Что такое цифровой барометр и как он работает. Какие параметры измеряет современный барометр. Как использовать барометр для прогноза погоды. Преимущества цифровых барометров перед аналоговыми.
Что такое цифровой барометр и принцип его работы
Цифровой барометр — это современный электронный прибор для измерения атмосферного давления. В отличие от традиционных ртутных или анероидных барометров, цифровые модели используют высокоточные электронные датчики давления.
Принцип работы цифрового барометра основан на измерении деформации чувствительной мембраны под воздействием атмосферного давления. Электронный датчик преобразует величину деформации в электрический сигнал, который затем обрабатывается микропроцессором и выводится на дисплей в виде числового значения давления.
Основные параметры, измеряемые современными цифровыми барометрами
Современные цифровые барометры часто являются многофункциональными приборами и могут измерять следующие параметры:
- Атмосферное давление (в гПа, мм рт.ст. или других единицах)
- Температура воздуха
- Относительная влажность воздуха
- Высота над уровнем моря (в качестве альтиметра)
- Тенденция изменения давления
Некоторые продвинутые модели также могут определять точку росы, уровень комфортности и прогнозировать погоду на ближайшее время.
Использование цифрового барометра для прогноза погоды
Цифровые барометры позволяют не только измерять текущее атмосферное давление, но и отслеживать его изменение во времени. Это дает возможность прогнозировать погоду на ближайшие часы или сутки.
Как правило, устойчивое высокое давление свидетельствует о хорошей ясной погоде. Падение давления часто предшествует ухудшению погоды, появлению облачности и осадков. Резкое снижение давления может указывать на приближение шторма или урагана.
Многие цифровые барометры имеют встроенную функцию прогноза погоды, которая анализирует тенденцию изменения давления и выводит прогноз в виде пиктограмм (солнце, облака, дождь и т.д.).
Преимущества цифровых барометров перед аналоговыми
Цифровые барометры имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с традиционными аналоговыми моделями:
- Высокая точность измерений (до 0,1 гПа)
- Быстрота измерений
- Возможность сохранения истории измерений
- Компактные размеры
- Многофункциональность (измерение нескольких параметров)
- Удобство считывания показаний с цифрового дисплея
- Возможность подключения к компьютеру для анализа данных
Применение цифровых барометров в метеорологии и повседневной жизни
Цифровые барометры широко применяются как в профессиональной метеорологии, так и в быту:
- На метеостанциях для точного измерения атмосферного давления
- В авиации для определения высоты полета
- В туризме и альпинизме в качестве высотомеров
- В домашних метеостанциях для контроля микроклимата
- Рыбаками и охотниками для прогноза погоды
- Людьми с метеозависимостью для отслеживания изменений давления
Как выбрать цифровой барометр для домашнего использования
При выборе цифрового барометра для дома стоит обратить внимание на следующие характеристики:
- Точность измерения давления (желательно не хуже ±1 гПа)
- Диапазон измерения давления (обычно 300-1100 гПа достаточно)
- Наличие дополнительных датчиков (температуры, влажности)
- Функция прогноза погоды
- Возможность сохранения истории измерений
- Удобство интерфейса и читаемость дисплея
- Автономность работы (тип питания и время работы от батарей)
Калибровка и обслуживание цифрового барометра
Цифровые барометры, как правило, не требуют специального обслуживания. Однако для обеспечения точности измерений рекомендуется периодически проводить калибровку прибора.
Калибровка может потребоваться в следующих случаях:
- При первом использовании прибора
- При значительном изменении высоты над уровнем моря
- При появлении расхождений с официальными данными метеослужб
Процедура калибровки обычно заключается в установке правильного значения давления, соответствующего текущей высоте над уровнем моря. Подробные инструкции по калибровке должны быть указаны в руководстве пользователя конкретной модели барометра.
Цифровой барометр – для точного измерения атмосферного давления
Существует целый ряд рабочих сред в промышленности, требующих постоянного контроля давления воздуха, например, поверочные и калибровочные лаборатории. Для вытеснения из помещения посторонних частиц в нем постоянно поддерживается избыточное давление. Оно необходимо для того, чтобы при кратковременном открывании дверей в помещение не проникали нежелательные бактерии и частицы. Этот принцип в общем применяется в так называемых чистых помещениях. Они используются в разных областях промышленности:
- Научно-исследовательские работы
- Пищевая промышленность
- Косметическая промышленность
- и многое другое
Цифровой барометр с влагомером обеспечивает простой постоянный контроль давления воздуха в помещении.
Термогигрометр с функцией отображения давления h3>
Все важные данные на виду: текущие измеренные значения, дата и время
Манометр абсолютного давления серии h3>
Измерение барометрической высоты
Барометр – где необходим контроль давления воздуха?
Чистое помещение должно соответствовать определенным нормам. По чистоте воздуха определяется класс помещения. Такая классификация осуществляется однократно при вводе в эксплуатацию, а также для регулярного контроля и реклассификации.
Отклонение давления в помещении может иметь серьезные последствия для качества воздуха. Таким образом, наилучшим решением для удобного мониторинга воздуха является цифровой барометр. Для эксплуатации в промышленных условиях высококлассный цифровой барометр должен иметь определенные характеристики:
- Точные данные измерения
- Автоматический сбор данных
- Четкая индикация на дисплее
- Простота в использовании
- Комбинация с влагомером
Также для промышленной эксплуатации требуется заводской протокол калибровки. Цифровые барометры Testo, разумеется, имеют соответствующие протоколы.
Барометры и гигрометры для долгосрочных автоматических измерений
Если от давления воздуха зависит бесперебойная и эффективная работа, необходимо обеспечить его постоянный мониторинг, причем без излишних усилий. Однократной установки измерительного прибора должно быть достаточно для того, чтобы можно было в любое время считывать необходимые данные.
Соответственно цифровой барометр должен быть постоянно готов к работе и исправен. Как правило, измерение давления воздуха сопровождается измерением влажности. Для этого рекомендуется использовать комбинированный прибор с функциями барометра и гигрометра. Конечно же, влагомер можно приобрести и отдельно, без встроенного барометра.
Цифровой барометр не требует индивидуальной настройки. Он автоматически измеряет давление воздуха и ряд других данных, таких как температура и влажность воздуха. Благодаря этому такой прибор может быть полезен во многих других рабочих условиях помимо чистых помещений.
Современные цифровые барометры имеют множество полезных характеристик
- Комплексное измерение параметров
- Высокая частота интервалов измерения
- Долгая работа от аккумуляторов с предупреждающим сигналом
Контроль качества воздуха в помещении без дополнительных усилий
Вопрос дефицита персонала актуален и в промышленности. На все меньшее количество работников возлагается все больше задач. Благодаря высококлассным измерительным приборам, таким как логгер влажности или цифровой барометр, такие задачи можно доверить автоматике. Контроль микроклимата чистых помещений и лабораторий – одна из таких задач.
Если барометр цифровой, достаточно один раз смонтировать его на нужном месте. Для этого предусмотрено подходящее крепление. Удобные и легкие цифровые барометры, как правило, устанавливают на месте замера на постоянной основе. Целесообразно выбирать для этого хорошо просматривающуюся часть помещения. Таким образом, можно будет сразу видеть изменения интересующих параметров.
Благодаря возможности подачи сигнала тревоги при превышении граничных значений критическое изменение микроклимата помещения не останется незамеченным. Пользователь может немедленно принять необходимые меры для скорейшего устранения проблемы.
Лаборатории: Цифровой барометр Testo
Testo предлагает testo 622 – термогигрометр с функцией отображения давления. Этот измерительный прибор оптимальным образом подходит для комплексного контроля микроклимата помещения:
- Измерение температуры
- Измерение влажности воздуха
- Измерение давления воздуха
Замеры осуществляются каждые десять секунд, а результаты выводятся на дисплей в удобном для чтения виде. Дополнительно отображаются текущее время и дата. Возможна настройка индивидуальных граничных значений по желанию. При превышении граничных значений включается аварийный светодиодный индикатор.
Все это позволяет использовать testo 622 для постоянного контроля микроклимата лабораторий и чистых помещений.
Такие приборы, как наш гигрометр с барометром, подходят как для стационарного, так и для мобильного применения. Благодаря практичному настенному креплению прибор может использоваться в помещении в качестве контрольного монитора. А при использовании настольной подставки его также можно размещать внутри помещения или даже в разных лабораториях.
Мобильный контроль испытательных систем
Для испытательных систем прецизионный контроль микроклимата помещения имеет особую важность. Если барометр цифровой, использовать его можно без привязки к месту. Прямо на столе поблизости от испытательной системы или для контроля всего помещения – получать оперативные и точные данные измерения очень легко.
Для специальных измерений внутри лабораторий и чистых помещений мы предлагаем ряд других измерительных приборов. Ищете ли вы прецизионный барометр или датчик влажности – в нашем ассортименте вы найдете подходящее решение. Все изделия рассчитаны на эксплуатацию в сложных промышленных условиях. Они подходят для ежедневного использования и соответствуют национальным и международным нормам по проведению измерений.
Доверьтесь многолетнему опыту компании Testo. Мы предлагаем не только широкий ассортимент, но и приборы, специально разработанные для измерения давления воздуха и других контрольных параметров микроклимата чистых помещений. Наши цифровые барометры – лишь часть первоклассных измерительных приборов Testo. Вне зависимости от того, ищете вы барометр или влагомер материала, у нас вы всегда найдете первоклассные приборы.
Приборы для измерения атмосферного давления
Давление воздуха это та сила, с которой воздух действует на 1 см2 поверхности. Для того,чтобы ее измерить, необходимо иметь прибор, в котором эта сила действовала бы на данную поверхность только с одной стороны.
В таком случае сила, которую требуется приложить к другой стороне, и будет измерять величину давления.
Прибор для измерения давления воздуха называется барометром.
На рис. 9 приведена схема одного из наиболее употребительных ртутных барометров. В этом приборе сила атмосферного давления действует на поверхность ртути в открытой части трубки. Другой конец трубки запаян. Наполнение трубки ртутью производится так, чтобы в ее запаянном конце совершенно не оставалось воздуха. Таким образом, силе, действующей на ртуть в открытом колене трубки, противопоставляется только вес столба ртути, поднятого в другом колене. Длина этого столба позволяет (если известен удельный вес ртути) определить давление ртути на уровне ее в открытом конце трубки, а отсюда и давление воздуха. Как показывают измерения при помощи такого прибора, величина атмосферного давления составляет в среднем около 1.033 кг/см2. Чтобы лучше определить давление, лучше быть поодаль от объектов, самое оптимальное — купить дом дачу по калужскому шоссе и там проводить опыты.
Для измерения давления служит обычно не непосредственно единица силы давления, а выраженная в миллиметрах длина ртутного столба, уравновешивающего давление. При температуре ртути 0° на широте 45° давлению в 1.033 кг/см2 соответствует, как это не трудно вычислить, столб ртути длиной в 760 мм.
Таким образом, если говорят: «давление равно 760 мм», следует понимать, что давление поддерживает в барометре столб ртути длиной в 760 мм при температуре ртути 0° на широте 45°. Выразим величину атмосферного давления в динах. Динами называются такие силы, которые, действуя на грамм массы, сообщают ей ускорение в 1 см в 1 сек. Так как сила тяжести сообщает массе ускорение в 980.6 см в 1 сек. (т. е. за каждую секунду падающее в пустоте тело увеличивает свою скорость на 980.6 см в 1 сек.), то сила действия тяжести на каждый грамм ртути будет равной 980.6 дин. Масса ртути, поддерживаемой атмосферным давлением на 1 см2, равна объему ртути над 1 см2 сечения трубки, умноженному на плотность ртути, равную 13.596. В таком случае нормальная сила атмосферного давления выразится произведением объема столба ртути длиной в 76 см и сечением в 1 см2 на плотность ртути 13.596 и на ускорение силы тяжести 980.6 см в 1 сек, что дает: 76-13.596-980.6=1013250 дин.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Приборы для измерения давления атмосферы – барометры
Давление возникает в разных средах. Поэтому, различают:
- Атмосферное
- Вакуумметрическое – это то, параметры которого не достигают величин нормального показателя давления воздуха
- Гидростатическое.
В зависимости от величины параметра выделяют:
- Избыточное, его параметры превышают стандартные нормативные значения атмосферы.
- Абсолютное – отсчитывается от параметров вакуума.
Но, независимо от того, как измеряется данный параметр и в какой среде, применяют для этого измерительные изделия (приборы), называющиеся манометрами. А те, которые измеряют непосредственно давление атмосферы – являются барометрами. Но, в зависимости от конструктивных особенностей и принципов работы, они могут быть самыми разнообразными.
Измерение давления воздуха
Чтобы измерить давление воздушного столба используют барометры. Они могут быть по своим конструктивным особенностям самыми разнообразными, от простых изделий, до высокотехнологичных приборов http://www.asu-kip.ru/products/ .
Ртутные
Данный вид относится к жидкостным. В трубке шкалы используется ртуть, которая поднимаясь под воздействием внешнего давления воздуха, указывает его значение (в мм рт. ст., барах или Па) на градуированной шкале. Несмотря на свою простоту, являются достаточно точными, поэтому используются на метеорологических станциях. По ним сверяются остальные приборы. Кстати, при их эксплуатации всегда вводят поправку на силу тяжести, создаваемую земной поверхностью и на инструментальную неточность.
В зависимости от устройства ртутного барометра выделяют:
— Чашечный тип. Чаще всего в него встраивают дополнительно термометр, который также может быть ртутным или спиртовым. Точность такого прибора достигает 0,1 мм ртутного столба.
— Сифонно-чашечный и сифонный. Их принципы работы схожи. В конструкции имеется коленная трубка с перетекаемой жидкостью. Один конец ее запаян, а другой остается открытым. Благодаря специфики ртути, как металла, достигается высокий показатель точности – 0,05 мм рт.ст.
Основанные на работе жидкости
Здесь используется принцип уравновешивания жидкости в двух переливающихся сосудах. Но в качестве жидкого вещества не используется ртуть, а применяется, например, подкрашенная спиртовая жидкость.
Благодаря большой погрешности, их использование на сегодняшний день практически сведено к минимуму.
Анероиды
Более сложная конструкция, включающая в себя металлическую коробку с полостью, внутри которой создается вакуум. В зависимости от изменения положения пластины, регулируется направление стрелки, указывающее на шкале значение давления воздуха.
Их используют в походных условиях, но перед этим сверяют и выставляют по более точному ртутному барометру.
Альтиметр
Это так называемый анероидный высотометр. Он измеряет атмосферное давление в зависимости от высоты над поверхностью уровня моря. Ведь, в смысл 1 атмосферы вкладывается понятие давление воздушного столба ровно на уровне моря. Чем выше человек поднимается в горы, тем меньшее давление оказывается атмосферой. Ведь в этом случае слой воздуха становится тоньше ровно на ту величину, на которую поднялся человек над поверхностью водной глади.
Альтиметры имеют одновременно 2 шкалы – на одной отображается давление, тогда как вторая указывает высоту. Устанавливают альтиметр на летательных аппаратах, где шкала преобразована в циферблат. Именно по такому прибору определяется высота полета.
Барограф
Также такой аппарат называют барометром самописцем. Его основная особенность заключается в том, что он непрерывно регистрирует атмосферное давление, то есть по нему можно сориентироваться в степени его изменения с течением времени.
Электронный
Прибор наиболее точный и современный. В нем применяется принцип анероида. Но полученные с гибкой пластины и гофра данные передаются не на стрелку, а отображаются с помощью цифровой кодификации сигнала на жидкокристаллическом табло.
Важно понимать, что и этот точный прибор изначальной выставляется и градуируется по ртутному барометру.
Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.
ПохожееМанометры давления воздуха по низкой цене
Манометры давления воздуха. Описание
На нашем сайте представлен широкий перечень манометров для измерения давления воздуха.Для поиска необходимого манометра перейдите в один из двух разделов.
Раздел «Манометры. Измерители давления»
Раздел Цифровые манометры.
Манометр очень важный прибор для контроля расхода воды и воздуха. Он помогает выявить во вовремя сбои в работе системы водоснабжения. Для бытового пользования лучшим вариантом будет прибор, в которых шкала измерения – 0-6, 0-10 бар. При домашнем пользовании давление воды не превышает обычно показателей 4 – 5 бар, поэтому такая система самая удобная для зрительного контроля.
Давление в воздухе измеряется дифференциальным манометром. Этим прибором пользуются, чтобы контролировать давление в системах вентиляции. Пользователь получает возможность выявить характеристику давления, зафиксировать разницу показателей. Все это необходимо для надежной эксплуатации. Манометры бывают:
- Относящиеся к группе жидкостных: колокольные, кольцевые, поплавковые, трубные. Показатели определяются жидкостным столбом;
- Механические устройства. Мембранные и сильфонные модификации;
- Дифманометры цифровые. Наиболее популярные и функциональные, показывают влажность, температуру и скорость потока воздуха.
Манометры, которые применяются для измерения давления газов, имеют разные цвета корпусов. Например, если корпус у прибора голубой, то это значит перед вами устройство для измерения давления кислорода, желтый свидетельствует о назначении работы с аммиаком, красный используется для горючих газов, черный — негорючих, белый предназначается для ацетилена. Крайне важна перед манометром установка механизма, который будет отключать и продувать его, к примеру, это может быть трехходовый кран. Также необходим монтаж сифоновой трубки, ее диаметр должен составлять не меньше одного сантиметра. После того как прибор будет установлен, нужно нанести на шкалу манометра красную черту, она укажет рабочее давление.
Манометры для измерения давления газов и жидкости выбираются с учетом условий и среды эксплуатации. Это будет специальный манометр для работы с воздухом, водой, паром, кислородом, аммиаком, ацетоном или газом. Среда может быть разной, в том числе и агрессивной, поэтому материалы приборов рассчитаны на такие условия эксплуатации. Показатели корпуса, в частности, прочность, диаметр, при выборе учитываются, если предстоит его работа в условиях вибрации или повышенной влажности, чтобы исключить повреждение корпуса от коррозии или механического воздействия.
Измерения давления в повседневной жизни, например — измерение давления воздуха в шинах, обычно проводятся относительно давления окружающего воздуха. В других случаях давление измеряется относительно вакуума или некоторой другой точки отсчета. При рассмотрении точек отсчета давления используются такие понятия: Абсолютное давление измеряется относительно идеального вакуума и равно сумме относительного давления (давления по прибору) и атмосферного давления. Относительное давление (давление по прибору) измеряется относительно давления окружающего воздуха и равно разности абсолютного давления и атмосферного давления. Знак минус при этом обычно опускается. Перепад давлений – разность давлений в двух точках.
Области применения манометров измерения давления воздуха
Манометры для определения давления воздуха и газов применяются в следующих отраслях:
- тяжелой и легкой промышленности,
- пищевой промышленности,
- химической и нефтяной промышленности,
- машиностроении, автомобилестроении, авиастроении,
- промышленном и гражданском строительстве,
- жилищно-коммунальном хозяйстве,
- в автомобильном и железнодорожном транспорте,
- в сельском хозяйстве,
- в военно-промышленном комплексе.
Купить манометры давления воздуха по выгодной цене
Купить по низкой цене манометры измерения давления воздуха в Ростове-на-Дону, Ростовской области, в Краснодаре и Краснодарском Крае, Ставрополе и Ставропольском Крае, Волгограде и Волгоградской области, в городах: Нальчик, Владикавказ, Грозный, Махачкала и других городах Юга России можно в нашей компании. Все покупатели могут получить бонусы и подарки!
Доставка манометров давления воздуха в города Юга России
Мы доставим манометры для определения давления воды в города: Ростов, Краснодар, Волгоград, Элиста, Астрахань, Ставрополь, Таганрог, Новочеркасск, Азов, Шахты, Волгодонск, Сальск, Тихорецк, Тимашевск, Сочи, Новороссийск, Анапа, Туапсе, Геленджик, Ейск, Майкоп, Армавир, Невинномысск, Минеральные Воды, Кисловодск, Пятигорск, Железноводск, Черкесск, Нальчик, Владикавказ, Грозный, Махачкала.
Барометр — что это такое? Прибор для измерения атмосферного давления
Барометр, что это такое? Это приспособление для учета колебаний атмосферного давления. Надземный слой нашей планеты имеет толщину в десятки километров. Концентрация смешанных газов в нем отличается небольшой массой, однако в таких значимых объемах оказывает на поверхность существенную нагрузку. Фактически, человек редко его ощущает, так как имеет приспособленность к воздействию этого фактора. Тем не менее, эту величину вполне реально измерить.
Принцип действия простейших устройств
Простейший прибор для измерения атмосферного давления (АД) представляет собой нехитрое устройство, состоящее из тонкостенной стеклянной трубки и ртутного наполнителя. Один из стандартных размеров такого приспособления: трубка толщиной 1 миллиметр и длинной в сто сантиметров.
Если перевернуть емкость закрытым концом вверх, а открытой частью вниз, то некий объем ртути удалится, а определенная часть останется внутри. Содержание жидкого металла будет снижаться до стабилизации внутреннего и наружного давления.
Физическая сущность
Небесные тела, в том числе и Земля, притягивают к себе окружающую их материю, включая и газовую оболочку – атмосферу (если таковая имеется). Сила притяжения (его ещё называют гравитационным полем) зависит от массы тела. Земля тяжелей Луны в 80 раз, поэтому Луна является спутником Земли, а не наоборот.
Притянутый Землёй воздух давит на её поверхность, создавая таким образом атмосферное давление.
На уровне моря давление атмосферного воздуха составляет чуть больше 1 кг/см2. Подсчитано, что на человека средних размеров давит воздушный столб массой 13-15 тонн, а на ладонь – порядка 150 кг.
Но мы этого не ощущаем, так как давление внешней среды уравновешиваются давлением, создаваемым воздухом в тканях нашего тела.
Анероидный и ртутный прибор
Анероид-барометр, что это такое? В принципе работы этого устройства учитываются колебания через круглый металлический корпус с волнистыми стенками, из которого выкачан воздух.
Эластические боковины короба при увеличении давления прогибаются, а при снижении — выпираются. Специальным механизмом рабочие камеры связаны со стрелкой. Она показывает на величину атмосферного давления по шкале, градуированной в миллиметрах столба ртутного.5 Па»
Барограф
Далее представлен барограф. На вопрос — барометр, что это такое в данной конфигурации, можно ответить – это агрегат-самописец для постоянной фиксации атмосферного давления. Его действие основано на колебаниях АД. В итоге деформация передается системой на устройство. При повышении показаний происходит сжимание коробок, рычаг с пером идет вверх, а в случае снижения давления камеры под действием контрольной пружины становятся шире, и самописец проводит нижнюю линию. Фиксированные показания давления вычитаются на специальной градуированной бумажной ленте, которая размещена на вращающемся барабане.
Для устранения температурных колебаний, влияющих на точность показаний, в устройства монтируют конденсаторы из биметалла. Приспособления устанавливаются вдали от нагревательных приборов и должны быть защищены от прямого воздействия солнечных лучей. Заводной механизм рассчитан на сутки либо на недельный режим.
Особенности использования
Показания барометра фиксируют с учетом изменения климатических условий в разных регионах, поскольку давление воздуха – величина непостоянная, о чем известно еще со школьных уроков природоведения.
При хорошей, теплой и безветренной погоде барометр настенный или настольный показывает высокие значения. Соответственно, при снижении данных в ближайшее время ожидается похолодание либо осадки.
Приспособление, расположенное внутри дома работает точно так, как и в пространстве, не ограниченном оградами, стенами и заборами. Слегка видоизменяет показания прибора высота здания, поскольку давление будет более низким на 9-м этаже и выше, чем на меньших уровнях одного строения.
Приспособление с учетом высоты
Чем выше подъем вверх, тем ниже показатели давления атмосферного столбика. Выявленная закономерность применяется в авиационных приборах, определяющих высоту полета. Подобные устройства называются альтиметрами.
Безусловно, результаты первых, не совсем совершенных приборов, существенно варьировались от погодных факторов, ведь негативные метеоусловия сопровождались падением давления, соответственно, показания прибора высвечивали данные, которые объективно больше реальной отметки. Для снятия правильных показаний требуется корректировка исходящих параметров. Принцип работы современных альтиметров иной — они не используют для измерения высоты давление атмосферы.
Прогноз погоды с помощью барометра
Если вы знаете показатели атмосферного давления, то можете прогнозировать погоду на ближайшие 12-24 часа. Если давление изменилось хотя бы на четверть Гектопаскаля, то уже следует ожидать перемен в погоде.
• Области высокого давления предвещают ясное небо и спокойную погоду.
Если на улице пасмурно, то резкий подъем давления говорит о том, что погода скоро станет солнечной.
• А вот в областях низкого давления лучше растут облака, чаще выпадают осадки.
Если на улице солнечная погода, а график давления показывает резкое падение, то будет дождь, либо густая облачность.
Быстрое падение давления (более 3 Гектопаскалей за 3 часа) означает, что следует ожидать шторма. Чем быстрее падает давление, тем скорее ухудшается погода.
Как пользоваться?
Часы с барометром и другие виды устройств — это стрелочный прибор с круглой или овальной шкалой, на которой имеются деления. Величина измерения берется в миллиметрах ртутного столба.
При значениях 750-760 мм рт. ст. в перспективе ожидается замечательный погожий день, который не помешает прогулке, поездке на природу, дачу. При снижении указателя барометра ниже отметки 750 имеется вероятность дальнейшего падения, значит — стоит ожидать ненастную погоду, внезапное похолодание и обильное выпадение осадков.
Слежение за АД жизненно важно для тех, кто страдает повышенным давлением крови. В периоды критического изменения этого показателя такие люди подвержены ухудшению состояния здоровья. Информация о погодных переменах существенна для них по причине своевременного принятия лекарства, сохранения своей работоспособности и здоровья.
Современные экземпляры
Сейчас чаще всего используются барометры чашечного типа или сифонные виды. В стационарных устройствах, которые оборудованы компенсированной шкалой, атмосферное давление высчитывается непосредственно по положению ртути в стеклянной емкости.
В экземплярах для экспедиций перед началом наблюдений предварительно корректируют уровень ртути в чаше на нулевой отметке, используя регулирующий винт. В сифонно-чашечных приспособлениях величина АД измеряется по разнице высот столба в длинном и открытом участке. Такое приспособление отсчитывает показания с точностью до пяти сотых. Для определения десятых долей столба используется подвижной металлический шаблон.
Полученные числовые результаты атмосферного давления приводятся по специальной таблице к нулю градусов по Цельсию. Температурные корректировки показаний могут быть весьма существенными. Невзирая на виды барометров, они устанавливаются вдали от источников тепла (печей, обогревателей, прямого солнечного воздействия), а также подальше от дверных и оконных проемов.
Приборы для измерения атмосферного давления
В гигиенических исследованиях применяются два типа барометров:
— жидкостные барометры;
— металлические барометры – анероидные.
Принцип работы различных модификаций жидкостных барометров основан на том, что атмосферное давление уравновешивает определенной высоты столб жидкости в запаянной с одного конца (верхнего) трубке. Чем меньше удельный вес жидкости, тем выше столб последней, уравновешиваемый давлением атмосферы.
Наибольшее распространение получили ртутные барометры, так как высокий удельный вес жидкой ртути позволяет сделать прибор более компактным, что объясняется уравновешиванием давления атмосферы менее высоким столбом ртути в трубке.
Используются три системы ртутных барометров:
— чашечные;
— сифонные;
— сифонно-чашечные.
Указанные системы ртутных барометров схематически представлены на рисунке 35.
Станционные чашечные барометры (рисунок 35). В этих барометрах в чашку, заполненную ртутью, помещается запаянная сверху стеклянная трубка. В трубке над ртутью образуется так называемая торичеллиевая пустота. Воздух в зависимости от состояния обусловливает то или иное давление на ртуть, находящуюся в чашке. Таким образом, уровень ртути устанавливается на ту или иную высоту в стеклянной трубке. Именно данная высота будет уравновешивать давление воздуха на ртуть в чашке, а значит отражать атмосферное давление. Высоту уровня ртути, соответствующую атмосферному давлению, определяют по так называемой компенсированной шкале, имеющейся на металлической оправе барометра. Изготавливаются чашечные барометры со шкалами от 810 до 1110 мб и от 680 до 1110 мб. | Рис. 35. Чашечный барометр (слева) А – шкала барометра; Б – винт; В – термометр; Г – чашечка со ртутью Ртутный сифонный барометр (справа) А – верхнее колено; В – нижнее колено; Д – нижняя шкала; Е – верхняя шкала; Н – термометр; а – отверстие в трубке |
В отдельных модификациях имеются две шкалы – в мм рт. ст. и мб. Десятые доли мм рт. ст. или мб отсчитываются по подвижной шкале – нониусу. Для этого необходимо винтом установить нулевое деление шкалы нониуса на одной линии с вершиной мениска ртутного столба, отсчитать число целых делений миллиметров ртутного столба по шкале барометра и число десятых до-лей миллиметра ртутного столба до первой отметки шкалы нониуса, совпадающей с делением основной шкалы.
Пример. Нулевое деление шкалы нониуса находится между 760 и 761 мм рт. ст. основной шкалы. Следовательно, число целых делений равно 760 мм рт. ст. К этой цифре необходимо прибавить число десятых долей миллиметра ртутного столба, отсчитанных по шкале нониуса. Первым с делением основной шкалы совпадает 4-е деление шкалы нониуса. Барометрическое давление равно 760 + 0,4 = 760,4 мм рт. ст.
Как правило, в чашечные барометры встроен термометр (ртутный или спиртовый в зависимости от предполагаемого диапазона температуры воздуха при исследованиях), так как для получения окончательного результата необходимо специальными расчетами привести давление к стандартным условиям температуры (0°С) и барометрического давления (760 мм рт. ст.).
В чашечных экспедиционных барометрах перед наблюдением предварительно с помощью специального винта, расположенного в нижней части прибора, устанавливают уровень ртути в чашке на нулевую отметку.
Сифонные и сифонно-чашечные барометры (рисунок 35). В этих барометрах величина атмосферного давления измеряется по разнице высот ртутного столба в длинном (запаянном) и коротком (открытом) коленах трубки. Данный барометр позволяет производить измерение давления с точностью до 0,05 мм рт. ст. При помощи винта в нижней части приборов уровень ртути в коротком (открытом) колене трубки приводят к нулевой точке, а затем отсчитывают показания барометра.
Сифонно-чашечный инспекторский барометр. Данный прибор имеет две шкалы: слева в мб и справа в мм рт. ст. Для определения десятых долей мм рт. ст. служит нониус. Найденные значения атмосферного давления, как и при работе с другими жидкостными барометрами, необходимо с помощью вычислений или специальных таблиц привести к 0°С.
На метеорологических станциях в показания барометров вводят не только температурную поправку, но и так называемую постоянную поправку: инструментальную и поправку на силу тяжести.
Устанавливать барометры следует в отдалении или изолированно от источников теплового излучения (солнечное излучение, нагревательные приборы), а также в отдалении от дверей и окон.
Металлический барометр-анероид (рисунок 36). Данный прибор особенно удобен при проведении исследований в экспедиционных условиях. Однако этот барометр перед использованием должен быть выверен по более точному ртутному барометру.
Рис. 36.Барометр-анероид | Рис. 37. Барограф |
Принцип устройства и действия барометра-анероида очень прост. Металлическая подушечка (коробка) с гофрированными (для большей эластичности) стенками, из которой удален воздух до остаточного давления 50-60 мм рт. ст., под воздействием давления воздуха изменяет свой объем и в результате деформируется. Деформация передается по системе рычажков стрелке, которая и указывает на циферблате атмосферное давление. На циферблате барометра анероида вмонтирован изогнутой формы термометр в связи с необходимостью, как указывалось выше, приведения результатов измерения к 0°С. Градуировка циферблата может быть в мб или в мм рт. ст. В некоторых модификациях барометра-анероида имеются две шкалы – как в мб, так и в мм рт. ст.
Анероид-высотомер (альтиметр). В измерении высоты по уровню атмосферного давления заложена закономерность, согласно которой между давлением воздуха и высотой имеется зависимость, весьма близкая к линейной. То есть при подъеме на высоту пропорционально снижается атмосферное давление.
Данный прибор предназначен для измерения атмосферного давления именно на высоте и имеет две шкалы. На одной из них нанесены величины давления в мм рт. ст. или мб, на другой – высота в метрах. На летательных аппаратах применяют альтиметры с циферблатом, на котором по шкале определяется высота полета.
Барограф (барометр-самописец). Данный прибор предназначен для непрерывной регистрации атмосферного давления. В гигиенической практике применяются металлические (анероидные) барографы (рисунок 37). Под влиянием изменений атмосферного давления пакет соединенных вместе анероидных коробок в результате деформации оказывает влияние на систему рычажков, а через них на специальное перо с незасыхающими специальными чернилами. При увеличении атмосферного давления анероидные коробки сжимаются и рычажок с пером поднимается кверху.
При уменьшении давления анероидные коробки с помощью помещенных внутри их пружин расширяются и перо чертит линию книзу. Запись давления в виде непрерывной линии вычерчивается пером на градуированной в мм рт. ст. или мб бумажной ленте, помещенной на цилиндрический вращающийся с помощью механического завода барабан. Используются барографы с недельным или суточным заводом с соответствующими градуированными лентами в зависимости от цели, задач и характера исследований. Выпускаются барографы с электрическим приводом, вращающим барабан.
Однако на практике данная модификация прибора менее удобна, так как ограничивается его использование в экспедиционных условиях. Для устранения температурных влияний на показания барографа в них вставляется биметаллические компенсаторы, автоматически осуществляющие коррекцию (поправку) движения рычажков в зависимости от температуры воздуха. Перед началом работы рычажок с пером с помощью специального винта устанавливается в исходное положение, соответствующее времени, обозначенном на ленте и на уровень давления, измеренный точным ртутным барометром.
Чернила для записи барограмм можно приготовить по следующей прописи:
· глицерин | — 200 мл |
· анилиновая краска в порошке | — 2,4 г |
· гуммиарабик, предварительно разведенный в 10 мл воды | — 3 г |
· спирт этиловый | — 10 мл |
Приведение объема воздуха к нормальным условиям (760 мм рт. ст., 0°С). Данный аспект измерения барометрического давления весьма важен при измерении концентраций загрязняющих веществ в воздухе. Игнорирование указанного аспекта может обусловить значительные ошибки в расчетах концентраций вредных веществ, которые могут достигать 30 и более процентов.
Приведение объема воздуха к нормальным условиям производится по формуле:
(39)
V0 | — искомый объем воздуха при 0°С и давлении 760 мм рт. ст.; |
V1 | — объем воздуха, взятый для анализа при данных температуре и давлении; |
— коэффициент расширения газов; | |
В | — данное барометрическое давление; |
— нормальное барометрическое давление; | |
t | — данная температура воздуха. |
Пример. Для измерения концентрации пыли в воздухе через бумажный фильтр с помощью электрического аспиратора пропущено 200 л воздуха. Температура воздуха в период его аспирации составляла- +26°С, барометрическое давление — 752 мм рт. ст. Необходимо привести объем воздуха к нормальным условиям, то есть к 0°С и 760 мм рт. ст.
Подставляем в формулу Х значения соответствующих параметров примера и рассчитываем искомый объем воздуха при нормальных условиях:
л.
Таким образом, при расчете концентрации пыли в воздухе необходимо учитывать объем воздуха именно 180,69 л, а не 200 л.
Для упрощения расчетов объема воздуха при нормальных условиях можно пользоваться поправочными коэффициентами на температуру и давление (таблица 25) или рассчитанными готовыми величинами формулы 39 и (таблица 26).
Особенности
Рассматриваемое приспособление может применяться в удобном и компактном исполнении. Например, часы с барометром имеют следующую функциональность:
- Непроницаемость для воды, вплоть до 50-100 метров.
- Устойчивость к ударам и механическим воздействиям, что немаловажно для рыбаков, охотников и любителей экстремального отдыха.
- Барометр позволяет спрогнозировать изменения атмосферного давления и погоды в целом.
- Кроме того, часы могут оснащаться термометром, подсветкой, компасом и даже навигатором, что существенно облегчает пребывание в не совсем знакомой местности.
На вопрос «Барометр, что это такое?» однозначно можно ответить – приспособление особенно важное для путешественников, рыбаков, охотников и мореплавателей. Кроме того, эта штука в бытовом использовании позволяет довольно точно предугадать колебания погоды, что актуально для людей с заболеваниями сердечно-сосудистой и нервной системы.
Введение
Сегодня за окном идёт дождь. После дождя уменьшилась температура воздуха, увеличилась влажность и уменьшилось атмосферное давление. Атмосферное давление является одним из основных факторов, определяющих состояние погоды и климата, поэтому знания об атмосферном давлении необходимы в прогнозировании погоды. Большое практическое значение имеет умение измерять атмосферное давление. И его можно измерить специальными приборами-барометрами. В жидкостных барометрах при изменении погоды столбик жидкости понижается или повышается.
Знания об атмосферном давлении необходимы в медицине, в технологических процессах, жизнедеятельности человека и всех живых организмов. Существует прямая связь между изменениями атмосферного давления и изменениями погоды. Рост или понижение атмосферного давления может служить признаком изменения погоды и влияет на самочувствие человека.
Описание трёх взаимосвязанных физических явлений из повседневной жизни:
- Связь между погодой и атмосферным давлением.
- Явления, лежащие в основе работы приборов для измерения атмосферного давления.
- Зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости в жидкостных барометрах.
Актуальность работы
Актуальность выбранной темы состоит в том, что во все времена люди, благодаря своим наблюдениям за поведением животных могли предугадать изменения погоды, стихийные бедствия, избежать людских жертв.
Влияние атмосферного давления на наш организм неизбежно, резкие изменения атмосферного давления влияют на самочувствие человека, особенно страдают метеозависимые люди. Конечно, уменьшить влияние атмосферного давления на здоровье человека мы не в силах, но помочь собственному организму можем. Правильно организовать свой день, распределить время между трудом и отдыхом может помочь умение измерять атмосферное давление, знание народных примет, использование самодельных приборов.
Цель работы: выяснить, какую роль в повседневной жизни человека играет атмосферное давление.
Задачи:
- Изучить историю измерения атмосферного давления.
- Установить, есть ли связь между погодой и атмосферным давлением.
- Изучить виды приборов, предназначенных для измерения атмосферного давления, изготовленных человеком.
- Изучить физические явления, лежащие в основе работы приборов для измерения атмосферного давления.
- Зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости в жидкостных барометрах.
Методы исследования
- Анализ литературы.
- Обобщение полученной информации.
- Наблюдения.
Область исследования: атмосферное давление
Гипотеза: атмосферное давления имеет важное значение для человека.
Значимость работы: материал данной работы может быть использован на уроках и во внеурочной деятельности, в жизни моих одноклассников, учеников нашей школы, всеми любителями исследований природы.
План работы
I. Теоретическая часть (сбор информации):
- Обзор и анализ литературы.
- Интернет-ресурсы.
II. Практическая часть:
- наблюдения;
- сбор информации о погоде.
III. Заключительная часть:
Приборы для измерения атмосферного давления и ветра.
Погодой называется физическое состояние атмосферы в данном месте, в данное время в ограниченном промежутке времени (сутки, месяц, год).
Метеорологическая информация, представляющая фактическое состояние погоды и прогнозы, в том числе и о циклонах имеет решающее значение для обеспечения безопасности мореплавания.
Прогноз погоды делается как на основании показаний судовых приборов, так и информации, передаваемой береговыми метеорологическими службами.
Основной элемент при прогнозировании погоды – атмосферное давление. Нормальное атмосферное давление – это масса ртутного столба высотой 760 мм на площади 1 см2. Для измерения давления в судовых условиях применяют барометр-анероид и барограф (рис. 18.9).
Барограф – прибор, ведущий непрерывную запись атмосферного давления на специальной бумажной ленте-барограмме. Это позволяет судить об изменении атмосферного давления во времени и делать соответствующие прогнозы.
Рис. 18.9. Приборы для измерения атмосферного давления:барометр-анероид и барограф
Для измерения скорости и направления истинного ветра служат анемометр, секундомер и круг СМО (рис. 18.10).
Рис. 18.10. Приборы для определения скорости и направления ветра: 1 – круг СМО, секундомер и анемометр 2 – автоматическая метеостанция
Анемометр служит для измерения средней скорости ветра за определенный промежуток времени. Счетчик анемометра имеет три циферблата: большой, разделенный на сто частей, дающий единицы и десятки делений, и два малых – для счета сотен и тысяч делений.
Перед определением скорости ветра необходимо записать отсчет шкал. Затем встать на верхнем мостике с наветренного борта в таком месте, где ветровой поток не искажается судовыми конструкциями. Держа анемометр в вытянутой руке, одновременно включить его с секундомером.
По истечении 100 секунд анемометр выключить и записать новый отсчет. Найти разность отсчетов и разделить на 100. Полученный результат – скорость ветра, измеренная в метрах в секунду (м/с).
Если судно на ходу, то измеряется кажущее (наблюдаемое) направление и скорость ветра, т. е. результирующая скоростей истинного ветра и судна.
При определении кажущегося направления ветра следует помнить, что ветер всегда «дует в компас».
Для определения истинного направления и скорости ветра на движущемся судне применяется круг СМО (Севастопольская морская обсерватория). Порядок расчета приведен на обратной стороне круга.
На современных судах устанавливаются автоматические метеостанции. На верхнем мостике крепится измерительная аппаратура, на мостик выведены индикаторы, показывающие направление и скорость истинного ветра в данный момент.
Для измерения влажности на судах применяют аспирационный психрометр (рис. 18.11), состоящий из двух термометров, вставленных в металлическую никелированную оправу, сверху которой навинчен аспиратор (вентилятор).
При заведенном аспираторе воздух всасывается снизу через двойные трубки, которыми защищены резервуары термометров. Обтекая резервуары термометров, воздух сообщает им свою температуру.
Правый резервуар обертывают батистом, который при помощи пипетки смачивают за 4 минуты до пуска вентилятора. Измерения производят на крыле мостика с наветренной стороны. Отсчеты снимают сначала с сухого термометра, потом с мокрого.
Влажность воздуха характеризуется содержанием водяного пара в воздухе. Количество водяного пара в граммах, приходящееся на один кубический метр влажного воздуха, называется абсолютной влажностью.
Относительная влажность – отношение количества водяного пара, содержащегося в воздухе, к количеству пара, необходимого для насыщения воздуха при данной температуре, выражается в процентах. При понижении температуры относительная влажность увеличивается, при повышении – уменьшается.
При охлаждении воздуха содержащего водяной пар, до некоторой температуры он окажется настолько насыщенным водяным паром, что дальнейшее охлаждение вызовет конденсацию, т. е. образование влаги, или сублимацию – непосредственное образование кристаллов льда из водяного пара. Температура, при которой содержащийся в воздухе водяной пар достигает насыщения, называется точкой росы.
Для измерения температуры атмосферного воздуха применяется термометр (рис. 18.12).
Рис. 18.11. Аспирационный психрометр
Рис. 18.12. Термометр
Для приема навигационной и метеорологической информации с целью обеспечения безопасности мореплавания разработана мировая служба предупреждений, обеспечивающая передачу навигационных и метеорологических предупреждений по радио всеми морскими странами.
Для приема информации на судне используются следующие системы:
NAVTEX − система для приема прибрежных предупреждений;
спутниковая система INMARSAT-С.
Приемники NAVTEX и Инмарсат-С осуществляют круглосуточный автоматический прием сообщений. Кроме этого, на судне принимаются факсимильные карты погоды.
Измеряемый элемент | Приборы, применяемые для измерения (регистрации) |
Температура воздуха и воды | Термометры различных типов термографы, психрометры |
Влажность воздуха | Психрометры, гигрометры, гигрографы |
Атмосферное давление | Барометры, барографы |
Скорость и направление ветра | Анеморумбометры, анемометры, флюгер, анеморумбографы |
Количество и интенсивность атмосферных осадков | Осадкомеры, плювиографы |
Дальность видимости | Измерители и регистраторы метеорологической дальности видимости |
Количество и форма облаков | Визуально, аппаратура метеорологических спутников, радиолокаторы |
Высота нижней границы облаков | Измерители и регистраторы высоты облаков, шары-пилоты |
Туман | Визуально |
Грозы | Грозорегистраторы, грозопеленгаторы |
4. Опишите в чем разница между морской навигационной картой и речной картой.
Навигационные морские / речные карты — это специально изготовленные карты для безопасного передвижения по морю/реке.
Изготавливаются из специальной плотной бумаги, на которую штурман накладывает свой курс, делает пометки и другие необходимые данные для обеспечения судоходства.
Морские карты, речные карты, содержат различные данные, которые позволяют беспрепятственно достигать заданного курса. Часто штурманский состав собственноручно дополняет информацией уже готовые карты — делает корректуру. В последнее время, большая часть морских судов, начали отходить от использования бумажных карт и почти 60% всех судов мира начали использовать электронные навигационные штурманские карты, что позволяет обеспечивать безопасное мореплавание.
Рано или поздно, судоходство полностью перейдет на использование электронных и упразднит бумажные навигационные карты, так же как это произошло и с определением местонахождения по звездам, определению скорости движения по лагу, по замеру глубины ручным лотом и т.д.
Но пока, согласно правилам, морские и речные суда, еще должны использовать бумажные морские и речные навигационные карты.
Приборы для измерения давления больше атмосферного
Неконденсирующимся газам дают медленно вытекать в приемник отгона. Однако это следует делать лишь в том случае, если конденсатор поддерживают при постоянной низкой температуре (ниже —170°) непрерывной подачей хладагента. Существенно также дать кубу немного нагреться так, чтобы образовалось некоторое количество жидкости в конденсаторе, которая бы стекала вниз по колонке. Эта флегма должна просматриваться по крайней мере на половине длины колонки, а отклонение давления от атмосферного не должно превосходить 50 мм. При этих условиях ни один из вышекипящих углеводородов (этилен, этан или другие компоненты с такими же или более высокими температурами кипения) не будет удаляться с неконденсирующимися газами, и лишь небольшое количество метана будет унесено ими. Штарр и соавторы [48] сообщили, что в хайд-робот можно вводить по крайней мере 250 мл образца в минуту, и при этом неконденсирующиеся газы не увлекают с собой этана или этилена. Их образцы содержали 50—75% неконденсирующихся газов. Не следует начинать отбирать дестиллят до тех пор, пока давление в колонке выше атмосферного. Окончание отбора этой первой фракции будет видно по стремлению давления упасть, несмотря на продолжающееся кипение в кубе. Когда убеждаются, что давление уже больше не возрастает выше атмосферного, скорость подачи охлаждающей жидкости может быть слегка уменьшена, так, чтобы температура конденсатора возросла до нормальной точки кипения метана. Это указывает на конец фракции неконденсирующихся газов. Если требуются дальнейшие сведения об этой фракции, ее следует перевести в дополнительный прибор для измерения плотности, анализа на приборе Орса или подобных исследований. Если же дальнейших исследований не требуется, необходимо просто отметить давление в приемнике или объем собранного отгона до этой стадии анализа. [c.357]Приборы для измерения давления больше атмосферного [c.322]
Если давление газа Дольше атмосферного, то его называют положительным или избыточным, а если оно меньше—отрицательным или разрежением. Приборы, служащие для измерения давления газов в печах, или, как их называют, тягомеры, показывают не абсолютное давление газа, а насколько оно больше или меньше атмосферного. Тягомеры или манометры бывают самых разнообразных конструкций. Простейшим из них является стеклянная подковообразная трубка, наполненная жидкостью (рис. 69), Когда оба конца трубки открыты, то вода стоит в обоих коленах на одинаковом уровне. Соединим один конец трубки [c.171]
Скорость потока газа через зерно измерялась по скорости перемещения мениска ртути в газовой бюретке, соединенной с системой прибора на стороне больших давлений. По мере -расхода газа подъем ртути в бюретке происходит автоматически, так что давление газа на входе в зерно оставалось постоянным (с точностью 0,02 мм рт. ст.). Постоянство давления на другой стороне зерна поддерживалось приблизительно постоянным за счет большой емкости системы. Измерения скорости течения газа через зерно проводились при разности давлений 100 мм рт. ст. В предварительных опытах с гелием было найдено, что проницаемость зерна не зависит от среднего давления газа. Это указывало на отсутствие вязкого течения в исследованной области давлений в несколько сот миллиметров ртутного столба, а следовательно, и на отсутствие макропор и каких-либо дефектов зерна в виде щелей и широких каналов. Удельная поверхность, оцененная авторами по методу БЭТ из измерений равновесной адсорбции аргона, составляла = 680 м г, пористость угля е = 0,56 см /см . Средний радиус пор оценен величиной г = 2г 8о = 16,5 А — удельная поверхность на единицу объема сорбента). В порах такого размера при атмосферном давлении вязкое течение исключается. [c.133]
Отечественная промышленность выпускает газовые манометрические термометры с различными пределами измерений, как указывающие, так и регистрирующие и с контактными сигнальными устройствами. Регистрирующие приборы имеют дисковую диаграммную бумагу, приводимую во вращение часовым механизмом или синхронным электродвигателем. Так как система термометра имеет относительно большое начальное давление, то влияние колебания атмосферного давления на показания прибора небольшое, и его практически можно не учитывать. Отклонение температуры окружающей среды от — -20 вызывает погрешность в показаниях. [c.36]
В термостате 5 температура поддерживалась ниже комнатной, во избежание конденсации серного ангидрида в различных частях прибора, и сохранялась постоянной (большой толуоловый терморегулятор) с точностью до 0.02° С. Измерение давления в приборе осуществлялось с помощью манометров 12 я 13 я принималось равным разности между атмосферным давлением 13) и высотой столба ртути в /2 отсчеты делались при помощи катетометра с точностью до [c.26]
При обычных условиях атомизации (атмосферное давление, температура 2500—3500 К) ширина линий поглощения составляет всего 10- —10-2 ди Поэтому, если наблюдать абсорбцию на фоне источника сплошного спектра, для обеспечения приемлемой чувствительности измерений требуется спектральный прибор с высокой разрешающей способностью. Одновременно выделяемая им ширина спектрального интервала должна быть не больше ширины линии поглощения. В противном случае на линию поглощения будет накладываться непоглощенный свет от соседних с линией участков спектра источника и чувствительность измерений резко упадет. Именно по этой причине атомноабсорбционный метод долгое время не находил практического применения. [c.141]
По окончании измерений медленно напускают в прибор воздух через кран 6 (при открытом кране 3). При этом давление в измерительной части становится больше давления диссоциации, и пузырьки воздуха прорываются в колбочку реакционного сосуда через ртуть в нуль-инструменте. После выравнивания давления в реакционном сосуде с атмосферным и охлаждения сосуд снимают со шлифа и вынимают из термостата. [c.83]
Большинство металлов, за исключением меди, требуют более жесткого теплового воздействия для удаления газа, который может выделяться во время проведения эксперимента. С нагретого вольфрамового катода удаляется газ по объему (измеренному при атмосферном давлении), в 10 раг превышающему объем катода 1556] большая часть этого газа представлена окисью углерода и водородом. Эти же вещества в большом количестве выделяются при нагревании никеля и стали выше 1000°. Если такие металлы будут обезгаживаться при нагревании лишь до температуры, применяемой для стеклянных частей прибора, то из них будут выделяться указанные выше газы при бомбардировке электронным или ионным пучком, хотя эта бомбардировка не приводит к сильному повышению температуры. Особенно много затруднений связано с выделением газа в ионизационной камере оно также имеет место в ионизационных вакуумных манометрах хорошо известно, что остаточный пик, соответствующий массе 28 (в основном СО» ), может быть уменьшен при выключении этих манометров. Пучок положительно заряженных ионов в масс-спектрометре может также вызвать обезгаживание поверхностей. Действительно, при использовании системы, отключенной от насосов (как это имеет место при анализе остаточных газов в вакуумной системе), ускоряющее напряжение должно включаться лишь на время проведения измерений, чтобы тем самым снизить количество газа, выделяемое действием пучка [1689]. [c.146]
Вакуумметры Маклеода. Действие вакуумметра Маклеода основано на том, что давление газа при постоянной температуре прямо пропорционально его плотности или обратно пропорционально объему. Прибор схематически показан на рис. 71. Объем камеры А над линией, обозначенной СО, точно определен при изготовлении аппарата так же точно известны объемы капиллярных трубок Г] и Гг. Трубки Гг и Тз присоединены к вакуумируемой системе. В резервуаре Я содержится ртути несколько больше, чем нужно, чтобы целиком заполнить резервуар А и трубки Тг, Гг, Тз. Для измерения вакуума ртуть должна из резервуара Н поступить в камеру А. Для этого некоторые вакуумметры ставят в наклонное положение, в других — используют атмосферное давление, в третьих — применяют деревянный плунжер, который вытесняет ртуть и заставляет ее поступать в камеру. Когда ее уровень достигнет линии СО, она отделяет объем воздуха камеры Л от капиллярной трубки Т. До этого давление в камере было равно давлению в вакуумируемой системе, так как они непосредственно сообщались с трубками Т2 и Тз. При дальнейшем повышении уровня ртути в резервуаре А и далее в трубке Т (при этом в трубках Т и Т2 устанавливается различный уровень) объем газа, заключающегося в камере А, переходит в маленькую капиллярную трубку Т1. Ртуть поднимается выше в капиллярной трубке Гг, так как последняя соединена с вакуумной системой, в которой газ не сжимают. Разница в высоте ртутных столбов в трубках Г] и Гг определяет давление газа в закрытой капиллярной трубке. Когда ртуть в трубке Гг находится на уровне закрытого конца трубки Гь измеряется разность высот двух столбов в микронах или миллиметрах ртутного столба. На этом измерение заканчивается. [c.112]
Подготовленный, как описано выше, прибор помещают в термостат (25° 0,02° С, или еще более точное термостатирование) и сильно встряхивают в течение 1 ч. При работе с катализаторами, нанесенными на носители, насыщение водородом в большинстве случаев происходит быстро, а при работе с окисью платины или с окисью палладия на это может потребоваться несколько часов. Встряхивание должно быть настолько сильным, чтобы о верхнюю стенку ванны патрубка 5 сильно ударялись не только капли растворителя, но и частицы катализатора. Быстрым поворачиванием крана /избыточное давление водорода и только теперь наполняют трубку 8 предварительно точно измеренным количеством абсолютного этилового спирта (ч. д. а.), служащего манометрической жидкостью, и осторожно выпускают спирт в капиллярные трубки через шлиф /0. Если прибор хорошо собран и жидкость впускают осторожно, пузырьки газа в капиллярах не появляются. Затем еще раз быстро открывают и закрывают кран /3 так, чтобы измерительные капилляры б заполнились немного выше метки 15 см. После этого точно устанавливают уровень н идкости, отбирая часть ее из манометрической трубки 8 при помощи жгутика из ваты. После этого нельзя уже допускать больших отклонений давления по сравнению с атмосферным. Убедившись, что это достигнуто, поворачивают трубку 8 на 180°, разъединяя ее таким образом с капиллярами 9. Для большей герметичности в трубку 8 наливают ртуть, так как спирт медленно растворяет апиезоновую замазку. По этой же причине краны в описанном здесь приборе отличаются от приведенных в оригинальной работе. При эвакуировании прибора через трехходовой кран /2 для удаления налитого ранее спирта, частично растворившаяся в спирте смазка засоряет кран, а соединение в шлифе становится менее герметичным. По окончании определения трубку 8 вынимают из шлифа, не нагибая прибор, и дают ртути и спирту стечь в подставленную стеклянную чашку. Затем поворачивают трехходовой кран /2 на 90° так, чтобы сосуды для гидрирования больше не сообщались, после чего прибор можно использовать в качестве дифференциального манометра. Под конец проверяют постоянство давления. [c.285]
Стандартную шкалу устанавливают по этилбензолу в Ь-об-разной трубке прибора, вещество помещают в 2-образную трубку, обе жидкости накачивают насосом, который регулируется при помощи центральной ручки до тех пор, пока оба мениска жидкости в 2-образной трубке окажутся в верхнем и нижнем отводах. Разница между атмосферным давлением и высотами в Ь- и 2-образных трубках изменяется в зависимости от плотности в 2-образной трубке, и ее измеряют по шкале, градуированной как Стандартной жидкостью для измерений в области «=0,6—2,0 служит этилбензол, который предназначен для градуирования прибора. При больших значениях плотности пользуются четыреххлористым углеродом, причем [c.156]
Абсолютное давление измеряется в технике обычно с помощью двух приборов — манометра и барометра, если измеряемое давление больше атмосферного (Ра=Рат+Ри), барометра и вакуумметра, если измеряемое давление меньше атмосфенрого (Ра=Рат—Рв). Манометры абсолютного давления применяются для специальных физических измерений малых абсолютных давлений. [c.36]
Мембранные измерительные приборы ГДР (Хохвакуум Дрезден) с прямым или дистанционным измерением работают независимо от атмосферного давления и предназначены для измерения давлений от атмосферного до 1 мм рт. ст. Мембранный манометр СОЗ фирмы Эдвардс (Англия) предназначен для измерения давлений от О до 20, от О до 40, от О до 100 и от О 760 мм рт. ст. Измерительная часть манометра непосредственно связана с откачиваемым объемом, поэтому он непригоден для измерения давлений при большой влажности или в сильно загрязненных системах. Манометр устроен так после откачки запаянный анероид, связанный механически со стрелкой манометра, помещают внутри камеры, непосредственно соедь-ненной с вакуумной системой. Диаметр шкалы 76 мм. Мембранные манометры фирмы Лейбольд (ФРГ) измеряют давления от 400 до 1 мм рт. ст., пружинные маномет ры Бурдона — от 760 до 20 мм рт. ст. Показания мембранных манометров не зависят от атмосферного давления. [c.517]
Для полумикроколичеств во многих случаях легко могут быть приспособлены методы, которые разработаны для больших количеств. Так, при работе с прибором Сомита — Меньеса [70] требуется менее 1 вещества методы для определения очень малых давлений, описанные выше, пригодны для работы с очень малыми количествами. Однако для очень малых проб разработаны специальные методы. К ним относятся метод погруженного шарика, видоизмененный метод Эмиха, основанный на определении точки кипения, метод Розенблюма и другие методы, описываемые нил е. Большинство микрохимических методов определения точки кипения при атмосферном давлении довольно легко можно приспособить для измерений при давлениях ниже атмосферного. К числу методов, обычно описываемых в руководствах по микрохимии, относятся капиллярный метод пузырька Эмиха [111], который не требует сложного оборудования метод Шлейермахера [112], в котором применяется специальный массивный алюминиевый блок для нагревания образца, помещаемого над ртутью в особой трубке ддя определения точки кипения метод Сиволобова [79, 81] с применением капиллярной трубки, содержащей другой, перевернутый капилляр, погруженный в жидкость, и способ нагревания образца, адсорбированного на кусочке черепицы, под ртутью [79, 113]. [c.403]
Для точного определения объема в качестве запорной жидкости применяют только ртуть. Напротив, если достаточна умеренная точность, то в качестве запорных жидкостей применяют воду, раствор N32804 и т. д. (см. стр. 430) и производят измерение объема при помощи обычной газовой бюретки. При этом, как правило, устанавливается давление, приближающееся к атмосферному , которое точно измеряют барометром. Бюретки обычно снабжают вверху двух- или трехходовым краном, и в зависимости от цели применения они могут иметь расширение известного объема в верхней или нижней части. Часто для расширения области измерений удобно подключать параллельно бюретке некоторые вспомогательные объемы [260]. Кроме того, может быть удобным прочное соединение газовой бюретки с аппаратом, в котором получают газ [261]. Для измерения больших количеств газа обычно используют газовые часы они должны быть всегда заполнены водой до требуемого уровня и стоять строго вертикально. При постоянной скорости потока с таким же успехом можно использовать прибор для измерения скорости газа и рассчитать количество газа по скорости потока и времени. Большие количества газа можно определять взвешиванием вытесненной воды. Наконец, можно получить точно известное количество газа при помощи электролизера и кулонометра. [c.436]
Джильберт, Графф-Бэйкер и Гринвуд [19] разработали прибор для измерения осмотического давления при низких концентрациях, представленный на рис. 27. При помощи этого осмометра давления, эквивалентные высоте поднятия 0,1 см, могут быть измерены с точностью около 1—2%. Преимуществами этого прибора являются большая поверхность мембраны, малое поперечное сечение капилляра (диаметр 0,2 мм), отсутствие клапанов и большая жесткость мембраны последняя достигалась помещением мембраны в рамку и использованием сводчатой опоры, типа описанной Картером и Рекордом [13]. Сводчатая опора (рис. 27) является также частью камеры растворителя. Авторы указывают, что главным недостатком их конструкции является трудность замены растворителя в камере однако если не происходит диффузии и не образуются пузырьки воздуха, то смена растворителя не является необходимой. Образование пузырьков воздуха в камере растворителя сразу становится заметным по аномальному поведению мениска растворителя. Объем растворителя в этом приборе составляет менее 2 сж , объем раствора — около 12 см . Кольцеобразные чашечки на верху каждого капилляра содержат растворитель, что предупреждает испарение из капилляров. Чашечки покрыты стеклянными пластинками, на нижней поверхности которых вытравлены канавки для того, чтобы внутри чашечек сохранялось атмосферное давление. Ячейка полностью погружена в большую водяную баню, температура которой регулируется с точностью до [c.117]
В фоне, однако при разрешающей силе 500 эти ионы можно отличить от Не. Не также может присутствовать в измеримом количестве в стеклянной аппаратуре благодаря диффузии атмосферного гелия сквозь стенки вакуумной системы. Основное наложение в области изотопов аргона возникает, вероятно, вследствие наличия следов ионов НС1, имеющихся в том случае, если на приборе анализировались хлорированные соединения. Ионы наиболее тяжелых инертных газов практически полностью свободны от наложения. Таким образом, во всех случаях исследования инертных газов спектр фона не ограничивает достижение определенной точности 1890]. Наивысшая чувствительность достигается в том случае, если возможно использование совершенной статической системы, т. е. когда масс-спектрометр может быть отключен от насосов, и весь образец газа вводится в прибор. Для предотвращения относительно быстрого увеличения давления в трубке (вследствие обезгаживания) необходимо использовать технику сверхвысокого вакуума. Рейнольдсу [1689] удалось достигнуть 5-10″ мм рт. ст. в течение 48 час от произвольных начальных условий при помощи системы с включенным катодом, периодически откачиваемой при 375° и при комнатной температуре. Давление в изолированной трубке в течение трех часов измерений поднималось до 5-10 мм рт. ст. из-за выделения газов в приборе, вызванного ионным пучком. Наиболее устойчивые эффекты памяти в такой системе обусловлены тем, что часть образца в форме ионов с большой энергией входит в стеклянные и металлические поверхности, где остается до тех пор, пока ионный пучок в последующих опытах не ударится об эти поверхности. Исключить полностью память прогреванием невозможно. Работа с образцами инертных газов имеет то преимущество, что отсутствует химическое поглощение, свойственное органическим материалам. Небольшие количества углеводородов, которые могут быть обнаружены в образце инертного газа при проведении обычного динамического анализа, не могут быть замеченыв статическом анализе, так как они разлагаются на катоде. При проведении статического измерения малые количества азота могут полностью окклюдироваться на чистой металлической поверхности. Лучшая чувствительность обнаружения инертного газа равна по Рейнольдсу 5-10 молекул ксенона. Чувствительность может быть повышена введением дискриминатора для понижения шумов в используемом умножителе. [c.191]
Измерения производятся следующим образом. После того как прибор собран, его откачивают, испытывают на герметичность и затем снова впускают воздух до атмосферного давления. Колбу до половины заполняют жидкостью, подлежащей испытанию. Если необходимо, жидкость можно перегнать в систему под вакуумом, вставив в горло кляйзеновской колбы форштос от другой перегонной установки. Большая часть растворенного воздуха, если таковой присутствует, может быть удалена без большой потери вещества путем осторожного [c.383]
Отмечают значения влажности воздуха (в %) и атмосферного давления (в миллиметрах ртутного столба — мм. рт. ст). Для измерения влажности воздуха служит специальный прибор — гигрометр (от греческого слова гигрос — влажный . Величину атмосферного давления определяют по барометру (от греческого барос — тяжесть ). Эти приборы могут иметь различное устройство и быть достаточно сложными. Для ваших работ вполне подойдут те, которыми мы пользуемся в своих домах и квартирах. Удобно, если такой бытовой прибор одновременно показывает и температуру, и величину атмосферного давления и относительную влажность воздуха. Прибор выдерживают в затененном месте — об этом говорилось в п. 4. Это важно не только для определения температуры, но и влажности воздуха. Если давление воздуха заметно изменяется только на больших расстояниях, то значения влажности воздуха гораздо более изменчивы. Влажность воздуха в [c.11]
Барометр PCE-DB 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Барометр DB 3 — идеальный прибор для измерения абсолютного давления. Он оснащен масштабируемым аналоговым выходом. Атмосферное давление, измеренное барометром, показывает вес воздуха (атмосферы) в соответствии с силой тяжести земли.На уровне моря барометр показывает значение 1013,25 мбар в стабильных условиях (изотермическая атмосфера). Барометр поставляется с барометрическим давлением 1013 мбар на уровне моря. При измерении абсолютного давления необходимо учитывать изменения высоты. Цифровой дисплей барометра показывает текущее атмосферное давление (в зависимости от погодных условий и высоты). Это значение часто используется в качестве поправочного коэффициента для точных измерений барометра. Благодаря встроенному измерению перепада давления вы можете видеть изменения погоды или высоты над уровнем моря.Для этого барометр устанавливается на ноль с текущим барометрическим давлением. Показаны более поздние изменения; барометр идет «вверх» или «вниз». Например, поднимаясь в высокое здание, вы видите на экране разницу в высоте барометра. Если у вас есть какие-либо вопросы о барометре, ознакомьтесь со следующими техническими данными или свяжитесь с нами: клиенты из Великобритании +44 (0) 23 809 870 30 / клиенты из США + 1-410-387-7703. Мы будем рады проконсультировать вас по этому барометру и, конечно же, по другим продуктам в области регулирования и контроля, измерительным приборам и весам. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
— Высокая точность — Масштабируемый аналоговый выход (0 … 2 В) — Функции: мин. / Макс. / Удержание — Выбор различных единиц измерения — Универсальные трубные соединители — Управление через 4 ключа | — Измерение давления — Коррекция нулевого значения — Заводская калибровка или калибровка DKD опционально — 4-значный ЖК-дисплей — Расчет среднего значения в осциллирующих значениях — Автоматическое отключение через 20 минут — Пауза измерения | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Барометр PCE-DB 3 в качестве вакуумметра или манометра | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Технические характеристики барометра PCE-DB 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Размеры барометра PCE-DB 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Состав поставки: 1 барометр DB 3, 1 руководство пользователя. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Состав поставки: — Заводской сертификат или сертификат DKD | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Калибровка и сертификация барометра по ISO Для этого барометра можно получить сертификат калибровки ISO. При лабораторной сертификации и калибровке омметра выдается сертификат контроля с реквизитами вашей компании, чтобы вы могли зарегистрировать устройства в контрольных приборах ISO внутрикорпоративного консорциума.В этом документе также подтверждается, что такие устройства могут быть снова настроены в соответствии с национальными стандартами. Ниже вы найдете дополнительную информацию о калибровке. Калибровка: Контроль точности значений измерения барометра без вмешательства системы измерения. Калибровка также относится к определению систематического отклонения показания барометра по отношению к реальному значению измеренной величины. Калибровочный документ или сертификат: Документ с техническими характеристиками барометра в соответствии с национальной организацией измерений. Калибровочный интервал: Для правильных измерений барометр необходимо калибровать через регулярные интервалы. Этот период времени называется интервалом калибровки. Точно определить этот период сложно, но следует учитывать следующие факторы: • Характеристики средств измерений Это означает, что пользователь несет ответственность за проверку и контроль интервала между калибровками.Этот интервал калибровки должен составлять от 1 до 3 лет. Мы также предлагаем пользователю наш экспертный совет в решении любой проблемы, связанной с процессом установления интервалов калибровки или любых других технических вопросов. Принять во внимание: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Что такое давление? Давление можно определить как физическую величину, выражающую силу, прилагаемую одним телом к поверхности области, где в большинстве случаев оно напрямую измеряется его балансом с другой силой, такой как столб жидкости, пружина, поршень, нагруженный грузы или любой другой элемент, который может деформироваться при приложении давления.Единица измерения давления — Паскаль. P = F / A Различаем различные виды давления: — Абсолютное давление: давление жидкости относительно абсолютного вакуума или абсолютного нуля. Абсолютное давление равно нулю только тогда, когда между молекулами нет столкновения, что указывает на то, что доля молекул в газовой или молекулярной скорости очень мала. Этот термин был создан, потому что атмосферное давление меняется с высотой, и часто устройства, произведенные в других странах на другой высоте над уровнем моря, имеют другое атмосферное давление.Этот термин объединяет все критерии. У нас также есть еще одна модель барометра для измерения абсолютного давления. — Атмосферное или относительное давление: вес воздуха в атмосфере оказывает давление на определенную точку на поверхности земли. Как правило, чем больше воздуха над площадкой, тем выше давление. Это означает, что атмосферное давление зависит от высоты. Например, атмосферное давление на уровне моря выше, чем на вершине горы. Чтобы компенсировать разницу и облегчить сравнение между различными местоположениями с разной высотой, атмосферное давление обычно приводится к эквиваленту уровня моря (барометрическому давлению).Этот барометр может измерять атмосферное давление. — Барометрическое давление: атмосферное давление обычно приводится к эквивалентному уровню моря. Атмосферное давление меняется в зависимости от погодных условий, поэтому это важный инструмент для прогнозов погоды. Например, имея в своем распоряжении барометр, у вас не будет проблем с измерением атмосферного давления. Этот барометр представляет собой высотомер. По мере подъема на высоту атмосферное давление снижается.Это устройство используется для калибровки высотомера и метеостанции для прогноза погоды. — Манометрическое давление — это сила, которую вес столба атмосферы над точкой измерения оказывает на единицу площади. Единицей измерения манометрического давления в метрической системе является гектопаскаль (гПа), что соответствует 100 Ньютонам (Н) на квадратный метр. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ниже представлена таблица преобразования, которая позволит вам быстро определить диапазон давления на вашем рабочем месте в различных единицах измерения, обычно используемых для измерения давления. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Здесь вы найдете обзор всех измерительных приборов, доступных в PCE Instruments. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Обращайтесь: | Контактное лицо: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Эта страница на немецком, на итальянском, на испанском, на хорватском, на французском, на венгерском, на турецком, на польском, на русском, на голландском, на португальском, на португальском |
Цифровой барометр — для точного измерения давления воздуха
В промышленном секторе существует целый ряд рабочих сред, для которых актуально постоянное определение давления воздуха — например, в калибровочных лабораториях.Создается постоянное избыточное давление, чтобы в помещении не было частиц воздуха. Это гарантирует, что нежелательные микробы и частицы не попадут в комнату, когда двери открыты на короткое время. Этот принцип обычно используется в так называемых чистых помещениях. Они используются во многих отраслях промышленности:
- Исследования
- Пищевая промышленность
- Косметическая промышленность
- И многое другое
Цифровой барометр A с прибором для измерения влажности позволяет сотрудникам легко и постоянно контролировать давление воздуха в помещении.
Барометр и термогигрометр h3>
Идеально подходит для контроля окружающего воздуха, особенно в лабораториях.
Карманный измеритель абсолютного давления h3>
Подходит для измерения барометрической высоты.
Барометры — где важен мониторинг атмосферного давления?
К чистому помещению предъявляются особые требования.Помещение классифицируется по использованию по чистоте воздуха. Эта классификация проводится один раз при вводе в эксплуатацию. Однако он также проводится для регулярных проверок и различных переклассификаций. Отклонение давления в помещении может иметь серьезные последствия для качества воздуха. Поэтому цифровой барометр — лучший вариант, позволяющий легко контролировать давление. Высококачественный цифровой барометр должен обладать определенными функциями для использования в промышленных условиях:
- Точные данные измерений
- Автоматический сбор данных
- Легко читаемый дисплей
- Простота использования
- В сочетании с прибором для измерения влажности
Протокол калибровки также важен для использования в промышленной среде.Цифровые барометры Testo, конечно же, оснащены соответствующими протоколами.
Барометры и гигрометры для автоматических долговременных измерений
Если давление воздуха важно как для бесперебойной, так и для эффективной работы, необходимо постоянное измерение. Это должно быть достигнуто без лишних усилий. Однократной установки измерительного прибора должно быть достаточно, чтобы можно было считывать требуемые данные в любое время. Соответственно, цифровой барометр должен быть всегда готов к работе и исправно работать.Как правило, измерение атмосферного давления сопровождается измерением влажности. Для этого имеет смысл сочетание барометра и гигрометра. Конечно, вы также можете приобрести отдельный прибор для измерения влажности без встроенного барометра.
Для цифрового барометра индивидуальная настройка не требуется. Он автоматически измеряет давление воздуха и ряд других данных, таких как температура или влажность. Это означает, что инструмент такого типа может также использоваться во многих других рабочих средах, помимо чистых помещений.
Современные цифровые барометры впечатляют множеством функций
- Комплексное измерение параметров
- Высокая тактовая частота для интервалов измерения
- Длительный срок службы перезаряжаемых батарей с предупреждающим сигналом
Мониторинг качества воздуха в помещении без дополнительных усилий
Тема нехватки персонала актуальна и в промышленности. Все больше и больше задач возлагается на все меньше и меньше сотрудников.Благодаря высококачественным измерительным приборам, таким как регистратор данных влажности или цифровой барометр , некоторые задачи могут быть решены полностью автоматически. Одной из таких задач является мониторинг качества воздуха в чистых помещениях или лабораториях.
Если барометр цифровой, в нужном месте имеется разовая установка. Для этого подойдет практичное монтажное приспособление. Удобные и легкие цифровые барометры обычно постоянно фиксируются в месте измерения. Рекомендуется устанавливать измерительный прибор в хорошо видимой зоне комнаты.Это означает, что любые изменения соответствующих параметров видны сразу.
Благодаря опциям сигнала при нарушении предельного значения, резкие изменения качества воздуха в помещении не останутся незамеченными. Необходимые шаги можно предпринять немедленно, чтобы решить проблему как можно быстрее.
Лаборатории: цифровые барометры Testo
Testo предлагает прибор testo 622 — термогигрометр , в который входит барометр .Этот измерительный прибор идеально подходит для комплексного мониторинга качества воздуха в помещении:
- Измерение температуры
- Измерение влажности
- Измерение давления воздуха
Измерения выполняются каждые десять секунд и отображаются на удобном для чтения дисплее . Кроме того, здесь вы также можете увидеть текущее время и дату. Индивидуальные предельные значения могут быть установлены по вашему усмотрению. Если происходит нарушение предельного значения, срабатывает оптический светодиодный аварийный сигнал.
Таким образом, testo 622 позволяет контролировать условия окружающей среды в лабораториях и чистых помещениях в любое время. Инструменты, такие как гигрометр с барометром, подходят как для статического, так и для мобильного использования. Благодаря практичному настенному креплению прибор служит монитором наблюдения в помещении. Однако встроенное настольное крепление также позволяет использовать его внутри комнаты или в нескольких лабораториях.
Мобильный мониторинг для пробных установок
Точный мониторинг качества воздуха в помещении особенно важен для всех видов пробных установок.Если барометр работает в цифровом формате, его можно использовать как мобильный прибор. Непосредственно на столе рядом с пробной установкой или для наблюдения за всем помещением — легко определить быстрые и правильные данные измерений.
Кроме того, мы предлагаем вам гораздо больше измерительных приборов для специальных измерений в лабораториях и чистых помещениях. Нужен ли вам точный барометр или датчик влажности — вы гарантированно найдете подходящие предложения в нашем ассортименте. Вся продукция разработана для требовательных условий труда в промышленном секторе.Они подходят для повседневного использования и соответствуют как национальным, так и международным правилам измерения.
Положитесь на многолетний опыт Testo. У нас есть не только обширный ассортимент, но и устройства, специально разработанные для измерения давления воздуха и других параметров, используемых для мониторинга качества воздуха в помещении. Наши цифровые барометры — это только часть первоклассных измерительных приборов Testo. Если вы ищете барометр или прибор для измерения влажности материала — мы предлагаем вам первоклассные опции.
Что такое атмосферное давление и как его измеряют?
Нас часто спрашивают, что такое атмосферное давление и могут ли датчики давления эффективно его измерять. По этой причине мы подготовили эту короткую статью в блоге. Прежде чем вдаваться в подробности, давайте начнем с основ.
Определение атмосферного давленияДавление в атмосфере Земли известно как барометрическое давление после прибора, используемого для его измерения, «барометр».
Обратите внимание, что барометрическое давление также обозначается как , атмосферное давление .
В большинстве случаев гидростатическое давление, вызванное воздушной массой над точкой измерения, близко аппроксимируется атмосферным давлением. По мере увеличения высоты над уровнем моря уменьшается масса надземной воздушной массы, а это означает, что атмосферное давление уменьшается с увеличением высоты .
Единицы измеренияСтандартной единицей атмосферного давления является атмосфера (атм).Одна стандартная атмосфера, которую также называют одной атмосферой, эквивалентна:
1 атм = 101,325 Па (паскаль)
1 атм = 1013,25 гПа (гектопаскаль)
1 атм = 1013,25 мбар (миллибар)
1 атм = 760 мм рт. Ст. (Миллиметры ртутного столба)
1 атм = 29,9213 дюймов рт. Ст.
1 атм = 14,6959 фунтов на квадратный дюйм (фунт на квадратный дюйм)
Барометр — это научный прибор, который используется в определенных условиях для измерения давления воздуха .Характер давления предсказывает краткосрочные изменения погоды.
В исследованиях приземной погоды используются несколько показателей атмосферного давления, чтобы помочь определить местонахождение желобов на поверхности, систем давления и фронтальных границ. Барометры и высотомеры давления — это те же приборы , но они используются для разных целей.
Высотомер предназначен для использования на разной высоте в зависимости от высоты соответствующего атмосферного давления, в то время как барометр удерживается на одном уровне и измеряет небольшие изменения давления, вызванные температурными и погодными условиями.
Высота и атмосферное давление в разных единицах измерения Для чего нужен барометр?По сути, отслеживая атмосферное давление, можно прогнозировать краткосрочные изменения погоды .
Пример 1 : Если барометрическое давление в области составляет 1013 мбар в данный день, а затем начинает падать , это означает, что воздух охлаждается, и в воздухе конденсируется влага. Начинают формироваться облака, и дождь очень вероятен .
Пример 2 : С другой стороны, , если атмосферное давление увеличивается , это означает, что воздух нагревается, небо должно быть ясным, а погода будет солнечной .
Пример 3 : Экстремальные погодные условия также можно предсказать, сопоставив атмосферное давление и время. Значит, если он начнет быстро падать, значит, надвигается буря!
Что считается нормальным барометрическим давлением?Стандартного атмосферного давления не существует, так как зависит от высоты .
Проще говоря, если мы предположим, что погодные условия были такими же, стандартное барометрическое давление на уровне моря будет 1013,25 мбар , а на вершине Эвереста только 300 мбар!
Изменения атмосферного давления из-за погодных условий имеют меньший масштаб. Во избежание путаницы и во избежание путаницы, атмосферное давление указывается в сводках погоды в соответствии с давлением на уровне моря.
Наивысшее : Что касается уровня моря, самое высокое барометрическое давление, когда-либо зарегистрированное, составляло 1083.8 мбар в Агате, Сибирь, Россия (высота 262 м), 31 st декабря 1968.
Самое низкое : С другой стороны, самое низкое когда-либо зарегистрированное барометрическое давление составляло 870 мбар в тропическом циклоне 12 -го октября 1979 года к северо-западу от Гуама, США.
Знаете ли вы?
Неисправный барометр указывает на вероятность дождя, так как воздух остывает и начинают образовываться облака!
Какие датчики используются для его измерения?Многие бытовые барометры сделаны из стеклянных трубок, заполненных жидкостью.
Однако барометры для промышленного использования или для использования на метеостанциях представляют собой емкостные датчики давления.
Дополнительная литература : Датчик давления 101 — все, что вам нужно знать!
Эти датчики чрезвычайно чувствительны и точны — до 0,15% полной шкалы. Основным преимуществом емкостных датчиков является их способность преобразовывать показания давления в цифровой электрический сигнал. — идеальное решение для интеллектуальных постов, которым требуется двусторонняя связь с датчиком, они имеют низкое энергопотребление и передают информацию о давлении обратно в центральное расположение без проводов.
Продолжите с : Что такое сжиженный углеводородный газ и как он работает?
Хотите узнать больше о датчиках измерения атмосферного давления?Посмотреть другие датчики давления
14.2 Измерение давления | Университетская физика, том 1,
Цели обучения
К концу этого раздела вы сможете:
- Определение избыточного и абсолютного давления
- Объясните различные методы измерения давления
- Общие сведения о работе барометров с открытой трубкой
- Подробно опишите, как работают манометры и барометры
В предыдущем разделе мы вывели формулу для расчета изменения давления для жидкости в гидростатическом равновесии.Как оказалось, это очень полезный расчет. Измерения давления важны в повседневной жизни, а также в научных и инженерных приложениях. В этом разделе мы обсудим различные способы регистрации и измерения давления.
Манометрическое давление в зависимости от абсолютного давления
Предположим, что манометр на полном акваланге показывает 3000 фунтов на квадратный дюйм, что составляет примерно 207 атмосфер. Когда клапан открывается, воздух начинает выходить, потому что давление внутри резервуара превышает атмосферное давление снаружи резервуара.Воздух продолжает выходить из резервуара до тех пор, пока давление внутри резервуара не сравняется с давлением атмосферы вне резервуара. В этот момент манометр на резервуаре показывает ноль, даже если давление внутри резервуара на самом деле составляет 1 атмосферу — такое же, как давление воздуха вне резервуара.
Большинство манометров, например манометры на акваланге, откалиброваны так, чтобы показывать ноль при атмосферном давлении. Показания давления с таких манометров называются манометрическим давлением , то есть давлением относительно атмосферного давления.Когда давление внутри резервуара превышает атмосферное давление, манометр показывает положительное значение.
Некоторые манометры предназначены для измерения отрицательного давления. Например, многие физические эксперименты должны проводиться в вакуумной камере, жесткой камере, из которой откачивается часть воздуха. Давление внутри вакуумной камеры меньше атмосферного, поэтому манометр на камере показывает отрицательное значение.
В отличие от манометрического давления, абсолютное давление составляет атмосферное давление , которое фактически увеличивает давление в любой жидкости, не заключенной в жесткий контейнер.
Абсолютное давление
Абсолютное давление или полное давление складывается из манометрического и атмосферного давления:
[латекс] {p} _ {\ text {abs}} = {p} _ {\ text {g}} + {p} _ {\ text {atm}} [/ latex]
где [латекс] {p} _ {\ text {abs}} [/ latex] — абсолютное давление, [latex] {p} _ {\ text {g}} [/ latex] — манометрическое давление, а [латекс] {p} _ {\ text {atm}} [/ latex] — атмосферное давление.
Например, если манометр показывает 34 фунта на квадратный дюйм, то абсолютное давление составляет 34 фунта на квадратный дюйм плюс 14.7 фунтов на квадратный дюйм ([латекс] {p} _ {\ text {atm}} [/ latex] в фунтах на квадратный дюйм) или 48,7 фунтов на квадратный дюйм (эквивалент 336 кПа).
В большинстве случаев абсолютное давление жидкости не может быть отрицательным. Жидкости выталкивают, а не вытягивают, поэтому наименьшее абсолютное давление в жидкости равно нулю (отрицательное абсолютное давление — это притяжение). Таким образом, минимально возможное манометрическое давление равно [латекс] {p} _ {\ text {g}} = \ text {-} {p} _ {\ text {atm}} [/ latex] (что делает [латекс] { p} _ {\ text {abs}} [/ latex] ноль). Теоретически нет предела тому, насколько большим может быть манометрическое давление.
Измерение давления
Для измерения давления используется множество устройств, от шинных манометров до тонометров. Многие другие типы манометров обычно используются для проверки давления жидкостей, например, механические манометры. Мы рассмотрим некоторые из них в этом разделе.
Любое свойство, которое известным образом изменяется в зависимости от давления, можно использовать для создания манометра. Некоторые из наиболее распространенных типов включают тензодатчики, которые используют изменение формы материала под давлением; емкостные манометры, в которых используется изменение электрической емкости из-за изменения формы под давлением; пьезоэлектрические манометры, которые создают разность напряжений на пьезоэлектрическом материале под разницей давления между двумя сторонами; и ионные датчики, которые измеряют давление путем ионизации молекул в сильно вакуумированных камерах.Различные манометры полезны в разных диапазонах давления и в разных физических ситуациях. Некоторые примеры показаны на (Рисунок).
Рисунок 14.11 (a) Манометры используются для измерения и контроля давления в газовых баллонах. Сжатые газы используются во многих промышленных и медицинских целях. (b) Манометры бывают разных моделей, но все они предназначены для одной и той же цели: для измерения внутреннего давления в шине. Это позволяет водителю поддерживать давление в шинах, оптимальное для веса груза и условий движения.(c) Ионизационный датчик — это высокочувствительное устройство, используемое для контроля давления газов в замкнутой системе. Молекулы нейтрального газа ионизируются за счет высвобождения электронов, и ток преобразуется в показания давления. Ионизационные датчики обычно используются в промышленных приложениях, в которых используются вакуумные системы.
Манометры
В одном из наиболее важных классов манометров применяется свойство, заключающееся в том, что давление, обусловленное весом жидкости постоянной плотности, определяется выражением [латекс] p = h \ rho g [/ latex].U-образная трубка, показанная на (Рисунок), является примером манометра ; в части (а) обе стороны трубы открыты для атмосферы, позволяя атмосферному давлению равномерно снижаться с каждой стороны, чтобы его эффекты нейтрализовались.
Манометр, только с одной стороны открытый в атмосферу, является идеальным устройством для измерения манометрического давления. Манометрическое давление [латекс] {p} _ {\ text {g}} = h \ rho g [/ latex] определяется путем измерения h . Например, предположим, что одна сторона U-образной трубки подключена к некоторому источнику давления [латекс] {p} _ {\ text {abs}}, [/ latex], например баллон в части (b) рисунка или банка арахиса в вакуумной упаковке, показанная в части (c).Давление передается на манометр в неизменном виде, и уровни жидкости больше не равны. В части (b) [латекс] {p} _ {\ text {abs}} [/ latex] превышает атмосферное давление, а в части (c) [латекс] {p} _ {\ text {abs} } [/ latex] меньше атмосферного давления. В обоих случаях [латекс] {p} _ {\ text {abs}} [/ latex] отличается от атмосферного давления на величину [латекс] h \ rho g, [/ latex], где [latex] \ rho [/ latex ] — плотность жидкости в манометре. В части (b) [латекс] {p} _ {\ text {abs}} [/ latex] может поддерживать столб жидкости высотой h , поэтому он должен оказывать давление [латекс] h \ rho g [ / latex] выше атмосферного (манометрическое давление [latex] {p} _ {\ text {g}} [/ latex] положительно).В части (c) атмосферное давление может поддерживать столб жидкости высотой х , поэтому [латекс] {p} _ {\ text {abs}} [/ latex] меньше атмосферного давления на величину [латекс] h \ rho g [/ latex] (манометрическое давление [латекс] {p} _ {\ text {g}} [/ latex] отрицательное).
Рисунок 14.12 Манометр с открытой трубкой имеет одну сторону, открытую в атмосферу. (a) Глубина жидкости должна быть одинаковой с обеих сторон, иначе давление, оказываемое каждой стороной на дно, будет неравным, и жидкость будет течь с более глубокой стороны.(b) Положительное избыточное давление [латекс] {p} _ {\ text {g}} = h \ rho g [/ latex], передаваемое на одну сторону манометра, может поддерживать столб жидкости высотой h. (c) Точно так же атмосферное давление больше отрицательного манометрического давления [латекс] {p} _ {\ text {g}} [/ latex] на величину [латекс] h \ rho g [/ latex]. Жесткость банки предотвращает передачу атмосферного давления на арахис.
Барометры
Манометры обычно используют U-образную трубку жидкости (часто ртути) для измерения давления.Барометр (см. (Рисунок)) — это устройство, которое обычно использует один столбик ртути для измерения атмосферного давления. Барометр, изобретенный итальянским математиком и физиком Евангелистой Торричелли (1608–1647) в 1643 году, состоит из стеклянной трубки, закрытой с одного конца и заполненной ртутью. Затем трубку переворачивают и помещают в бассейн с ртутью. Это устройство измеряет атмосферное давление, а не манометрическое давление, потому что над ртутью в трубке создается почти чистый вакуум.Высота ртути такова, что [латекс] h \ rho g = {p} _ {\ text {atm}} [/ latex]. Когда атмосферное давление меняется, ртуть поднимается или падает.
Синоптики внимательно следят за изменениями атмосферного давления (которое часто обозначается как барометрическое давление), поскольку повышение уровня ртути обычно сигнализирует об улучшении погоды, а падение ртути указывает на ухудшение погоды. Барометр также можно использовать как высотомер, поскольку среднее атмосферное давление зависит от высоты. Ртутные барометры и манометры настолько распространены, что единицы измерения атмосферного давления и артериального давления часто используются в миллиметрах ртутного столба.
Рисунок 14.13 Ртутный барометр измеряет атмосферное давление. Давление, обусловленное весом ртути, [латекс] h \ rho g [/ латекс], равно атмосферному давлению. Атмосфера способна поднять ртуть в трубке на высоту h, потому что давление над ртутью равно нулю.
Пример
Высота жидкости в открытой U-образной трубе
U-образная трубка с обоими открытыми концами заполнена жидкостью плотностью [латекс] {\ rho} _ {1} [/ latex] на высоту h с обеих сторон ((Рисунок)).Жидкость плотностью [латекс] {\ rho} _ {2} <{\ rho} _ {1} [/ latex] наливается с одной стороны, и Жидкость 2 оседает поверх Жидкости 1. Высота по обеим сторонам равна другой. Высота до верха Liquid 2 от интерфейса составляет [латекс] {h} _ {2} [/ latex], а высота до верха Liquid 1 от уровня интерфейса составляет [латекс] {h} _ { 1} [/ латекс]. Выведите формулу для разницы в высоте.
Рисунок 14.14 Две жидкости разной плотности показаны в U-образной трубке.
Стратегия
Давление в точках на одинаковой высоте по обе стороны U-образной трубки должно быть одинаковым, пока эти две точки находятся в одной и той же жидкости. Поэтому мы рассматриваем две точки на одном уровне в двух рукавах трубки: одна точка — это граница раздела на стороне жидкости 2, а другая — точка в рукаве с жидкостью 1, которая находится на том же уровне, что и интерфейс в другой руке. Давление в каждой точке обусловлено атмосферным давлением плюс вес жидкости над ним.
[латекс] \ begin {array} {c} \ text {Давление сбоку с жидкостью 1} = {p} _ {0} + {\ rho} _ {1} g {h} _ {1} \ hfill \\ \ text {Давление на стороне жидкости 2} = {p} _ {0} + {\ rho} _ {2} g {h} _ {2} \ hfill \ end {array} [/ latex]
Решение
Поскольку две точки находятся в жидкости 1 и находятся на одинаковой высоте, давление в двух точках должно быть одинаковым. Следовательно, имеем
[латекс] {p} _ {0} + {\ rho} _ {1} g {h} _ {1} = {p} _ {0} + {\ rho} _ {2} g {h} _ {2}. [/ латекс]
Следовательно,
[латекс] {\ rho} _ {1} {h} _ {1} = {\ rho} _ {2} {h} _ {2}.[/ латекс]
Это означает, что разница в высоте с двух сторон U-образной трубы составляет
[латекс] {h} _ {2} — {h} _ {1} = (1- \ frac {{p} _ {1}} {{p} _ {2}}) {h} _ {2 }. [/ латекс]
Результат будет понятен, если мы установим [латекс] {p} _ {2} = {p} _ {1}, [/ latex], что даст [латекс] {h} _ {2} = {h} _ {1 }. [/ latex] Если две стороны имеют одинаковую плотность, они имеют одинаковую высоту.
Проверьте свое понимание
Ртуть — опасное вещество. Как вы думаете, почему ртуть обычно используется в барометрах вместо более безопасной жидкости, такой как вода?
Показать решениеПлотность ртути 13.{5} \, \ text {Pa} = 1013 \, \ text {mbar} = 1 \, \ text {atm} [/ latex]. Используя уравнения, полученные при рассмотрении давления на глубине в жидкости, давление также можно измерить в миллиметрах или дюймах ртутного столба. Давление внизу 760-миллиметрового столба ртути при [латексе] 0 \, \ text {° C} [/ латексе] в контейнере, из которого откачана верхняя часть, равно атмосферному давлению. Таким образом, 760 мм рт. Ст. Также используется вместо давления в 1 атмосферу. В лабораториях физики вакуума ученые часто используют другую единицу, называемую торр, названную в честь Торричелли, который, как мы только что видели, изобрел ртутный манометр для измерения давления.{5} \, \ text {Pa} [/ latex]
Резюме
- Манометрическое давление — это давление относительно атмосферного давления.
- Абсолютное давление — это сумма манометрического и атмосферного давления.
- Манометры с открытой трубкой имеют U-образную форму трубки, один конец которой всегда открыт. Они используются для измерения давления. Ртутный барометр — это прибор, который измеряет атмосферное давление.
- Единицей давления в системе СИ является паскаль (Па), но обычно используются несколько других единиц.
Концептуальные вопросы
Объясните, почему жидкость достигает одинакового уровня по обе стороны от манометра, если обе стороны открыты для атмосферы, даже если трубки имеют разный диаметр.
Показать решениеДавление атмосферы обусловлено весом воздуха над ним. Давление, сила на площадь, на манометре будет одинаковым на той же глубине атмосферы.
Проблемы
Найдите манометрическое и абсолютное давление в баллоне и банке с арахисом, показанные на (Рисунок), при условии, что манометр, подключенный к баллону, использует воду, а манометр, подключенный к банке, содержит ртуть. Выразите в сантиметрах воды для баллона и миллиметрах ртутного столба для сосуда, взяв [латекс] h = 0,0500 \ text {m} [/ latex] для каждого.
Какой высоты должен быть манометр, заполненный водой, чтобы измерять артериальное давление до 300 мм рт. Ст.?
Предполагая, что велосипедные шины идеально гибкие и выдерживают вес велосипеда и гонщика только за счет давления, вычислите общую площадь контакта шин с землей, если общая масса велосипеда и гонщика составляет 80.{5} \, \ text {Pa} [/ латекс].
Глоссарий
- абсолютное давление
- сумма избыточного давления и атмосферного давления
- избыточное давление
- давление относительно атмосферного
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 ртутного столба 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 пока 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 {kPa} \) 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. Вычислите давление в баллоне ( a ) в миллиметрах ртутного столба; ( b ) в килопаскалях; и ( c ) в атмосферах.
Решение
а) \ (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.
Датчики атмосферного давления | Руководство инженера-проектировщика
Технология и приложения для измерения атмосферного давления прошли долгий путь со времен старого барометра, который вы помните на стене бабушки и дедушки.
Сегодняшние компактные электронные датчики атмосферного давления могут выполнять функции, например, в вашем смартфоне и двигателе автомобиля, наряду с их традиционной функцией прогнозирования погоды.
Поскольку атмосферное давление уменьшается с увеличением высоты, барометр также может служить высотомером при соответствующей калибровке. Многие из наиболее интересных недавних и текущих разработок в области измерения атмосферного давления связаны с этой возможностью.
Приложения
По сей день датчики атмосферного давления вносят свой вклад в область прогнозирования погоды, но теперь они позволяют миниатюризировать метеостанции.Фактически, вы даже можете прогнозировать погоду с помощью крошечных датчиков в своем мобильном телефоне или планшете.
Другие приложения, связанные с окружающей средой, включают расчеты эвапотранспирации, при которых ученые контролируют перенос воды в атмосферу за счет испарения с поверхностей и транспирации с растений. Датчики давления также предоставляют вспомогательные данные для корректировки показаний приборов, таких как кислородные датчики, на которые влияет колебание давления.
Как для внутренней, так и для наружной навигации функция альтиметра датчиков атмосферного давления обеспечивает точное вертикальное позиционирование. Это важно, например, когда вы перемещаетесь между этажами здания или уровнями на автостоянке. В некоторых случаях точности достаточно, чтобы различать точки, разделенные высотой менее одного шага.
Барометрические измерения могут помочь с точным расчетом, когда устройство обращается к другим датчикам для расчета своего текущего местоположения, когда сигналы GPS временно затруднены или невозможны для приема.
Системы, подобные описанным выше, теперь достаточно малы, чтобы поместиться в вашем смартфоне или планшете. Возможно, у вас уже есть барометр в телефоне, даже не подозревая об этом.
Носимые устройства для наблюдения за досугом, спортом и фитнесом, несомненно, получат все больше преимуществ от расширяющихся возможностей датчиков атмосферного давления. Например, вместо того, чтобы полагаться на акселерометры для подсчета шагов, новые датчики будут делать это, отслеживая турбулентность воздуха при движении тела.Возможно даже распознавание жестов.
Другое применение — управление двигателем. Изменения атмосферного давления, в частности, при движении между разными высотами, влияют на ходовые качества. Точный контроль давления позволяет рассчитать идеальную топливовоздушную смесь и контролировать опережение зажигания для достижения оптимальной эффективности.
Беспилотные летательные аппараты, или дроны, быстро становятся реальным ответом на определенные промышленные задачи. Точный мониторинг высоты с помощью датчиков атмосферного давления будет играть определенную роль в их постоянном развитии.
Например, на складах возможность подниматься на точно заданную высоту полки будет большим преимуществом при инвентаризации и извлечении хранимых товаров. Для доставки товаров в населенные пункты необходимо указать высоту, а также географическое расположение адресов.
Если смотреть шире, в Интернете вещей есть множество возможностей для удаленного мониторинга объектов и оборудования в отношении проблем, на которые оказывается давление. Между тем, разработчики виртуальной реальности, игрового оборудования и игрушек наверняка будут искать способы использования достижений в области определения положения.
Параметры измерения
При измерении сжатого воздуха в других контекстах (например, давление воздуха в герметичной системе) можно выбрать манометрическое давление (давление воздуха по сравнению с атмосферным давлением) и перепад давления воздуха (разницу давлений между точками). Датчики атмосферного давления вместо этого измеряют абсолютное давление воздуха. Это давление воздуха относительно идеального вакуума.
Классический барометр-анероид |
Технологии
На протяжении большей части нашей истории барометры зависели от поведения ртути или другой жидкости в ответ на изменение давления воздуха.Барометр-анероид, название которого связано с отсутствием жидкости, был изобретен в 1844 году. Вместо этого он использует деформацию металла.
В барометре-анероиде частично откачанная металлическая ячейка подвергается воздействию атмосферного давления. Когда давление увеличивается или уменьшается, ячейка сжимается или расширяется. Это движение переводится и усиливается с помощью противодействующей пружины, системы рычагов и указателя, чтобы зарегистрировать показания на циферблате барометра.
Современные датчики барометрического давления в некотором смысле являются барометрами-анероидами, поскольку в их методе работы не используется жидкость.Однако по конструкции и внешнему виду они сильно отличаются от своих предшественников — часто с использованием новейших технологий микроэлектромеханических систем (MEMS).
Современные МЭМС-датчики настолько малы, что их можно интегрировать практически во что угодно
Как и оригинальные барометры-анероиды, они определяют атмосферное давление по его влиянию на гибкую конструкцию — в данном случае мембрану или диафрагму. Степень деформации мембраны пропорциональна давлению и преобразуется в электрический сигнал, поэтому датчики иногда называют датчиками давления.
Сравнение размеров современного датчика MEMS |
Эти небольшие преобразователи давления построены на основе одного из двух основных подходов к измерению: резистивного или емкостного.
Резистивный датчик атмосферного давления также известен как пьезорезистивный датчик или тензодатчик. Одна сторона его диафрагмы контактирует с атмосферой. К другой стороне прикреплены тензодатчики.
Повышение давления приводит к деформации как диафрагмы, так и тензодатчиков.Деформация материала тензодатчика изменяет его сопротивление из-за пьезорезистивного эффекта, и датчик отражает это изменение в своем электрическом сигнале.
Технология емкостного датчика барометрического давления основана на двух емкостных пластинах с небольшим зазором между ними. Пластина, контактирующая с атмосферой, является гибкой и образует диафрагму, которая деформируется под давлением. Другой жесткий.
Деформация диафрагмы изменяет расстояние между пластинами и изменяет емкость системы.Электрический сигнал датчика отражает это пропорциональное изменение.
Опции и технические характеристики
Вот некоторые из переменных, которые вы, возможно, захотите учесть при попытке сопоставить ваше приложение с правильным датчиком:
- Precision. Существуют резистивные датчики давления, которые предлагают термокомпенсацию и калибровку для получения линейного, стабильного и точного выходного сигнала. Сторонники емкостного подхода подчеркивают, что их датчики, естественно, менее восприимчивы к колебаниям, вызванным температурой, и их проще калибровать.
- Чувствительность. Помимо надежной точности, вам также необходимо учитывать, должен ли ваш датчик различать очень небольшие перепады давления. Например, в устройствах позиционирования или навигации, сможет ли он отличить одну ступеньку от другой на лестнице?
- Пределы давления и температуры. Помимо возможности работать в любых экстремальных условиях, убедитесь, что датчик может обеспечивать необходимую точность во всем указанном диапазоне.
- Энергопотребление. Если датчик давления является частью компактного устройства, в котором достаточно места только для небольшой батареи, малое энергопотребление будет большим преимуществом. Резистивное измерение давления имеет тенденцию значительно увеличивать потребность в энергии по сравнению с емкостным. Спящий режим, где это необходимо, является одним из средств экономии энергии.
- Операционная среда. Достаточно ли он прочен, если датчик должен использоваться в суровых условиях? Нужен ли ему водонепроницаемый и ударопрочный корпус?
- Размер. Многие популярные приложения, например носимые устройства, требуют миниатюризации. В таких случаях очень приветствуются небольшие размеры некоторых датчиков давления, представленных на рынке.
Ограничения
Как следует из приведенных выше критериев, точность измерений и другие критерии производительности сильно различаются в зависимости от продукта. Это верно как для двух основных категорий (резистивных и емкостных), так и между ними. Некоторые, однако, утверждают, что емкостная технология измерения давления имеет основные преимущества перед резистивной, особенно в отношении температурной стабильности.
Если вы хотите узнать больше о различных типах сред, которые могут измерять датчики давления, применении каждого типа и различных вариантах датчиков для вашей конструкции, щелкните ссылки ниже, чтобы перейти к интересующему вас разделу.
Хотите узнать больше о технологии датчиков давления? Ознакомьтесь с дальнейшими главами этого руководства ниже или, если у вас мало времени, вы можете загрузить его в формате PDF здесь.
Манометрическое давление, абсолютное давление и измерение давления — College Physics
Цели обучения
- Определите избыточное и абсолютное давление.
- Понимать работу анероидных барометров и барометров с открытой трубкой.
Если вы прихрамываете на заправочной станции с почти спущенной шиной, вы заметите, что манометр на авиалинии показывает почти ноль, когда вы начинаете заправлять ее. Фактически, если бы в вашей шине было зияющее отверстие, датчик показывал бы ноль, даже если в шине существует атмосферное давление. Почему датчик показывает ноль? Здесь нет никакой загадки. Манометры просто предназначены для считывания нуля при атмосферном давлении и положительного значения, когда давление выше атмосферного.
Точно так же атмосферное давление увеличивает кровяное давление во всех частях кровеносной системы. (Как отмечалось в Принципе Паскаля, полное давление в жидкости — это сумма давлений из разных источников — в данном случае сердца и атмосферы.) Но атмосферное давление не оказывает чистого влияния на кровоток, поскольку оно добавляет к выходящему давлению. сердца и возвращение в него тоже. Важно то, насколько кровяное давление больше атмосферного. Таким образом, измерения артериального давления, как и давления в шинах, производятся относительно атмосферного давления.
Короче говоря, манометры очень часто игнорируют атмосферное давление, то есть считывают ноль при атмосферном давлении. Поэтому мы определяем манометрическое давление как давление относительно атмосферного давления. Избыточное давление является положительным для давлений выше атмосферного и отрицательным для давлений ниже него.
Манометрическое давление
Манометрическое давление — это давление относительно атмосферного давления. Избыточное давление является положительным для давлений выше атмосферного и отрицательным для давлений ниже него.
Фактически, атмосферное давление действительно увеличивает давление в любой жидкости, не заключенной в жесткий контейнер. Это происходит из-за принципа Паскаля. Таким образом, полное давление или абсолютное давление является суммой манометрического давления и атмосферного давления: где — абсолютное давление, — манометрическое давление и — атмосферное давление. Например, если ваш манометр показывает 34 фунта на квадратный дюйм, то абсолютное давление составляет 34 фунта на квадратный дюйм плюс 14,7 фунта на квадратный дюйм (в фунтах на квадратный дюйм) или 48,7 фунта на квадратный дюйм (эквивалент 336 кПа).
Абсолютное давление
Абсолютное давление — это сумма манометрического и атмосферного давления.
По причинам, которые мы рассмотрим позже, в большинстве случаев абсолютное давление в жидкости не может быть отрицательным. Жидкости выталкивают, а не вытягивают, поэтому наименьшее абсолютное давление равно нулю. (Отрицательное абсолютное давление — это притяжение.) Таким образом, наименьшее возможное манометрическое давление равно (оно равно нулю). Теоретически нет предела тому, насколько большим может быть манометрическое давление.
Существует множество устройств для измерения давления, от шинных манометров до манжет для измерения кровяного давления.Принцип Паскаля имеет большое значение в этих устройствах. Непрерывная передача давления через жидкость обеспечивает точное дистанционное измерение давления. Дистанционное зондирование часто удобнее, чем установка измерительного устройства в систему, например в артерию человека.
На рисунке(рисунок) показан один из многих типов механических манометров, используемых сегодня. Во всех механических манометрах давление представляет собой силу, которая преобразуется (или преобразуется) в некоторый тип считывания.
В этом анероидном манометре используются гибкие сильфоны, соединенные с механическим индикатором для измерения давления.
Целый класс манометров использует свойство, заключающееся в том, что давление, обусловленное весом текучей среды, определяется, например, рассмотрим U-образную трубку, показанную на (Рисунок). Эта простая трубка называется манометром . На (Рисунок) (а) обе стороны трубы открыты для атмосферы. Таким образом, атмосферное давление одинаково снижается с каждой стороны, поэтому его эффект нивелируется. Если жидкость глубже с одной стороны, давление на более глубокой стороне больше, и жидкость течет от этой стороны до тех пор, пока глубины не сравняются.
Давайте посмотрим, как манометр используется для измерения давления. Предположим, что одна сторона U-образной трубки подключена к некоторому источнику давления, например, к игрушечному баллону на (Рисунок) (b) или к банке с арахисом в вакуумной упаковке, показанной на (Рисунок) (c). Давление передается на манометр в неизменном виде, и уровни жидкости больше не равны. На (Рисунок) (b) больше атмосферного давления, а на (Рисунок) (c) меньше атмосферного давления. В обоих случаях давление отличается от атмосферного на величину, где — плотность жидкости в манометре.На (Рисунок) (b), может поддерживать столб жидкости высотой, поэтому он должен оказывать давление, превышающее атмосферное (манометрическое давление положительное). На (Рис.) (C) атмосферное давление может поддерживать столб жидкости высотой, поэтому оно на определенную величину меньше атмосферного давления (манометрическое давление отрицательное). Манометр с одной стороной, открытой в атмосферу, является идеальным устройством для измерения манометрического давления. Манометрическое давление находится и определяется путем измерения.
Ртутные манометры часто используются для измерения артериального давления.Надувная манжета надевается на плечо, как показано на (Рисунок). Сжимая грушу, человек, производящий измерение, оказывает давление, которое в неизменном виде передается как на главную артерию руки, так и на манометр. Когда это приложенное давление превышает кровяное давление, кровоток под манжетой прекращается. Затем человек, производящий измерение, медленно снижает приложенное давление и ожидает возобновления кровотока. Артериальное давление пульсирует из-за перекачивания сердца, достигая максимума, называемого систолическим давлением, и минимума, называемого диастолическим давлением, с каждым ударом сердца.Систолическое давление измеряется путем учета значения момента начала кровотока при понижении давления в манжете. Диастолическое давление измеряется по непрерывному кровотоку. Типичное артериальное давление молодого взрослого человека поднимает ртуть до высоты 120 мм при систолическом и 80 мм при диастолическом. Обычно это 120 на 80 или 120/80. Первое давление соответствует максимальной мощности сердца; второй — из-за эластичности артерий в поддержании давления между ударами.Плотность ртутной жидкости в манометре в 13,6 раз больше, чем у воды, поэтому высота жидкости будет 1 / 13,6 от высоты водяного манометра. Эта уменьшенная высота может затруднить измерения, поэтому ртутные манометры используются для измерения более высоких давлений, например артериального давления. Плотность ртути такая, что.
Систолическое давление
Систолическое давление — это максимальное артериальное давление.
Диастолическое давление
Диастолическое давление — это минимальное кровяное давление.
При обычных измерениях артериального давления надувная манжета надевается на плечо на том же уровне, что и сердце. Кровоток определяется сразу под манжетой, и соответствующие значения давления передаются на манометр, заполненный ртутью. (Источник: фотография армии США специалиста Мики Э. Клэр \ 4-й BCT)
Расчет высоты мешка для внутривенного вливания: кровяное давление и внутривенные инфузии
Внутривенные инфузии обычно производятся с помощью силы тяжести.Предполагая, что плотность вводимой жидкости составляет 1,00 г / мл, на какой высоте должен быть помещен мешок для внутривенного вливания над точкой входа, чтобы жидкость просто попадала в вену, если артериальное давление в вене на 18 мм рт. Ст. Выше атмосферного. ? Предположим, что мешок для внутривенных вливаний складной.
Стратегия для (а)
Для того, чтобы жидкость просто попала в вену, ее давление на входе должно превышать артериальное давление в вене (на 18 мм рт. Ст. Выше атмосферного давления). Поэтому нам нужно найти высоту жидкости, которая соответствует этому манометрическому давлению.
Решение
Сначала нам нужно преобразовать давление в единицы СИ. Так как,
Перестановка для дает. Подстановка известных значений в это уравнение дает
Обсуждение
Мешок для внутривенного вливания должен быть помещен на 0,24 м выше точки входа в руку, чтобы жидкость просто попала в руку. Обычно мешки для внутривенных вливаний размещаются выше. Вы могли заметить, что мешки, используемые для сбора крови, размещаются под донором, чтобы кровь могла легко течь от руки к сумке, что является противоположным направлением потока, чем требуется в представленном здесь примере.
Барометр — прибор для измерения атмосферного давления. Ртутный барометр показан на (Рисунок). Это устройство измеряет атмосферное давление, а не манометрическое давление, потому что над ртутью в трубке создается почти чистый вакуум. Высота ртути такая, что. Когда атмосферное давление меняется, ртуть поднимается или падает, давая важные подсказки синоптикам. Барометр также можно использовать как высотомер, поскольку среднее атмосферное давление зависит от высоты.Ртутные барометры и манометры настолько распространены, что единицы измерения атмосферного давления и артериального давления часто используются в миллиметрах ртутного столба. (Рисунок) показывает коэффициенты пересчета для некоторых наиболее часто используемых единиц давления.
Ртутный барометр измеряет атмосферное давление. Давление, обусловленное весом ртути, равно атмосферному давлению. Атмосфера способна поднять ртуть в трубке на высоту, потому что давление над ртутью равно нулю.Сводка раздела
- Манометрическое давление — это давление относительно атмосферного давления.
- Абсолютное давление — это сумма манометрического и атмосферного давления.
- Анероидный манометр измеряет давление с помощью сильфона и пружины, соединенного со стрелкой калиброванной шкалы.
- Манометры с открытой трубкой имеют U-образную форму трубки, один конец которой всегда открыт. Он используется для измерения давления.
- Ртутный барометр — это прибор, измеряющий атмосферное давление.
Концептуальные вопросы
Объясните, почему жидкость достигает одинакового уровня по обе стороны от манометра, если обе стороны открыты для атмосферы, даже если трубки имеют разный диаметр.
(рисунок) показывает, как выполняется обычное измерение артериального давления. Есть ли какое-либо влияние на измеряемое давление, если манометр опущен? Каков эффект поднятия руки над плечом? Каков эффект наложения манжеты на верхнюю часть ноги при стоячем положении человека? Объясните свои ответы с точки зрения давления, создаваемого весом жидкости.
Учитывая величину типичного артериального давления, почему для этих измерений используются ртутные, а не водяные манометры?
Задачи и упражнения
Найдите манометрическое и абсолютное давление в баллоне и банке с арахисом, показанные на (Рисунок), при условии, что манометр, подключенный к баллону, использует воду, а манометр, подключенный к банке, содержит ртуть.Выразите в сантиметрах воды для баллона и миллиметрах ртутного столба для банки, принимая для каждого.
Воздушный шар:
Банка:
(a) Преобразуйте нормальные показания артериального давления 120 на 80 мм рт. Ст. В ньютоны на метр в квадрате, используя соотношение для давления из-за веса жидкости, а не коэффициент преобразования. (б) Обсудите, почему артериальное давление у младенца может быть ниже, чем у взрослого. В частности, учитывайте меньшую высоту, на которую необходимо перекачивать кровь.
Какой высоты должен быть манометр, заполненный водой, чтобы измерять артериальное давление до 300 мм рт. Ст.?
Скороварки существуют уже более 300 лет, хотя в последние годы их использование сильно сократилось (ранние модели имели неприятную привычку взрываться). Какое усилие должны выдерживать защелки, удерживающие крышку на скороварке, если круглая крышка имеет диаметр, а манометрическое давление внутри составляет 300 атм? Не обращайте внимания на вес крышки.
Предположим, вы измеряете артериальное давление стоящего человека, надев манжету на его ногу 0.500 м ниже сердца. Вычислите давление, которое вы бы наблюдали (в мм рт. Ст.), Если бы давление в сердце было 120 на 80 мм рт. Ст. Предположим, что нет потери давления из-за сопротивления в системе кровообращения (разумное предположение, поскольку основные артерии большие).
Подводная лодка оказалась на дне океана с люком на глубине 25,0 м. Рассчитайте усилие, необходимое для открытия люка изнутри, учитывая, что он круглый и имеет диаметр 0,450 м.Давление воздуха внутри подлодки — 1,00 атм.
Предполагая, что велосипедные шины идеально гибкие и выдерживают вес велосипеда и водителя только за счет давления, рассчитайте общую площадь контакта шин с землей. Велосипед плюс райдер имеет массу 80,0 кг, а манометрическое давление в шинах составляет.
Глоссарий
- абсолютное давление
- сумма манометрического давления и атмосферного давления
- диастолическое давление
- минимальное артериальное давление в артерии
- избыточное давление
- давление относительно атмосферного
- систолическое давление
- максимальное артериальное давление в артерии