рычаг (4) Записывающее перо (5) Барабан с часовым приводом (6) Биметаллический компенсатор (7) Ручка регулировки индикатора (8) Штанга ручки (9) Штифт с кольцом (10) Крепежный винт часового барабана (11) Рычаг подвески затвора.

5.2.3 Электронный барометр Для измерения атмосферного давления электронным барометром требуется стабильное и непрерывное электропитание. 5.2.3.1 Барометр с цилиндрическим резонатором Барометры с цилиндрическим резонатором измеряют атмосферное давление, резонируя с тонким цилиндром и считывая изменения резонансной частоты, вызванные изменениями атмосферного давления.Датчик представляет собой металлический двойной цилиндр с одним закрытым концом, а пространство между внешним и внутренним цилиндрами вакуумируется (см. Рисунок 5.6). Собственная частота внутреннего цилиндра (цилиндрического осциллятора) изменяется в зависимости от давления, приложенного к его внутренней части. Атмосферное давление может быть получено путем измерения этой частоты. Этот цилиндрический генератор оснащен четырьмя пьезоэлектрическими элементами, два из которых служат для возбуждения, а другие — для определения резонансной частоты (см. Рисунок 5.7). Чтобы исключить влияние изменения температуры, цилиндрический осциллятор снабжен датчиком температуры для температурной коррекции.

6

Корпус цилиндра

Детектирующие элементы

Вторая мода

Вакуумный резонатор Впускное отверстие давления

Движущие элементы

Четвертая мода

Пьезоэлектрический элемент Рисунок 5.6 Цилиндр цилиндрического резонатора в режиме барометра 9000.7 9000.7 элементов детектирования и привода

5.2.3.2 Барометр электростатической емкости Барометр этого типа имеет датчик давления размером несколько миллиметров. Он состоит из кремниевой пластины для определения давления, кремниевого чипа для подложки и изолирующей стеклянной пластины (см. Рисунок 5. 8). Кремниевая пластина для определения давления протравливается, образуя электрод и диафрагму, и создается вакуумный зазор между кремнием и стеклянной пластиной. Кремниевый чип для подложки также протравливается для образования другого электрода. Эти электроды из кремниевой пластины и кремниевого чипа, разделенные вакуумным зазором, образуют своего рода конденсатор.Форма диафрагмы изменяется в зависимости от атмосферного давления, в результате чего вакуумный зазор расширяется или сжимается. Такая деформация вызывает изменение электростатической емкости зазора и электродов. Это небольшое изменение регистрируется как электрический сигнал и преобразуется в атмосферное давление. Этот цифровой барометр электростатической емкости отличается высокой точностью и долговременной стабильностью.

7

Атмосферное давление

Кремниевая диафрагма

Электрод Ⅰ

Измерение электростатической емкости

Вакуумный зазор

Межэлектродный интервал Стеклянная подложка Электрод Ⅱ

Кремниевая подложка

Атмосферное давление

Атмосферное давление

Атмосферное давление

емкость: малая

Электростатическая емкость: большая

Вакуумный зазор

Рисунок 5. 8 Датчик давления барометра электростатической емкости 5.2.4 Приведение к среднему уровню моря Чтобы сравнить значение атмосферного давления в определенном месте со значением в другом месте, необходимо преобразовать значения на той же относительной высоте. На международном уровне принято использовать средний уровень моря в качестве опорной высоты, и преобразование называется понижением в средний уровень моря. В отдельных странах используются различные методы редукции. Однако для международных сравнений методы должны быть стандартизированы, чтобы обеспечить взаимозаменяемость данных.В каждой стране используются два основных уравнения: уравнение гидростатики и уравнение состояния идеального газа. Различия между методами обнаруживаются только в способах вычисления ускорения свободного падения и средней виртуальной температуры. Когда вертикальное распределение температуры и влажности воздуха между средним уровнем моря и точкой наблюдения известно, можно точно выполнить приведение к среднему уровню моря. Однако температура и влажность воздуха непосредственно в точке наблюдения общеизвестны.Следовательно, атмосферное давление на среднем уровне моря получается в предположении стандартного вертикального распределения температуры и влажности воздуха. Предположим, что существует вертикальный столб воздуха от точки наблюдения до среднего уровня моря. Связь между атмосферным давлением P в точке наблюдения в гПа и атмосферным давлением P0 на среднем уровне моря в гПа определяется по формуле:

8

ln

P0 1 z gdz  PR  0 TV

где : Tv — виртуальная температура вертикального столба воздуха в К.R — газовая постоянная сухого воздуха, Дж кг-1К-1. Z — высота от среднего уровня моря до барометра в метрах. Предполагая, что «g» постоянна и равна ускорению свободного падения в точке наблюдения. Среднее значение виртуальной температуры определяется как:

TVm 

Z z dz 0 TV

В результате получается:

 gZ  P0  P  exp   RTVm  Следовательно, приведение к среднему морю значение уровня P определяется как:

  gZ   P  P0  P  P exp   1  RTVm    Теперь TVm выражается как TVm = 273. 15 + tm + m (K), где tm — средняя температура столба воздуха, m — влияние влажности воздуха. Если принять значение градиента температуры воздуха 0,5 ℃ / 100 м, то получим:

 

t m  t  0,005  Z 2

где: t — температура воздуха в точке наблюдения.

m

Значение m определяется статистически как функция средней температуры воздуха. Взаимосвязь между tm и graphm графически показана на рисунке 5.9. Это статистически получено из данных приземных наблюдений, полученных в восьми метеорологических обсерваториях на рис. 5.9 Отношения между m и tm Japan.

Это соотношение почти такое же, как и в нижних слоях атмосферы при средних

9

условиях в Японии.

Значение «R» составляет 287,05 Джкг-1К-1.

Используйте эту формулу для расчета уменьшения

до одного десятичного знака для среднего значения уровня моря P как функции температуры воздуха t и атмосферного давления P в точке наблюдения. Сокращения удобно составлять заранее. Температура воздуха в точке наблюдения t должна быть такой же, как на высоте барометра, но вместо нее используется температура воздуха в поле наблюдения, поскольку разница незначительна.Точно так же «g» должно быть средним значением до среднего уровня моря, но его влияние также незначительно. m = (Атм + B) tm + C tm

5,3

Техническое обслуживание

5.3.1 5.3.1 Техническое обслуживание ртутного барометра Техническое обслуживание ртутных барометров осуществляется следующими способами: 1) Один раз в месяц, смахните пыль с внешней поверхности мягкой щеткой и протрите металлические и стеклянные части мягкой тканью. Проверить барометр на наличие дефектов и трещин. 2) Если грязь собирается на уровне ртути, где ртуть соприкасается со стрелкой из слоновой кости, поверните регулировочный винт, как показано на рисунке 5.2 до уровня примерно на 3 мм ниже. Восстановите регулировочный винт, и грязь будет удалена. В это время будьте осторожны, чтобы не встряхнуть основной корпус, пытаясь удалить грязь, так как внутренняя часть стеклянной трубки может загрязниться выше уровня ртути, что приведет к нечетким показаниям. 3) Степень вакуума не следует проверять, если в этом нет особой необходимости. 5.3.2 Инструменты для анероидов 5.3.2.1 Барометр-анероид Очищайте поверхность или стеклянную часть барометра-анероида мягкой тканью или щеткой каждую неделю.(См. Рисунки 5.3 и 5.4.) 5.3.2.2 Барограф-анероид Проверьте барограф-анероид, как указано в главе 2: Измерение температуры, и если разница между показаниями барографа-анероида и показаниями прибора составляет ± 0,3 гПа или более. ртутный барометр, поверните регулировочный винт индикатора (7), чтобы отрегулировать индикатор, показанный на Рисунке 5.5.

5.3.3

Электронный барометр

5.3.3.1 Цилиндрический резонаторный барометр Поскольку влажный воздух в датчике цилиндрического резонаторного барометра приводит к ошибке

10

приблизительно 0.1 гПа по показаниям давления. каждый месяц.

Заменить влагопоглотитель рядом с датчиком

5.3.3.2 Барометр электростатической емкости Барометры электростатической емкости обладают высокой производительностью и стабильностью, не требуя ежедневного обслуживания.

5.4

Калибровка

5.4.1 Ртутный барометр 5.4.1.1 Установка Поскольку конструкция ртутных барометров обеспечивает им низкую мобильность, для калибровки рядом с ними устанавливается стандартный электронный барометр.Во время установки необходимо убедиться, что высота точки из слоновой кости ртутного барометра соответствует высоте датчика давления внутри электронного барометра (рисунок 5.10). Калибровку можно выполнить через сутки после завершения установки.

При установке высота точки цвета слоновой кости калибруемого ртутного барометра должна соответствовать высоте датчика давления внутри стандартного электронного барометра.

5.4.1.2

Калибровка

Калибровка выполняется в условиях изменения давления на 1 гПа / ч или менее и скорости ветра 3 м / с или менее.Для каждой калибровки необходимо снять более 20 показаний атмосферного давления с помощью стандартного электронного барометра и ртутного барометра, подлежащего калибровке. Цифры показаний атмосферного давления, показывающие тенденцию к увеличению и тенденцию к снижению, должны быть примерно одинаковыми. Все измерения должен проводить один и тот же человек, чтобы не допустить ошибок при чтении. К показаниям ртутного барометра следует применять поправку на температуру и гравитацию, используя методы, описанные в разделе 5.2.1 Ртутные барометры, (4) Корректировка показаний барометра, (b) Поправка на температуру и (c) Поправка на силу тяжести. 5.4.2 Барометр-анероид Если показания барометра-анероида отличаются от показаний стандартного электрического барометра на ± 0,3 гПа или более, необходимо отрегулировать ручку указателя, показанную на рисунке 5.4.

11

5.4.3

Электронный барометр (барометр с цилиндрическим резонатором, барометр электростатической емкости) 5.4.3.1 Установка Для калибровки электронного барометра калибруемый барометр и стандартный электронный барометр должны быть соединены трубкой и руководством по эксплуатации. Регулятор давления должен использоваться для настройки, как показано на рисунке 5.11. После установки датчики давления внутри обоих барометров должны находиться на одинаковой высоте. Установка должна быть завершена за день до калибровки, чтобы позволить приборам адаптироваться к комнатной температуре.

Электронный барометр для калибровки

Стандартный электрический барометер

Ручной регулятор давления

5.4.3.2

Проверка давления

Перед калибровкой давление следует постепенно изменить во всем диапазоне калибровки несколько раз с помощью ручного регулятора .Затем следует выполнить сравнительное измерение в точках калибровки, как описано ниже. Каждое сравнительное измерение должно быть выполнено не менее трех раз с повышением и понижением давления. Разницу между показаниями стандартного барометра и барометра, который нужно калибровать в каждой точке, следует записать, и среднее значение разницы в каждой точке можно принять в качестве индекса ошибки для каждой точки калибровки. Точки калибровки: 880, 920, 960, 1000, 1040 (гПа) * Если указанные средства для проверки давления недоступны, можно использовать альтернативный упрощенный метод, при котором калибруемый барометр и стандартный электронный барометр помещаются в такая же высота в атмосфере. Затем снимают примерно 20 показаний барометра для определения значения поправки при атмосферном давлении.

5.5

Ремонт

5.5.1 Ртутный барометр Когда разница в значениях наблюдений увеличивается между ртутным и анероидным барометрами

12

и ртутный барометр кажется неисправным, отремонтируйте его, следуя инструкциям, описанным ниже ( См. Рисунок 5.2). 1) Увеличение разницы, вероятно, вызвано плохим вакуумом или неплотным креплением стрелки из слоновой кости.Когда вакуум станет хуже, слейте ртуть и снова залейте ее. Когда крепежная деталь указателя из слоновой кости ослабнет, разберите ее и плотно закрутите. 2) Когда ручка (5), используемая для перемещения нониуса (3), расшатывается и вызывает большой люфт при регулировке градуировки, затяните две гайки на ручке с помощью специального инструмента (торцевого ключа со штифтом) (6). 3) Не смазывайте регулировочный винт (18) и ручку (5) чрезмерно. Излишки масла растекутся и растают лак краски, вызывая липкость нити. Это сделает винт еще более жестким.Кроме того, масло впитается в кожаный мешок (15) и деревянную часть и загрязняет ртуть. Если регулировочный винт (18) жесткий, это, вероятно, связано с тем, что винт погнут или резьба загрязнена. В этих случаях замените винт или снимите и очистите его щеткой и тканью. 4) Когда кажется, что уровень ртутного барометра не работает должным образом из-за землетрясения, например, ослабьте три винта шарнирного соединения вертикальной оси. Проверьте уровень и снова затяните винты.5.5.2 Инструменты-анероиды 5.5.2.1 Барометр-анероид Барометр-анероид — очень точный прибор, и его нелегко разобрать или отремонтировать на месте. 5.5.2.2 Барограф-анероид Отремонтируйте барограф-анероид в соответствии с инструкциями по ремонту в главе 2: Измерение температуры. Если заметны нерегулярные движения ручки пера, отремонтируйте ее следующим образом (см. Рисунок 5.5). 1) Вытащите штифт (с кольцом) (9) и соединительный штифт. Очистите отверстия на капсуле барометра (1), язычке (2) и рычаге (3) эфирным маслом или бензином и удалите старое масло. Отполируйте внутреннюю часть отверстий маслоабсорбирующей зубочисткой и нанесите тонкий слой высококачественного часового масла внутрь отверстий перед сборкой. 2) Почувствуйте, как гремят шкворни руками. Удаляйте по одной оси за раз. Удалите старое масло и пыль. Если ось заржавела, перед сборкой равномерно отполируйте ее на токарном станке или масленке и смажьте маслом для часов, как указано выше в п. 1). 3) Язычок (2) должен быть отцентрирован на щели рычага (3). В противном случае проверьте штифт и трещину на предмет деформации и отремонтируйте все дефектные детали перед повторной сборкой.4) Чтобы отремонтировать барабан с часовым приводом (5), обратитесь к соответствующему разделу в Главе 2: Измерение температуры. 5.5.3 Электронный барометр Цилиндрический резонатор и барометры электростатической емкости в основном состоят из электрических компонентов и редко имеют механические части. Таким образом, эти барометры редко можно отремонтировать на месте.

13

5.6

Транспортировка

5. 6.1 Ртутный барометр (1) Способ транспортировки При транспортировке ртутного барометра заполните вакуумную часть ртутью и переверните барометр вверх дном, чтобы предотвратить попадание воздуха.Это касается и внутреннего транспорта, независимо от расстояния. При транспортировке на большие расстояния переносите его в кожаной сумке для переноски, удерживая барометр в перевернутом положении. (a) Удаление ртутного барометра. Чтобы снять ртутный барометр с подвесной пластины, мягко поворачивайте регулировочный винт (18) (см. рисунок 5.2), пока ртутный столбик не достигнет верха трубки. Это может быть трудно заметить, просто почувствовав регулировочный винт или послушав его металлический звук. Поэтому обратите особое внимание на движение столбика ртути при вращении регулировочного винта.Если бачок имеет вентиляционное отверстие, на этом этапе его необходимо плотно закрыть. После поворота регулировочного винта ослабьте три винта шарнирного рычага вертикальной оси. Выкрутите винт в верхней части подвесной пластины. Крепко удерживая основной корпус обеими руками, снимите его с держателя. (b) Переворачивание ртутного барометра. После снятия ртутного барометра с подвесной пластины медленно наклоните его и переверните вверх дном. (c) Хранение ртутного барометра в кожаном футляре для переноски. Проверьте кожаный футляр для переноски, чтобы барометр не отрывался, плечевой ремень не был пристегнут, а колпачок можно было надежно затянуть.Когда все будет проверено, медленно поместите барометр, который был перевернут на шаге (b), в кожаный чехол для переноски. Когда ртутный бачок вот-вот войдет в кожаный чехол для переноски, надежно возьмитесь за регулировочный винт одной рукой и поднимите кожаный чехол для переноски другой рукой так, чтобы верхняя часть ртутного барометра оказалась на кожаном футляре для переноски. Поместив барометр в кожаный футляр, наполните ртутный бачок амортизирующим материалом для поддержки.(2) Меры предосторожности при транспортировке Когда температура барометра повышается во время транспортировки, ртуть расширяется и может разбить стеклянную трубку или вытечь. Чтобы предотвратить это, заранее ослабьте регулировочный винт (18) на один или два оборота (см. Рисунок 5.2). Закиньте кожаный чехол для переноски через плечо и не раскачивайте его. При длительной транспортировке по железной дороге или на судне поместите кожаный футляр для переноски вертикально в безопасное место, чтобы барометр всегда был перевернут. Если невозможно поставить кожаный футляр вертикально, не допускайте его наклона более чем на 30 градусов.Для временного размещения во время транспортировки поместите кожаный чехол на устойчивое место, чтобы он случайно не упал. Воздушная транспортировка ртути и связанных с ней инструментов регулируется Международной ассоциацией воздушного транспорта (IATA).

14

5.6.2 Инструменты-анероиды Обычно инструменты-анероиды имеют диапазон измерения от 900 гПа до 1050 гПа. Не перевозите эти барометры по воздуху, так как капсулы барометра могут сломаться из-за превышения диапазона измерения. Информацию о транспортировке барабанов с часовым приводом анероидного барографа см. В главе 2 «Измерение температуры».

5.7

Установка

5.7.1 Ртутный барометр (1) Проверка ртутного барометра После извлечения ртутного барометра из кожаного футляра для переноски проверьте его на наличие повреждений, деформации и утечки ртути, удерживая его в перевернутом положении. Убедившись в его целостности, затяните регулировочный винт (18) (Рисунок 5.2) до упора и удалите воздух. (2) Возвращение ртутного барометра в вертикальное положение. После удаления воздуха, затянув регулировочный винт (18), возьмитесь за ртутный барометр обеими руками и медленно поверните его обратно в вертикальное положение.Затем поверните ручку верньера (5) и убедитесь, что она не работает быстро и не работает на холостом ходу. (3) Проверка наличия газа в трубке барометра Крепко удерживая ртутный барометр одной рукой, несколько раз похлопайте пальцами другой руки по латунной крышке (21) ртутного бачка и ослабьте регулировочный винт (18). ) маленький. Когда верхняя часть ртутного столбика (4) окажется в верхней части прорези (2), затяните винт на пол-оборота так, чтобы верх ртутного столбика (4) был немного скрыт в верхней части прорези ( 2).

Удерживая ртутный барометр обеими руками, медленно наклоните его.

При наклоне

барометра на угол около 30 градусов ртуть достигнет верхней части трубки барометра (8) и издаст металлический звук, похожий на щелчок. Если щелчок резкий и металлический, столб ртути достиг вершины, не встречаясь с газами. При выполнении этого теста оператор должен осознавать опасность поломки трубки барометра из-за слишком быстрого наклона барометра.(4) Проверка прикрепленного термометра. Проверьте прикрепленный термометр (7) на предмет поломки или отсоединения ртутного столба. (5) Проверка подвесной пластины. Проверьте целостность верхних и нижних молочно-белых стаканов, крючка для подвешивания, шарнирного соединения вертикальной оси и крюка для настенной подвески на подвесной пластине. Проверьте фиксирующий винт и три винта шарнирного рычага вертикальной оси на предмет деформации или недостачи. (6) Установка ртутного барометра. Ртутный барометр следует устанавливать как можно вертикально, чтобы свести к минимуму погрешность показаний. Перед установкой снимите прикрепленный термометр и фиксирующий винт и ослабьте центростремительный винт. Когда стеклянный цилиндр (12) наполнен ртутью, поставьте барометр вертикально и вставьте регулировочный винт (18) в центр шарнирного соединения вертикальной оси. Затем подвесьте металлический крючок (1) к крюку подвески и закрепите винт крюка подвески. С помощью трех винтов закрепите шарнирное соединение вертикальной оси, чтобы оно оставалось в правом верхнем положении.

15

Медленно поворачивайте регулировочный винт (18) до тех пор, пока уровень ртути в ртутном бачке не окажется на 1 мм ниже стрелки из слоновой кости.Не понижайте уровень ртути резко, так как воздух внутри латунного цилиндра (21) сжимается и просачивается через кожаный мешок до уровня ртути, вызывая пузыри в ртутной трубке (8). Убедитесь, что во время этого процесса в верхней части ртутной трубки (8) не появляются пузырьки. Если кожаная сумка для стирки слишком твердая, уровень ртути может не снизиться плавно при ослаблении винта. В таком случае обратите особое внимание на внезапное падение уровня ртути. Если уровень ртути не снижается самопроизвольно, постучите пальцем по регулировочному винту (18) снизу.После установки ртутного барометра снова установите прикрепленный термометр, как и раньше. Оставьте барометр как есть как минимум на день для кондиционирования при комнатной температуре. 5.7.2 Инструменты-анероид 5.7.2.1 Барометр-анероид (1) Осмотр перед установкой Перед установкой барометра-анероида проверьте его на предмет разбития стекла. Убедитесь, что указатель (рисунок 5.3) плавно перемещается и останавливается в произвольной точке. Слегка встряхните барометр и послушайте его внутренний звук, чтобы проверить, не ослаблены ли винты и гайки.(2) Регулировка перед установкой Поверните ручку регулировки индикатора, чтобы установить индикатор на атмосферное давление, измеренное с помощью ртутного барометра на месте. (3) Установка барометра-анероида Барометр следует устанавливать внутри помещения с барометром. Если это невозможно, поместите барометр в место, защищенное от прямых солнечных лучей и резких перепадов температуры. Барометр следует устанавливать в месте, защищенном от вибрации и сильных ударов. При установке барометра на столб или стену надежно закрепите его шурупами, чтобы он не упал.Барометр, специально предназначенный для горизонтальной установки, следует использовать в футляре для принадлежностей или в деревянном ящике для защиты. 5.7.2.2 Барограф-анероид (1) Проверка перед установкой Перед установкой барографа-анероида проверьте основной корпус (Рисунок 5.5) и барабан с часовым приводом (5) на предмет поломки, деформации, ослабленных или отсутствующих винтов и других нарушений. Если все в порядке, прикрепите барабан с часовым приводом (5) к основному корпусу. Удалив штифт с кольцом (9), убедитесь, что кончик пишущего пера (4) совмещен с линией градуировки времени (кривизны) диаграммы записи.Убедитесь, что давление пера подходящее. Вставьте штифт с кольцом (9) в рычаг (3) и язычок (2). Поверните ручку регулировки индикатора (7), чтобы привести показания к атмосферному давлению, измеренному на месте ртутным барометром. В это время слегка встряхните его, чтобы кончик пера оставался на прежнем месте. Наконец, намотайте пружину барабана с часовым приводом и убедитесь, что он работает правильно.

16

(2) Регулировка перед установкой Не изменяйте увеличение по небрежности на месте, так как это потребует повторной проверки.Не изменяйте небрежно и монтажное положение биметаллической коррекции температуры, так как это влияет на точность. Когда кончик пишущего пера (4) не совпадает с линией деления времени на записывающей таблице, барабан с часовым приводом может наклониться. Исправьте его, обратившись к главе 2: Измерение температуры. (3) Установка барографа-анероида Как правило, барограф-анероид следует размещать на прочном столе или столе в помещении с барометром. Подложите резиновый лист или другую подушку под барограф-анероид, чтобы поглотить вибрации здания.5.7.3 Электронный барометр Цилиндрический резонатор и барометры электростатической емкости следует использовать в соответствии с инструкциями по эксплуатации. Поскольку они содержат точные электронные детали и схемы, их следует устанавливать в месте, защищенном от влажности, прямых солнечных лучей и вибраций.

5.8

Практическое обучение

5.8.1 Барометр-анероид Ремонт на станции барометр-анероид не требуется. В этом случае откройте крышку и проверьте механизм. Наблюдайте за капсулами барометра, шестернями, рычагом и волосковыми пружинами (см. Рисунок 5.3 и 5.4). 5.8.2 Барограф-анероид Изучите барограф-анероид, чтобы понять механизм обслуживания. Барограф-анероид состоит из капсулы барометра, барабана с часовым приводом и системы пера. Индикатор можно отрегулировать, вращая ручку регулировки указателя. Отремонтируйте барабан с часовым приводом в соответствии с инструкциями по ремонту в главе 2: Измерение температуры. Рекомендуется сдвигать не ручку рычага, а биметаллический компенсатор. 5.8.3 Разборка и очистка ртутного барометра (1) Подготовка и меры предосторожности В этом разделе описана практика разборки и очистки барометра Fortin. Идеально чистить барометр в ясный сухой день. Потому что воздушная масса с высокой температурой и высокой влажностью содержит много пыли. Очистку следует выполнять медленно и равномерно. Барометр необходимо переворачивать вверх дном для работ по разборке и очистке, например при транспортировке. Установите барометр в вертикальном положении, затяните регулировочный винт (Рисунок 5.2 (18)) и наполните стеклянную трубку ртутью. Когда ртуть соприкасается с верхней частью стеклянной трубки, она издает металлический звук, похожий на щелчок.Этот звук следует иметь в виду, чтобы проверить

17

Ремонтная рама

Полиэтиленовая прокладка

попадание пузырьков воздуха после очистки. Заполнив стеклянную трубку ртутью, снимите Рисунок 5.10 Барометр ремонтной рамы с подвесной пластины и переверните его вверх дном. и полиэтиленовая пленка. Используйте чистящие инструменты, не содержащие масла, влаги и кислоты, чтобы предотвратить слипание. Во время разборки и очистки важно помнить об ощущении затяжки винта, чтобы собрать компоненты, как прежде. Инструменты, необходимые для разборки и очистки, перечислены в прилагаемой таблице. (2) Разборка ртутной цистерны. Таким же образом, как и при транспортировке барометра, переверните барометр вверх дном после того, как ртуть достигнет верха стеклянной трубки. Установите барометр в ремонтную раму для ртутного барометра (рисунок 5.10). Рекомендуется упаковать барометр полиэтиленовым пакетом от шкалы до трубки барометра. Нажав на латунный цилиндр, поверните винт под крышкой (рисунок 5.11, б) влево, чтобы снять.Возьмите кожаный мешок для стирки и проверьте, нет ли утечки ртути. Если ртуть протекает, нажмите пальцем на винтовой мост на деревянном основании, верните барометр в вертикальное положение и удалите просачивающуюся ртуть в стакан. Эта утечка ртути слилась, и ее нельзя смешивать с ртутью в ртутном резервуаре. Нажав одной рукой на верхнюю часть трех винтов (рисунок 5.11, г), поверните латунный цилиндр (рисунок 5.11, в) влево для снятия. Если винт жесткий, слегка затяните его, нанесите небольшое количество масла или слегка похлопайте, прежде чем ослаблять винт. Постучите по мешку для стирки, чтобы удалить ртуть, и поверните самшит против часовой стрелки (рис. 5.12), к которому прикреплен мешок для стирки. Если винт жесткий, затяните его довольно толстой пеньковой нитью (рис. 5.13, a, b), а другой конец — вокруг руки (рис. 5.13, c), и поверните самшит с резьбой против часовой стрелки. Это нужно делать осторожно, чтобы не вылилась ртуть, так как стеклянный цилиндр заполнен ртутью (рис. 5.12). (3) Слив ртути из ртутного бачка. Шприцем наберите небольшое количество ртути в химический стакан.Будьте осторожны, чтобы не разбрызгать ртуть. Вставьте палец в ртутную цистерну, чтобы почувствовать отверстие трубки (рис. 5.14, б). Закройте отверстие пальцем, чтобы ртуть не вытекла из стеклянной трубки. Избыточное усилие сломает коническую часть стеклянной трубки. Закрыв отверстие трубки средним пальцем, другой рукой поднимите барометр и медленно налейте ртуть в химический стакан, не проливая его за пределы стакана. После полного удаления ртути переверните барометр, как и раньше, и отключите отверстие стеклянной трубки. (4) Разберите стеклянный цилиндр ртутного бачка. Ослабьте и выверните три винта (Рисунок 5.15, a) один за другим, чувствуя затяжку винта. Затем снимите латунную металлическую раму, деревянную раму и стеклянный цилиндр (Рисунок 5.16). Рекомендуется пометить винты и отверстия, чтобы не допустить несовпадения при повторной сборке. Также рекомендуется отметить место стыка стеклянной трубки и положение прокладки, чтобы предотвратить утечку ртути после повторной сборки. Кожаные прокладки, прикрепленные к верхней и нижней части стеклянной трубки, снимать нельзя.Однако если прокладки очень грязные, удалите их и хорошо размягчите. Сожмите прокладку

18

пинцетом и погрузите ее в стакан, заполненный фильтрованной ртутью, чтобы ртуть могла адсорбировать грязь. Затем при повторной сборке прикрепите прокладки. (5) Фильтрация ртути и очищающие компоненты. Для фильтрации ртути вылейте ртуть в штамм, который стоит на стакане, покрытом толстой бумагой (бумага с перекрестным зерном) (см. Рис. 5.17). Сначала отфильтруйте ртуть с помощью грубой деформации, затем снова с помощью тонкой деформации.Повторите это дважды или более, пока не перестанете обнаруживать пыль. Поскольку этот процесс требует много времени, фильтрацию следует начинать, как только ртуть сливается в стакан. Протрите стеклянный цилиндр чистящей бумагой, смоченной спиртом, стараясь не стереть следы. Соскребите излишки грязи ножом, стараясь не повредить стеклянный цилиндр, затем отполируйте поверхность зубной щеткой и пастой. Достаточно протрите стеклянный цилиндр, чтобы удалить влагу. Протрите деталь из самшита (Рисунок 5.16, в) чистящей бумагой. Протрите кожаную сумку изнутри (рисунок 5.12, б) чистящей бумагой. Затем поместите в мешок ртуть, отфильтрованную одним фильтром, примерно на 1/3, возьмите мешок одной рукой, чтобы ртуть не разбрызгивалась, и потрите его другой рукой, чтобы ртуть впитала грязь. Повторяйте этот процесс, пока грязь в мешке не исчезнет. Снова отфильтруйте загрязненную ртуть и повторяйте ее, пока она не станет чистой. Мягко сотрите пыль с указки из слоновой кости щеткой и бумагой.Старайтесь не перемещать и не повредить указатель из слоновой кости, так как это повлияет на ошибку индекса. Сотрите пыль с деревянной рамы и стеклянной трубки щеткой и чистящей бумагой. Некоторые барометры содержат пластинки слюды (рис. 5.2, 22) внутри латунных цилиндров (рис. 5.2, 21). Осторожно удалите пластины слюды и сотрите пыль чистящей бумагой или щеткой. Пузырьки часто цепляются за входное отверстие стеклянной трубки. Вытяните их, вставив хорошо просушенную железную проволоку (например, иглу). (6) Сборка стеклянного цилиндра ртутного бачка. Соберите стеклянный цилиндр в порядке, обратном разборке.Перед повторной сборкой очень осторожно сотрите пыль чистой бумагой или кистью. Возьмитесь за верхнюю и нижнюю части стеклянной трубки, прикрепите ее к основному корпусу. Будьте осторожны, чтобы не перепутать верхнюю и нижнюю стороны и его ориентацию и не оставить отпечатков пальцев. Когда прокладка оторвется, размягчите ее и хорошо промойте ртутью, прежде чем вставлять в канавку. Поместите самшит (Рисунок 5.16) на основной корпус и накройте его латунной металлической рамой (Рисунок 5.16), обращая особое внимание на отметки и прокладки.Закрепите три винта (Рисунок 5.16) в исходных положениях. Затяните винты, вращая основной корпус и регулируя баланс винтов относительно друг друга. Несбалансированная затяжка может привести к утечке ртути или поломке стеклянной трубки. Чтобы очистить собранный ртутный бачок (рис. 5.15), вылейте ртуть через зазор в деревянном основании во время фильтрации, чтобы ртуть адсорбировала грязь. Чтобы слить ртуть, закройте отверстие трубки (рис. 5.15, б) кончиком пальца, накрытым ручкой, и переверните основной корпус вверх дном.Если это сделать, когда ртуть вогнута

19

в отверстии трубки, пузырьки войдут в трубку. Чтобы предотвратить это, нагрейте трубку основного корпуса сушилкой, чтобы ртуть расширилась, прежде чем закупорить отверстие трубки. (7) Заполнение ртути Залейте отфильтрованную ртуть в ртутный бачок, снова фильтруя ее с помощью тонкой деформации. В это время держите ртуть закрытой (Рисунок 5.17), чтобы предотвратить попадание пыли. Ртуть вогнута в отверстии трубки, закрытой пальцем.Если ртуть наливается, пока она остается вогнутой, пузырьки воздуха появятся в верхней части стеклянной трубки, когда барометр повернут обратно в вертикальное положение. Эти пузыри ухудшают степень вакуума. Расширьте ртуть, нагревая ее в сушилке, пока она не станет выпуклой у отверстия трубки. Сверху выпуклость практически не просматривается, поэтому под другими углами наблюдать за ней нужно очень внимательно. Когда ртуть станет выпуклой у отверстия трубки, отфильтруйте и снова вылейте ртуть, пока ртуть не поднимется с поверхностным натяжением непосредственно перед переливом.При необходимости добавьте очищенную ртуть. (8) Сборка ртутного бачка Вытрите пыль с кожаного мешка, а затем плотно закрепите деревянную раму, чтобы не допустить разлива поднимающейся ртути. Убедитесь, что прокладки правильно закреплены внутри деревянного каркаса. Вставьте деревянную перемычку на кожаном мешке в ртутный бачок кончиком пальца, чтобы убедиться, что ртуть не вытекает из стеклянного цилиндра ртутного бачка и деревянного каркаса (рис. 5.12). Если ртуть протекает, остановите ее, затянув три винта латунного металлического каркаса.Если ртуть все еще течет, разберите прокладку и снова размягчите ее. При затягивании винтов латунного цилиндра старайтесь не сломать винты. Если винт слился из-за утечки ртути, обратитесь к обслуживающему персоналу для ремонта. Затяните регулировочный винт, чтобы завершить сборку стеклянного цилиндра. На этом этапе снимаем полиэтиленовый пакет, прикрепленный к барометру. (9) Очистка защитной стеклянной трубки градуировки После длительного использования ртутного барометра защитная стеклянная трубка градуировки (рис.18, А) может стать слишком грязным для четкого чтения нониуса. Грязную стеклянную трубку следует очищать одновременно с проверкой ртутного бачка. Чтобы предотвратить попадание пузырьков, затяните регулировочный винт и верните барометр в вертикальное положение. Ослабьте регулировочный винт, повернув на два-три оборота. Ослабьте винт крепления стопорного кольца стекла (рисунок 5.18, а) под защитной стеклянной трубкой градуировки, он вместе с защитной трубкой опустится вниз. Когда фиксирующий винт защелки (рисунок 5.18, б) выходит из защитной стеклянной трубки градуировки, открутите винт. Металлический крепеж вешалки теперь оторвется. Снимается и защитная стеклянная трубка градуировки. Очистите внутреннюю часть бумагой. Слегка удалите пыль с градуировки и нониуса. Если на градуировке есть амальгама, инструмент должен быть отремонтирован обслуживающим персоналом. После очистки стеклянной трубки закрутите фиксирующий винт защелки. Слегка приподнимите стопорное кольцо защитной трубки и затяните крепежный винт. Соберите стеклянную трубку с зазором

20

, достаточным для дребезжания и расширения.(10) Проверка барометра После разборки, очистки и повторной сборки барометра проверьте внешнюю трубку на наличие капель ртути. Переверните барометр и оставьте на ночь, чтобы проверить отсутствие утечки ртути. Если обнаружена утечка ртути, отрегулируйте винты. Если утечки нет, верните барометр в вертикальное положение и проверьте степень вакуума. Об этом можно судить по металлическому звуку, похожему на щелчок, когда ртуть соприкасается с верхней частью стеклянной трубки. Когда этот звук слышен так же, как и перед разборкой, степень вакуума удовлетворительная.Если доступны два барометра, перед очисткой сравните их погрешности индекса. Снова сравните их после очистки, чтобы убедиться, что ошибка индекса не изменилась.

21

Инструменты для практики (a) Регулировочный винт

(a) Пеньковая резьба

(b) Винт под крышкой

Самшит

(c) Латунный цилиндр (d) Винт

(b) Затягивание с нитка Кожаный мешок для стирки

Рисунок 5.11 Бачок Mercury

Рисунок 5.12 Самшит с мешком из кожи для стирки

(c) Вращение самшита с помощью нити против часовой стрелки Рисунок 5.13 Метод поворота самшита, если винт жесткий

(b) Открытие трубки

Стакан

(a) Винт

Рис. 5.14 Заливка ртути в стакан Рис. 5.15 Стеклянный цилиндр

22

Три винта Напряжение

Самшит Латунный металлический каркас Отверстие трубки

Стрелка из слоновой кости Толстая бумага

Стакан

Рисунок 5.17 Фильтрация ртути Самшит

Стеклянный цилиндр (b) Винт фиксации защелки

Рисунок 5.16 Детали стеклянного цилиндра ртутного цистерны

(A) Защитная стеклянная трубка для градуировки

(a) Крепежный винт стопорного кольца для стекла

Рисунок 5.18 Защитная стеклянная трубка

ПРИЛОЖЕННАЯ ТАБЛИЦА Инструмент и принадлежности для разборки и очистки ртутного барометра Количество инструменты или инструменты или расходные материалы Предназначение расходных материалов

23

Ремонтная рама

1 комплект

Перевернутая

Стакан

4

Налейте ртуть из барометра

Сетчатый фильтр для ртути

Ртуть и мелкая мелочь барометра один

Сквирт

1

Шприц со ртутью в стакан

Пинцет

Пара

Зажмите прокладку

Резак

1

Очистите

от стеклянного цилиндра 1

Нагрейте трубку барометра, чтобы в нее не попали пузырьки воздуха

Мягкая щетка и ткань

По одному

Очистить металлические и стеклянные части барометра

Инструмент с 3 винтами

регулировка 1

Присоединить

3 винта к

барометру

исходное положение

Поддон для пыли

1

Поднять разбрызганная ртуть

Полиэтиленовый патч

1

Установить под ремонтную раму ртуть

Хорошо высушенная железная проволока

1

Вытолкнуть пузырьки воздуха, вставив их в стеклянную трубку

Спирт

500 куб.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *