Сила ваги повітряного стовпа заввишки 10 км, що діє одиницю земної поверхні, називається атмосферним тиском. У системі СІ за одиницю тиску прийнято Паскаль (Па)

Однак, 1 Па - дуже мала величина тиску, тому при вимірі атмосферного тиску користуються кратними одиницями: кПа = 1000 Па і МПа = 106 Па = 1000 кПа.

Крім Паскаля для вимірювання атмосферного тиску також використовуються позасистемні одиниці – міліметри ртутного (водяного) стовпа та бари, причому

1 бар = 101,3 кПа = 760 мм. рт. ст.,

саме таке значення має атмосферний тиск лише на рівні моря.

Прилад вимірювання атмосферного тиску називається барометром. Найбільш поширеним типом є металевий барометр-анероїд, конструкція якого показана на рис. 1.2. Основу анероїду становить циліндрична камера. До, з якої відкачано повітря. Камера герметично закрита тонкою гофрованою (хвилястою) мембраною М. Щоб атмосферний тиск не сплющило мембрану, вона за допомогою тяги Тз'єднана з пружиною П, що закріплена на корпусі приладу. До пружини шарнірно п закріплений нижній кінець стрілки З, яка може обертатися навколо осі Про. Для вимірювання показань приладу слугує шкала Ш. При зміні атмосферного тиску мембрана прогинається всередину або назовні і переміщує стрілку за шкалою, показуючи значення тиску (шкалу барометра-анероїда градуюють і повіряють за показаннями ртутного барометра).

Мал. 1.2 - Принципова схема барометра-анероїда

А нероїди дуже зручні в роботі, міцні, малогабаритні, але менш точні, ніж ртутні барометри. Зовнішній вигляд барометра-анероїда показано на рис. 1.3.

Мал. 1.3– Барометр-анероїд

Відповідно до барометричної формули

(1.5)

тобто значення атмосферного тиску залежить від висоти над поверхнею Землі, тому шкалу барометра-анероїда можна проградуювати в метрах відповідно до розподілу тиску по висоті. Анероїд, що має шкалу, за якою можна визначити висоту підйому над Землею, називають альтиметром (висотаміром). Їх широко використовують у авіації, парашутному спорті, альпінізмі.

1.4. Прилади та методи вимірювання вологості повітря

Атмосферне повітря завжди містить певну кількість водяної пари, тому по суті є механічною сумішшю сухого повітря та водяної пари, що відповідає законам ідеальних газів. Для характеристики ступеня вологості повітря використовують абсолютну та відносну вологість.

Абсолютна вологість- Кількість водяної пари, що міститься в 1 м 3 повітря, вимірюється в кг/м 3 (г/см 3).

Відносна вологість- Відношення дійсної щільності (тиску) повітря, до максимально можливої ​​при даній температурі:

(1.6)

Відносна вологість повітря виявляється у відсотках і є одним із головних метеорологічних величин. Для визначення вологості повітря використовують психрометричні та волосяні гігрометри.

Психрометр побутовийслужить для вимірювання температури та вологості повітря. Він складається із двох термометрів (рис. 1.4, а), причому резервуар правого термометра загорнуть у тканину, змочену водою. Лівий термометр сухий і служить для вимірювання температури повітря. Відліки по правому та лівому термометрам одночасно служать для обчислення відносної вологості повітря.

До
лочок тканини, що огортає кульку термометра, повинен бути чистим, у разі забруднення його необхідно замінити новим. При постійній експлуатації замінювати тканину слід раз на два тижні.

Поблизу приладу не повинно бути жодних предметів, що мають температуру, відмінну від температури повітря, які можуть вплинути на показання приладу.

Вологість визначають за допомогою психрометричних таблиць та графіків ( Додатки Аі У), методика визначення наведена у лабораторній роботі 1.

Мал. 1.4– Прилади вимірювання вологості:а - психрометр побутовий; б - волосяний гігрометр

Волосяний гігрометр(Рис. 1.4, б) також призначений для вимірювання відносної вологості повітря. Дія приладу заснована на властивості знежиреного людського волосся змінювати свою довжину при зміні відносної вологості навколишнього повітря. Основне призначення волосяного гігрометра – вимірювати вологість у морозний час, коли за психрометром вологість не визначається. Але оскільки відліки по гігрометру вимагають поправок, одержуваних через порівняння з психрометром, спостереження по гігрометру ведуть протягом усього року. Якщо при відліку виявиться, що кінець стрілки вийшов за сотий поділ, то треба приблизно оцінити, на якому розподілі виявилася б стрілка, якби шкала була продовжена на 110 і записати «екстраполірований» відлік. Температура повітря відраховується за сухим термометром психрометра.

У сімнадцятому столітті людству став відомий і доведений факт, що повітря має певну вагу. Припущення його тиску різні предмети було доведено з допомогою особливого приладу - барометра. Про нього йтиметься у цій статті.

Прилад, який визначає тиск повітря

Для початку дамо визначення. Барометр - це прилад вимірювання певного тиску повітря на предмети. Його винахідником став Е. Торрічеллі. У 1644 році барометр являв собою трубку з ртуттю та вимірювальною шкалою. У день, коли проводилися випробування барометра, рівень ртуті знаходився на позначці 760 мм, що й стало приводом вважати відмітку на цьому рівні нормальним тиском. Такі прилади досі використовуються метеорологічними станціями.

Через два століття, після винаходу ртутного барометра в результаті безлічі досліджень був сконструйований Люсьєном Віді принципово новий безрідкісний вигляд. Згодом названий барометром-анероїдом. Протягом усього часу існування анероїди набули великої популярності у багатьох користувачів, адже мають невеликий розмір, легкі та точні. Порівняно з ртутними барометрами – анероїди повністю безпечні у використанні.

Види барометрів

Ртутний – прилад, що вимірює тиск. Принцип дії полягає в русі ртуті щодо нанесеної шкали.

Рідкісний - прилад, за допомогою якого рівень тиску вимірюється врівноваженням ваги стовпа рідини атмосферним тиском.

Барометр-анероїд - принцип дії та відображення показників ґрунтується на зміні розмірів герметичної металевої коробки, заповненої розрідженим повітрям, під впливом на її поверхню атмосферного тиску.

Електронний - це сучасний вид приладу, який перетворює лінійні показники класичного анероїду на електронний сигнал. Оброблені мікропроцесором сигнали відображаються на рідкокристалічному екрані.

Барометр-анероїд - це найпоширеніший з перерахованих вище приладів, завдяки своїм невеликим розмірам і відсутності рідини в механізмі. Розглянемо його детальніше.

Будова атмосферного барометра

• Круглі срібно-нікелеві пластини.
• Коробка з ребристими основами.
• Передавальний механізм.
• Поворотна пружина.
• Вказівна стрілка.

Атмосферний барометр - принцип роботи

У зібраному вигляді анероїд – це коробка з різними механізмами. Коли з неї відкачують певну кількість повітря, це створює сильне розрядження пружини, вказівної стрілки і передавального між ними механізму. Під впливом тиску стінки «барокамери» скорочуються чи збільшуються у розмірах, а вказівна стрілка починає рухатися щодо вимірювальної шкали у бік підвищення чи зниження тиску, відповідно. У спокійному стані стрілка перебуватиме на позначці 760 мм.

Самозаписуючий барометр

Використовується для запису метеорологічних даних щодо коливань атмосферного тиску. Іншими словами, це вдосконалений барометр-анероїд, з додаванням в барокамеру годинникового механізму, апарату, що утримує проградуйований папір і стрілки-приводу, що наносить на папір чорнильну лінію.

Зображуваний "малюнок" на папері приладу називається барограмою. У процесі роботи барографа, відповідно до годинникових показників, механізм намотує на свою основу спеціальний папір, по поверхні якого ковзає і відзначає показники відхилень атмосферного тиску прикріплена стрілка з чорнилом.

Показники розбіжностей тиску фіксуються постійно. Для метеорологів це основний документальний факт зміни погоди найближчим часом. Залежно від розмірів барабана – тривалість зйомки запису може становити від кількох годин до одного тижня. Особлива конструкція дозволяє знімати показники та стежити за атмосферними показниками у будь-який час.

Барометр у телефоні - що це

Технології не стоять на місці і тепер виміряти атмосферний тиск можна за допомогою мобільного пристрою. Багато користувачів сучасних гаджетів, зіткнувшись з новою функцією, запитують - барометр у телефоні, що це? Сучасна мініатюрна метеостанція дозволяє користувачеві постійно перевіряти в електронному вигляді рівень атмосферного тиску. Відстеживши показники тиску за певний час, можна дізнатися – наближається циклон чи антициклон. Ці показники будуть корисними для людей з підвищеною чутливістю до різких перепадів тиску.

Можливості мобільного пристрою на цьому не зупиняються. В електронному вигляді воно показує висоту, географічну ширину та довготу, що, у свою чергу, сприяє швидкому пошуку апарату та визначенню точного місця його знаходження. Завдяки супутникам GPS процес швидкий та точний. Мобільний барометр – це точний висотомір. Точність визначення знаходження користувача зводяться до радіусу в 3 метри. Саме такими приладами користуються альпіністи у горах. Але більшої популярності вони набули в авіаційній сфері.

Барометр, вбудований у годинник

З'явився порівняно недавно. Мало хто знає, для чого цей прилад, і більшість запитують - барометр в годиннику, що це таке?

Постараємось розібратися. Барометр у певних видах годинника представлений в електронному або механічному вигляді. Електронний вигляд - нічим не відрізняється від подачі даних атмосферного тиску та їхнього виведення на екран, як на телефоні. Годинник з механічним відображенням тиску є ідеально точною міні-копією анероїду. Різниця лише у спрощеній шкалі відображення показань. Вартість годин-барометрів досить велика, але, як правило, вони протиударні та водонепроникні.

"Нестандартний барометр"

Завдяки своїм засновникам його називають Гарвардським. Економічний барометр є основою формування економетрики. Передбачає зміну кон'юнктури, динаміки попиту та пропозиції тощо. Гарвардський барометр - це опис емпіричних закономірностей та екстраполяції за останні місяці спостереження. До їхньої основи включено дослідження динаміки розвитку різних показників економіки.

Прогноз розвитку відображався у графічному вигляді. Кожна крива лінія, нанесена на графік, відображала той чи інший показник. Наприклад, крива "А" відображала зміни середніх біржових курсів (фондовий ринок); крива «В» відображала індекс оптових цін та зміни товарообігу (виробництва); крива "С" - відображала зростання або падіння курсу цінних паперів на грошовому ринку. В ідеальному стані графіка – показники «А» та «С» повинні збігатися на рівні максимуму першої одиниці та мінімумі кривої другої одиниці.

Завдяки керівництву У. Персонса та У. Мітчелла - такого роду приладом США користувалися до 1925 року. Гарвардський барометр Мітчелла – це перший потужний регулятор та показник факторів у народному господарстві країни. Враховуючи популярність і ефективність такої побудови та відображення фактів - цей метод використали багато країн по всій земній кулі. Але перспектива розвитку багатьох країн щодо цього співвідношення показників в економіці довго не проіснувала, адже до початку і після Другої Світової Війни – у відсотковому співвідношенні вони стали неактуальними. Економіки всіх країн, що брали участь у війні, були в занепаді, і для вирішення підняття «з колін» кожна країна застосовувала свої методи для стабілізації власної грошової валюти. Старі методи підняття показників (виведення із кризи) зовсім не застосовувалися, але основи, закладені Мітчеллом, стали прецедентом для світової економіки.

Манометр

Варто відзначити ще один пристрій, який також вимірює тиск, тільки не повітря, а газів та рідин – цей прилад називається манометр. Ці два прилади дуже взаємопов'язані. Сума показань манометра і барометра - це абсолютний тиск, який має більший показник, ніж атмосферний.

Висновок

У світі барометр - це з головних приладів метеорології. Зазначені показники на папері допомагають багатьом людям дізнатися про майбутні зміни атмосферного тиску, відповідно до них підготуватися. Це переважно стосується гіпертоніків. Барометр - це необов'язковий предмет у будинку, але як допоміжний елемент або до інтер'єру - бажаний. Сучасне обрамлення такого необхідного приладу дозволяє його вписати в будь-яке інтер'єрне рішення.

19.06.2015

Тиск повітря змінюється у межах. Якщо воно більше 760 міліметрів ртутрного стовпа, то вважається підвищенимякщо менше – то зниженим.

Спостереження за зміною атмосферного тиску дозволяють прогнозувати погоду. Наприклад, при підвищенні тиску в зимовий період погода стає морознішою, а влітку – спекотною. Знижений атмосферний тиск сприяє появі хмарності, випаданню опадів. Тому постійно знати величину атмосферного тиску та контролювати його зміни необхідно не лише вченим, медикам, а й усім нам.

Атмосферний тиск

Атмосферний тиск вимірюється у міліметрах ртутного стовпа, а також у Паскалях та гектоПаскалях. Прийнято вважати нормальним тиск, який дорівнює 760 мм рт. ст. (1013,25 гПа).

Атмосферний тиск зазвичай змінюється залежно від змін погодних умов. Найчастіше тиск падає перед негодою, підвищується – перед гарною. Ведення обліку зміни тиску дозволяє визначити переміщення циклонів та напрямок вітрів.

На самопочуття людини, яка мешкає довгий час у певній місцевості, зміна характерного тиску часто не впливає. У випадках, коли відбуваються неперіодичні коливання атмосферного тиску, навіть у здорових людей з'являється біль голови, падає працездатність і відчувається тяжкість тіла.

Зміна атмосферного тиску також впливає багато технологічні процеси. Наприклад, при переробці нафтопродуктів, де тиск є одним із основних контрольованих технічних параметрів; хлібобулочне виробництво, де показання тиску сильно впливають на вологість напівфабрикатів із тіста; в авіаційній промисловості це дуже важливий параметр, який впливає на терміни та умови експлуатації.

Прилади для вимірювання атмосферного тиску

На сьогоднішній день існує декілька видів барометрів, за допомогою яких здійснюють вимірювання тиску повітря:

• Ртутний сифонний барометр – представляє У-подібну, наповнену ртуттю трубку з відкритим та запаяним кінцем.
• Ртутний чашковий барометр – складається з вертикальної, наповненої ртуттю трубки, верхній кінець якої запаяний, а нижній знаходиться у спеціальній чашці з ртуттю.
• Барометр-анероїд – безповітряна металева коробка з хвилеподібними стінками.
• Барограф – самохарчовий прилад, який застосовують для спостереження за барометричним тиском у певні проміжки часу.
• Електронний барометр - цифровий прилад, що працює за принципом звичайного анероїду або за принципом вимірювання тиску повітря на кристал.

Ртутні барометри є більш точними та надійними порівняно з анероїдами, за ними перевіряють роботу інших видів барометрів. Висота тиску в них визначається за висотою стовпа ртуті. Метеорологічні станції обладнані чашковими барометрами.

Вимірювання атмосферного тиску за допомогою термогігрометра

Атмосферний тиск вимірюється не лише за допомогою різних видів барометрів, а й такими універсальними цифровими приладами, як термогігрометри. Незважаючи на те, що основне завдання даних пристроїв – визначення відносної вологості та температури, вони чудово справляються з вимірюванням тиску повітря, показуючи максимально точні величини. Тому такі багатофункціональні прилади придбати набагато вигідніше, ніж застарілі барометри та психрометри.

АТ «ЕКСІС» пропонує Вашій увазі величезний асортимент електронних вимірювачів тиску та інших контрольно-вимірювальних приладів високої якості та завжди за доступними цінами.

Зокрема, в нашій компанії Ви зможете придбати такі моделі термогігрометрів:

Всі моделі термогігрометрів мають інтерфейс зв'язку з ПК через USB, RS-232 і можуть кріпитися до стіни.

Для вимірювання атмосферного чи близького щодо нього тиску застосовують барометри. Ці пристрої показують абсолютний тиск повітря. Шкала барометра обмежена областю виміру від 680 до 800 мм рт. ст.Барометри застосовують для вимірювання тиску у відкритому просторі. Рідкісні барометри.Прилад (рис. 290) є закритою з одного кінця U-подібною трубкою, запаяний кінець якої значно довше відкритого. Трубку заповнюють ртуттю; над її шаром у запаяному кінці трубки створюється безповітряний простір. Стовп ртуті у запаяному довгому

Мал. 291. Схема пристрою коробчастого

барометра:

/ - коробка з хвилястою кришкою; 2 - Пружна; 3 - Система важелів; 4 - Стрілка.

У табл. 11 наведені співвідношення між зазначеними величинами.

ПРИЛАДИ ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ ТИСКУ

У лабораторній практиці застосовують прилади для вимірювання тиску - атмосферного і близького до нього)

Хоча всі ці прилади відрізняються по конструкції, але принципової різниці між ними немає; всі вони вимірюють силу, що діє на одиницю поверхні. Як протидія цій силі служить або стовп) рідини, або сила пружини.

Наприкінці має таку висоту, за якої вага цього стовпа врівноважується вагою стовпа атмосферного повітря.

Між обома колінами трубки встановлена ​​рухома міліметрова шкала; за її допомогою можна виміряти різницю висот в обох колінах. Ця різниця оавна тиску повітря, вираженому в міліметрах ртутного стовпа.

При точних барометричних вимірах одночасно слід визначати і температуру навколишнього простору. Це необхідно робити тому, що зі зміною температури змінюється щільність ртуті внаслідок

Металеві барометри розрізняють двох основних конструкцій: коробчасті і трубчасті. У коробка| тих барометрів (рис. 291) тиск повітря дій|

Мал. 293. Барограф.

Мал. 292. Схема пристрою трубчастого барометра:

/ - Порожня трубка; 2 - Система важелів; 3 - Стрілка.

:

е на хвилясту, дуже еластичну кришку порожньо металевої евакуйованої коробки.

У трубчастих барометрів (мал. 292) тиск повітря діє на плоску зігнуту пустуй усередині металеву трубку - зовнішня поверхні її більше, ніж внутрішня. Невеликі коливання тиску повітря за допомогою системи важелів збільшуються і вказуються на шкалі.

Самописні барометри, так звані барографи (рис. 293), забезпечені важелем який тисне на переписувач, що стосується стрічки діаграми -I тиск - час, укріпленої на барабані. Барабан наводиться в рух годинниковим механізмом, завод якого може бути добовим або тижневим.

Прилади для вимірювання тиску більше атмосферного

Для вимірювання тиску більше атмосферного застосовують манометри (так само іноді називають при |

бори та для визначення тиску нижче атмосферного - див. далі).

Рідинні манометри бувають відкриті та закриті.

Відкриті рідинні манометри застосовуються двох видів: прямі та похилі. Прямий (рис. 294) є відкритою з обох сторін U-подібною трубкою, один кінець якої з'єднують з системою з вимірюваним тиском. Трубка наповнена замикаючою рідиною, якою служать вода або ртуть, а також силікони. Перевагою силіконів є те, що вони не змочують, як вода, стінки трубки і при цьому більш чутливі, ніж ртуть, до невеликих коливань тиску.

Оскільки тиск у системі вищий за атмосферний, стовп ртуті у правому коліні (див. рис. 294) виявляється вищим, ніж стовп ртуті у лівому коліні. Різниця їх дорівнює величині h,вимірюваної за шкалою.

Мал. 294. Рідкісний відкритий манометр, прямий.

Відкриті манометри з похилим коліном (рис. 295) мають більш високу чутливість порівняно з прямими: у похилому коліні рідина просувається на більшу відстань, ніж у вертикальному. Тиск стовпа h(у мм рт. ст.)у цьому випадку обчислюють путрм множення довжини стовпа рідини / на синус кута нахилу а,тобто. h - I bin a.

У закритих рідинних манометрах робочим тілом є газ, що знаходиться над рідиною, що замикає (ртуть) в закритому коліні (рис. 29Р-). При вимірі підвищеного тиску стовп ртуті у правому коліні підвищується і стискається газ. Довжину його стовпа вимірюють за шкалою. Недоліком цих манометрів і те, що розподіли шкали вони нерівномірні, т. е. вужчі вищого тиску.

Металеві манометри. Застосовуються манометри з пластинчастою пружиною (рис. 297), які, на відміну барометрів, замість евакуйованої коробки є лише еластична кришка. на одну

Трубчасті манометри (мал. 298) забезпечені зігнутою неевакуйованою трубкою, що має в розрізі еліптичну форму. Цю трубку з'єднують із судиною, в якій має бути виміряний тиск.

Поширені також спеціальні манометри, у яких на шка-

Мал. 297. Схема пристрою Мал. 298. Схема пристрою
металевого манометра металевого трубчастого

з пластинчастою пружиною. манометр.

ле є червона риса, що вказує граничний тиск, який може бути розвинене в апараті або соя суді, забезпеченому таким манометром. За допомогою систе-..

ми важелів і переписувача тиск, що розвивається в апараті, записується на спеціальній круглій діаграмі або, якщо застосований барограф, на плоскій діаграмі тиск - час.

Прилади для вимірювання тиску нижче атмосферного

Для вимірювання тиску нижче атмосферного застосовують вакуумметри. Існує кілька конструкцій цих приладів, розрахованих на певні межі розрідження (вакуум).

Прості ртутні манометри (вакуумметри), які застосовують для контролю за процесом перегонки під вакуумом, є LJ-подібною трубкою і розраховані на діапазон тиску від 0 до приблизно 200 мм рт. ст.(Рис. 299). Шкала може бути рухомою, тоді її нульову точку встановлюють на рівні меніска стовпа ртуті в запаяному коліні або нерухомої. У цьому випадку для визначення тиску слід складати відстані між нулем та обома менісками.

З такими манометрами (вакуумметрами) можна визначати тиск із точністю до 0,5 мм рт. ст.,якщо відраховувати на око, і до 0,02 мм рт. ст.,якщо вести відлік за допомогою катетометра. Катетометр є горизонтальною зорової труби, що пересувається вертикально по станині, встановленої строго вертикально. За допомогою шкали, якою забезпечена станина, та ноніуса положення труби може бути визначено з точністю до 0,01 мм.При відліках трубу потрібно встановлювати так, щоб горизонтальна нитка, натягнута діаметром окуляра, завжди збігалася з верхнім краєм меніска ртуті. Вимірювання проводять кілька разів, після чого знаходять середнє арифметичне з усіх відліків. Тиск дорівнює різниці середніх величин, визначених для кожного з менісків манометра (вакуумметра).

Для вимірювання високого вакууму, тобто дуже малих тисків, порядку 10~ мм рт. ст.,застосовують інші прилади. Із них часто користуються манометром Мак? Леода (мал. 300) Цей прилад верхнім кінцем трубки £ припаюють до частини установки, в якій потрібно вимірювати тиск. Для вимірювання тиску повільно відкривають кран 3, впускаючи зовнішнє повітря в резервуар/.

Під дією атмосферного тиску ртуть піднімається, заповнюючи балон 5, в якому раніше був тиск, що дорівнює тиску в установці. Потрібно пам'ятати, що ртуть у приладі має підніматися дуже повільно. Це важливо тому, що при швидкому підйомі можливі аварії внаслідок поштовхів або ударів ртуті стінки приладу. Для полегшення регулювання впуску повітря через

Мал. 299. Простий ртутний манометр

(вакуумметр):

а- Вихідне положення; б - положення прн вимірі.

кран 3 його вхідний отвір слід з'єднати гумовою трубкою з капіляром. Через цей капіляр повітря надходитиме у прилад із необхідною швидкістю. Регулювати швидкість підйому можна також за допомогою крана 4. Коли балон 5 заповниться ртуттю, газ, що знаходиться в ньому раніше, буде стиснутий в капілярі 6. Тому вимір-j мій тиск можна обчислити за формулою Бойля - \ Маріотта, виходячи з того, що обсяг стисненого газу Viйч його тиск Р 1відомі, як відомий і обсяг газу V 0 iдо стиску:

P n V n = PiVi

Обсяг газу до Стиснення дорівнює сумі ємностей балона 5, широкої трубки вище мітки зта капіляра 6. Ці величини мають бути визначені ще до того, як манометр буде впаяний в установку*.

Тиск стисненого газу знаходять по різниці рівнів ртуті у капілярах 6 та 7.

Для обладнання звичайного манометра Мак-Леода потрібно від 5 до 10 кгртуті. Тому необхідно дуже обережно поводитися з приладом, оскільки завжди є небезпека розбити його та розлити ртуть. Більш безпечні умови роботи створюються при використанні мано-

Мал. 301. Манометр Мозера (вакуумметр): а- Вихідне положення; б - положення при вимірі.

метра (вакуумметра) Мозера, що заповнюється значно меншою кількістю ртуті (рис. 301). Манометр Мозера діє за тим же принципом, що і манометр Мак-Леода, але для його наповнення потрібно лише 80-300 гртуті. Ці прилади мають найчастіше три області виміру: від 500 до 10 мм рт. ст.,від Ю -1 до 10 мм рт. ст.і від Ю-1 до Ю-4 мм рт. ст.

За допомогою шліфу прилад з'єднують із апаратом, у якому потрібно виміряти тиск. При вимірі манометр повертають проти годинникової стрілки до тих

* Детальний опис методу визначення цих величин див. Герасимов Я. П., Древінг Ст П., Коман-Д і н А. Ст, Хімічна термодинаміка, Вид. МДУ, 1951.

пір, поки ртутний меніск у зовнішній трубці не досягне деякого граничного рівня. За рівнем меніска ртуті у внутрішньому коліні, забезпеченому логарифмічною шкалою, визначають тиск у системі (у мм рт. ст.)Перед кожним відліком манометр (вакуумметр) слід спочатку. привести у вихідне положення, тобто куля повинна бути опущена вниз.

Інші способи вимірювання вакууму

Крім описаних, є ще кілька способів визначення високого вакууму. Так, вакуумметр Пірані заснований на залежності теплопровідності газів від тиску. В іонізаційних вакуумметрах Пеннінга використано утворення іонів при зіткненні молекул газу з електронами. Мольний вакуумметр Геде заснований на вимірі сили удару молекул газу. Всі ці прилади дозволяють вимірювати тиск до 10 в мм рт. ст. p align="justify"> Робота з цими вакуумметрами докладно описана в інструкціях, прикладених до приладів.

Подібна інформація.

Характеристикою тиску є сила, яка поступово впливає на одиницю площі поверхні тіла. Ця сила впливає різні технологічні процеси. Тиск вимірюється у паскалях. Один паскаль дорівнює тиску сили в один ньютон на площу поверхні 1 м 2 . Застосовують прилади вимірювання тиску.

Види тиску

• Атмосфернетиск утворюється атмосферою Землі.
• Вакуумметричнетиск - це тиск, що не досягає величини атмосферного тиску.
• Надмірнетиск - це величина тиску, що перевищує значення атмосферного тиску.
• Абсолютнетиск визначається від величини абсолютного нуля (вакуум).

Види та робота

Прилади, що вимірюють тиск, називаються манометрами. У техніці найчастіше доводиться визначати надлишковий тиск. Значний інтервал вимірюваних величин тисків, особливі умови вимірювання їх у всіляких технологічних процесах зумовлює різноманітність видів манометрів, які мають свої відмінності за конструктивними особливостями та принципом роботи. Розглянемо основні із застосовуваних видів.

Барометри

Барометром називають прилад, який вимірює тиск повітря в атмосфері. Існує кілька видів барометрів.

Ртутнийбарометр діє на основі переміщення ртуті у трубці за певною шкалою.

Рідиннийбарометр працює за принципом урівноваження рідини тиском атмосфери.

Барометр-анероїд працює на зміні розмірів металевої герметичної коробки з вакуумом усередині під дією тиску атмосфери.

Електронний барометр є сучаснішим приладом. Він перетворює параметри звичайного анероїду на цифровий сигнал, що відображається на рідкокристалічному дисплеї.

Рідинні манометри

У цих моделях приладів тиск визначається заввишки стовпа рідини, яке вирівнює цей тиск. Рідинні прилади для вимірювання тиску найчастіше виконують у вигляді 2 скляних судин, з'єднаних між собою, в які залита рідина (вода, ртуть, спирт).

Рис-1

Один кінець ємності з'єднаний з вимірюваним середовищем, а другий відкритий. Під тиском середовища рідина перетікає з однієї судини в іншу до вирівнювання тиску. Різниця рівнів рідини визначає надлишковий тиск. Такими приладами заміряють різницю тисків та розрідження.

На малюнку 1а зображено 2-х трубний манометр, що вимірює вакуум, надлишковий та атмосферний тиск. Недоліком є ​​значна похибка вимірювання тиску, що має пульсацію. Для таких випадків застосовують 1-трубні манометри (рисунок 1б). Вони один край судини більшого розміру. Чашка з'єднана з вимірюваною порожниною, тиск якої пересуває рідину у вузьку частину судини.

При вимірі береться до уваги лише висота рідини у вузькому коліні, оскільки рідина змінює свій рівень у чашці незначно, і цим нехтують. Щоб зробити вимірювання малих надлишкових тисків використовують 1-трубні мікроманометри з трубкою, нахиленою під кутом (рисунок 1в). Чим більше нахил трубки, тим точніше показання приладу внаслідок збільшення довжини рівня рідини.

Особливою групою вважаються прилади для вимірювання тиску, в яких рух рідини в ємності діє на чутливий елемент - поплавець (1) на малюнку 2а, кільце (3) (рисунок 2в) або дзвін (2) (рисунок 2б), які пов'язані зі стрілкою, є вказівником тиску.

Рис-2

Перевагами таких приладів є дистанційна передача та їх реєстрація значень.

Деформаційні манометри

У технічній галузі набули популярності деформаційні прилади для вимірювання тиску. Їх принцип роботи полягає у деформації чутливого елемента. Ця деформація виникає під впливом тиску. Пружний компонент пов'язаний з пристроєм, що зчитує, що має шкалу з градуюванням одиницями тиску. Деформаційні манометри поділяються на:

• Пружинні.
• Сільфон.
• Мембранні.

Рис-3

Пружинні манометри

У цих приладах чутливим елементом є пружина, що з'єднана зі стрілкою передавальним механізмом. Тиск впливає всередині трубки, перетин намагається набути круглої форми, пружина (1) намагається розкручуватися, в результаті стрілка пересувається за шкалою (рисунок 3а).

Мембранні манометри

У цих приладах пружним компонентом мембрана (2). Вона прогинається під тиском і впливає на стрілку за допомогою передавального механізму. Мембрану виготовляють типу коробки (3). Це збільшує точність та чутливість приладу через більший прогин при рівному тиску (рисунок 3б).

Сильфонні манометри

У приладах сильфонного типу (рисунок 3в) пружним елементом є сильфон (4), який виконаний у вигляді тонкостінної гофрованої трубки. У цю трубку впливає тиск. При цьому сильфон збільшується в довжину та за допомогою механізму передачі пересуває стрілку манометра.

Сильфонні та мембранні види манометрів використовують для вимірів незначних надлишкових тисків та вакууму, оскільки пружний компонент має невелику жорсткість. При застосуванні таких приладів для вимірювання вакууму вони отримали назву тягомірів. Прилад, що вимірює надлишковий тиск, є напороміром , для вимірювання надлишкового тиску та вакууму служать тягонапороміри .

Прилади для вимірювання тиску деформаційного типу мають перевагу, порівняно з рідинними моделями. Вони дозволяють робити передачу показань дистанційно та записувати їх у автоматичному режимі.

Це відбувається внаслідок перетворення деформації пружного компонента вихідний сигнал електричного струму. Сигнал фіксується приладами вимірювань, які мають градуювання за одиницями тиску. Такі пристрої мають назву деформаційно-електричних манометрів. Широке використання знайшли тензометричні, диференціально-трансформаторні та магнітомодуляційні перетворювачі.

Диференційно-трансформаторний перетворювач

Рис-4

p align="justify"> Принципом роботи такого перетворювача є зміна сили струму індукції в залежності від величини тиску.

Прилади з наявністю такого перетворювача мають трубчасту пружину (1), яка пересуває сталевий сердечник (2) трансформатора, а не стрілку. У результаті змінюється сила індукційного струму, що подається через підсилювач (4) вимірювальний прилад (3).

Магнітомодуляційні прилади для вимірювання тиску

У таких приладах зусилля перетворюється на сигнал електричного струму внаслідок пересування магніту, пов'язаного з пружним компонентом. Під час руху магніт впливає на магнитомодуляционный перетворювач.

Електричний сигнал посилюється в напівпровідниковому підсилювачі та надходить на вторинні електровимірювальні пристрої.

Тензометричні манометри

Перетворювачі на основі тензометричного датчика працюють на основі залежності електричного опору тензорезистора від величини деформації.

Тензодатчики (1) (рис. 5) фіксуються на пружному елементі приладу. Електричний сигнал на виході виникає внаслідок зміни опору тензорезистора і фіксується вторинними пристроями вимірювання.

Електроконтактні манометри

Пружним компонентом у приладі виступає трубчаста одновиткова пружина. Контакти (1) та (2) виконуються для будь-яких позначок шкали приладу, обертаючи гвинт у головці (3), що знаходиться на зовнішній стороні скла.

При зменшенні тиску та досягненні його нижньої межі, стрілка (4) за допомогою контакту (5) увімкне ланцюг лампи відповідного кольору. При зростанні тиску до верхньої межі, яка задана контактом (2), стрілка замикає ланцюг червоної лампи контактом (5).

Класи точності

Вимірювальні манометри поділяють на два класи:

1. Зразкові.
2. Робітники.

Зразкові прилади визначають похибку показань робочих приладів, що у технології виробництва продукції.

Клас точності взаємопов'язаний із допустимою похибкою, яка є величиною відхилення манометра від дійсних величин. Точність приладу визначається відсотковим співвідношенням максимально допустимої похибки до номінального значення. Чим більший відсоток, тим менша точність приладу.

Зразкові манометри мають точність набагато вище за робочі моделі, оскільки вони служать для оцінки відповідності показань робочих моделей приладів. Зразкові манометри застосовуються в основному в умовах лабораторії, тому вони виготовляються без додаткового захисту від довкілля.

Пружинні манометри мають 3 класи точності: 0,16, 0,25 та 0,4. Робочі моделі манометрів мають такі класи точності від 05 до 4.

Застосування манометрів

Прилади для вимірювання тиску Найбільш популярні прилади в різних галузях промисловості під час роботи з рідкою або газоподібною сировиною.

Перерахуємо основні місця використання прилади для вимірювання тиску:

• Газо- та нафтовидобувної промисловості.
• Теплотехніці для контролю тиску енергоносія у трубопроводах.
• Авіаційної галузі промисловості, автомобілебудування, сервісного обслуговування літаків та автомобілів.
• Машинобудівної галузі при застосуванні гідромеханічних та гідродинамічних вузлів.
• Медичні пристрої та прилади.
• Залізничне обладнання та транспорт.
• Хімічної галузі промисловості визначення тиску речовин у технологічних процесах.
• Місцях із застосуванням пневматичних механізмів та агрегатів.