Барометр – це прилад для вимірювання атмосферного тиску. У гігієнічних дослідженнях найбільш поширені металеві барометри – анероїди та рідинні – ртутні.

У барометрі-анероїдіколивання атмосферного тиску сприймаються круглою металевою коробкою з хвилястими стінками (анероїдна коробка), з якої видалено (рис.). Еластичні стінки коробки при збільшенні тиску прогинаються, при зменшенні випинаються. Системою передачі стінки коробки пов'язані зі стрілкою приладу. Остання вказує на шкалі приладу, градуйованій в міліметрах ртутного стовпа величину атмосферного тиску.

Ртутний барометрявляє собою U-подібно вигнуту скляну трубку, в якій знаходиться; атмосферний тиск визначають по різниці рівнів ртуті у довгому та короткому відрізках трубки.

Для постійного спостереження за змінами атмосферного тиску застосовують самозаписувальні прилади – барографи. Коливання атмосферного тиску реєструються на стрічці, поміщеній на барабані, що обертається.

Вимірюється атмосферний тиск зазвичай у міліметрах ртутного стовпа (мм рт. ст.) та мілібарах (мбар). 1 мбар = 0,75 мм рт. ст., 1 мм рт. ст. = 1,33 мбар.

Барометр (від грец. baros – тяжкість і metroo – вимірюю) – прилад для вимірювання атмосферного тиску. У метеорологічній та гігієнічній практиці найбільшого поширенняздобули ртутні барометри. Існують три системи ртутних барометрів (рис. 1): чашкові (1), сифонні (2) та сифонно-чашкові (3).

Мал. 1. Системи ртутних барометрів. Н - висота стовпа ртуті, що відповідає атмосферному тиску.

В даний час застосовують тільки чашкові та сифонно-чашкові барометри. У стаціонарних чашкових барометрах з компенсованою шкалою атмосферний тиск визначають прямо за положенням ртутів скляній трубці (за шкалою, нанесеною на металевій оправі барометра). В експедиційних чашкових барометрах перед спостереженням попередньо спеціальним гвинтом (внизу приладу) встановлюють рівень ртуті в чашці на нульовій точці. У сифонно-чашкових барометрах величина атмосферного тиску вимірюється різницею висот ртутного стовпа в довгому (запаяному) і короткому (відкритому) колінах. Барометр дозволяє робити відліки з точністю до 0,05 мм рт. ст. За допомогою гвинта, на який спирається шкіряне дно чашки барометра, рівень ртуті в короткому колі приводять до нульової точки, а потім відраховують показання барометра. Для визначення десятих часток міліметра ртутного стовпа (у гігієнічній практиці це порівняно рідко) служить рухлива металева шкала-ноніус. Знайдені числові вирази атмосферного тиску необхідно за допомогою обчислень спеціальної таблиці привести до 0°. Температурні виправлення до показання барометра можуть бути дуже суттєвими. Барометри встановлюють далеко від джерел теплового випромінювання (печі, нагрівальні прилади, сонце), а також від дверей та вікон.

Дуже зручний для спостереження, особливо в експедиційних умовах, металевий барометр-анероїд (рис. 2). Він менш точний, ніж ртутний барометр, яким його зазвичай вивіряють. Металева трубка Бурдона, вигнута у вигляді підкови, або частіше металева подушечка з гофрованими стінками, з якої видалено повітря, змінює свій об'єм і деформується при зміні тиску. Ця деформація передається за допомогою системи важелів стрілки, яка вказує на шкалі величину атмосферного тиску.

Мал. 2. Механізм барометра-анероїда (схема): 1 - анероїдна коробка; 2 – пружина; 3 – стрижень; 4 - колінчастий важіль; 5 – вісь стрілки; 6 – стрілка; 7 - шарнірний ланцюжок; 8 – спіральна пружина; 9 – шкала.

Нині атмосферний тиск прийнято виражати у міжнародних одиницях - мілібарах (мб). 1 мб дорівнює 0,75006 мм рт. ст., а 1 мм рт. ст. відповідає 1,3332 мегабайт. Для переведення міліметрів ртутного стовпа до мілібарів існують спеціальні таблиці.

Барограф- це самописний барометр для безперервного запису атмосферного тиску. У гігієнічній практиці застосовують лише анероїдні барографи (рис. 3). Принцип їх дії заснований на деформації під впливом зміни атмосферного тиску пакета з 5-7 з'єднаних анероїдних коробок разом; ця деформація передається системою важелів перу самописця. При збільшенні атмосферного тиску анероїдні коробки стискаються і важіль з пером піднімається догори; при зменшенні тиску коробки під дією вміщеної в них пружини розширюються і перо креслить лінію донизу. Запис тиску викреслюється пером приладу на спеціальній градуйованій в міліметрах ртутного стовпа або мілібарах паперовій стрічці, одягненій на барабан барографа, що обертається. Існують барографи з добовим та тижневим заводом. Для усунення температурних впливів показання барографа у яких вставляють біметалічні конденсатори. Барографи встановлюють далеко від нагрівальних приладіві захищають від прямої дії сонячних променів.

Мал. 3. Механізм барографа (схема): 1 – важіль самописця; 2 - стовпчик анероїдних коробок; 3-5 - система тяг та важелів.

Барометр – це пристрій вимірювання атмосферного тиску. З його допомогою можна передбачити погоду. Прилад може знімати дані атмосферного тиску, перебуваючи в приміщенні або на відкритій місцевості. Також такі пристрої використовуються в авіації для визначення висоти польоту над рівнем моря. Нормою вважається атмосферний тиск на рівні 760 мм ртутного стовпа за температури +15 градусів.

Різновиди барометрів

Існує кілька різновидів барометрів:

• Ртутні.
• Рідинні.
• Механічні.
• Електронні.

Ртутні

Ртутний барометр був винайдений найпершим. Його творцем є італійський фізик Еванджелісто Торрічеллі, який у 1844 році розмістив у тарілці з ртуттю вертикально встановлену пробірку заливною горловиною вниз. Їм було помічено, що рівень ртуті у колбі змінювався залежно від погодних умов. Вчений зіставив дані та дійшов висновку, що на цей показник впливає тиск повітря. Конструкція, що застосовувалася ним, була дуже точною, але була незручною. Крім цього, ртуть шкідлива для здоров'я, тому її застосування в велику кількість, для заповнення тарілки, та перебування на відкритому повітріє небезпечним. Ртутні барометри відрізняються підвищеною точністю, тому їх досконаліші модифікації зустрічаються досі. Їх застосовують на метеорологічних станціяхдля проведення контролю над погодою.

Рідинні

Рідкісні барометри на даний момент практично не зустрічаються. Вони відрізняються великою похибкою, тому судити про погоду, ґрунтуючись на їхніх даних, досить складно. У таких приладах вимірювання проводиться за рахунок зрівнювання стовпа рідини. Проблема таких приладів у тому, що речовини, що заправляються, поводяться по-різному при зміні температури, що супроводжується високими похибками. Однією з найвідоміших модифікацій рідинних барометрів є гліцеринові моделі. Вони застосовується пофарбований гліцерин, що дає привабливий декоративний ефект.

Механічні

Механічні барометри найпопулярніші. Вони набагато компактніші, ніж перші дві категорії. Крім цього, механічні прилади відрізняються достатньою точністю. Подібні пристроїскладні у виготовленні та на відміну від ртутних, є повністю безпечними. Зовнішній корпус такого обладнання нагадує класичний круглий годинник, але бувають і прямокутні настільні моделі. Усередині корпусу знаходиться пустотіла ємність, виготовлена ​​з двох жерстяних мембран. У ємності створено вакуум, а її стінки надійно запаяні. Завдяки відсутності повітря мембрани гостро реагують на зміну рівня атмосферного тиску. За його збільшення вони стискаються, а при зменшенні навпаки роздмухуються.

До ємності приєднується чутливий механізм, що складається з кількох плечей. Його пристрій дозволяє знімати мініатюрні зміни об'єму коробки з вакуумом та створювати коливання стрілки зі шкалою, на яку нанесені показники тиску. Чутливий механізм гостро реагує будь-які зміни обсягу ємності. Максимальні відхилення об'єму коробки в стислому та роздутому стані рідко перевищують один міліметр. При цьому пристрій, який передає ці рухи на стрілку, збільшує зміни в 90 разів, що забезпечує високу точністьсвідчення. Механічні пристроїбувають як компактними, які можна носити у кишені, так і настільними.

Електронні

Електронні барометри – це високоточні та компактні прилади. В їх основі також використовується вакуумна коробка, але зняття показань забезпечується завдяки чутливим датчикам. Також у цій конструкції передбачається мікропроцесорний блок. Покази виводяться на рідкокристалічний дисплей. Одна з особливостей таких приладів полягає в тому, що вони часто комбінують у собі кілька пристроїв одночасно. Вони можуть працювати не лише як барометр, а й як термометр, компас та годинник. Найчастіше електронні пристрої роблять у вологозахищеному корпусі, тому їх купують рибалки та туристи. Як відомо, клювання риби багато в чому залежить від атмосферного тиску. Вони чутливі до його різких перепадів. Завдяки барометру можна визначити, чи буде клювання чи риболовлю краще перенести. Якщо тиск різко падає, риба неохоче бере наживку.

Навіщо потрібний барометр

Барометр застосовується для проведення точного виміруатмосферного тиску Воно виявляється у фізичній одиниці – міліметрах ртутного стовпа. На основі цих показань можна судити про подальшу зміну погодних умов у порівнянні з даними про тиск, отриманими у попередній день або кілька годин. Справа в тому, що показник атмосферного тиску впливає на погодні умови.

Якщо рівень у певній місцевості знижується, то повітряні потокиприбувають із іншої території. Саме так створюється вітер, який принагідно приносить важкі дощові хмари. Як наслідок, завдяки застосуванню барометра неважко передбачити опади. У разі, якщо тиск починає зростати, це говорить про те, що наявні на цій місцевості повітряні потоки перемістяться на іншу територію, де тиск знижено. При цьому вони приберуть хмари, тому спостерігатиметься сонячна погода. Таким чином, чим вищий тиск, тим сухіша погода очікується.

Дуже поширеними є прилади зі спеціальною розміткою на шкалі, що вказує на погодні умови, які слід очікувати при напрямку стрілки на певний показник. За найнижчого тиску може бути написано «шторм», або намальована відповідна картинка. Для самого високого тискузастосовується термін «суш» або малюється пекуче сонце. При цьому слід враховувати, що показники можуть змінюватись в залежності від температурних умовах. Тому таке позначення є неточним, але дає приблизне розуміння, що очікувати від погоди.

Як користуватись

Слід розуміти, що барометр не є пристроєм, який дозволяє точно передбачити погодні умови та визначити очікувану температуру чи рівень опадів. Грунтуючись лише на даних, отриманих з цього приладу, не можна визначити, які повітряні потоки прибудуть із сусідніх територій. Для передбачення погоди метеорології застосовують крім даних з барометрів безліч іншої інформації, що дозволяє робити прогноз більш точним.

Використання барометра дає можливість лише передбачити напрямок, у якому змінюватиметься погода. Чи йтиме вона на поліпшення чи погіршення. Люди, чутливі до зміни атмосферного тиску, використовують барометр, щоб визначити зміну свого самопочуття.

Якщо в зимовий частиск підвищується, то слід очікувати заморозку, а якщо знижується, то буде потепління та швидке випадання опадів. Влітку підвищення тиску говорить про очікувану спеку і посуху. Зниження сигналізує про прохолоду та швидкий дощ. Також щодо інтенсивності зміни показань атмосферного тиску можна приблизно судити про можливі зміни погоди. Так, якщо тиск знижується поступово, то протягом дня підійде циклон з негодою. Швидше за все, будуть опади та сильний вітер. При дуже різкому падіннітиску прибуде холодний фронт, який супроводжуватиметься штормом та грозами. При цьому час до початку зазвичай становить не більше 2 годин. Якщо тиск стабілізувався і підтримується на одному рівні, то очікується зниження інтенсивності вітру та зупинка опадів.

Для того щоб передбачати зміну погоди, необхідно періодично стежити за рівнем тиску, який показує барометр. Робити це потрібно щонайменше двічі на день. Якщо погода змінюється різко, інтенсивність вимірювання проводиться з періодичністю раз на 2-4 години.

Проведення налаштування

З приходом електронних барометрівНеобхідність у поведінці налаштування відпала, але на ринку пропонується ще маса механічних моделей, які необхідно періодично підлаштовувати. Користувачі, як і раніше, вважають за краще купувати механічні барометри у зв'язку з їх більш презентабельним виглядом і відсутністю необхідності в установці. Колекціонери, які збирають барометри, також віддають перевагу саме механічним моделям. Для того щоб прилад показував точні дані, його потрібно підлаштувати, на що потрібно всього кілька хвилин.

Для початку потрібно дізнатися про точний тиск, який спостерігається на цій місцевості в момент проведення налаштування. Це можна зробити, відвідавши сайт найближчої метеостанції або переглянувши зведення, які періодично озвучують у телевізійному та радіоефірі. Маючи реальні показники про наявний атмосферний тиск, знятий на високоточному ртутному барометрі, можна порівняти дані з тими, що отримані на власному механічному пристрої.

Якщо дані відрізняються, слід перевернути прилад і знайти на задній стінцірегулювальний гвинт. За допомогою викрутки потрібно провести його вкручування або викручування доти, доки стрілка не займе той показник, який озвучила метеослужба. Якщо гвинта немає, то виробник передбачає іншу можливість налаштування. Достатньо просто трохи провернути шкалу, підставивши потрібний показник під стрілку.

Зміст статті

БАРОМЕТР,прилад для вимірювання тиску атмосферного повітря. Тиск є сила, що діє на одиницю площі поверхні. Земна атмосфера, що тягнеться на сотні кілометрів вгору, чинить тиск на поверхню Землі; барометр і служить вимірювання цього тиску. Атмосферний, або барометричний тиск вимірюється в міліметрах ртутного стовпа і в паскалях ( див. нижче).

Зміни атмосферного тиску, зазвичай, бувають пов'язані зі змінами погодних умов. Тиск зазвичай падає перед негожею, яке підвищення віщує хорошу погоду. Позначаючи на карті зміни тиску, можна визначати напрямок вітрів і переміщення циклонів. Лінії рівного тиску називаються ізобарами від грец. isos (рівний) та baros (тяжкість). Барометри були пристосовані для виміру висоти, оскільки тиск атмосферного повітря зменшується зі збільшенням висоти над рівнем моря. Такими приладами (альтиметрами) обладнуються літаки, їх беруть із собою альпіністи.

Існують два основні типи барометрів – ртутний та анероїд. Ртутний барометр точніший і надійніший, ніж анероїд. Анероїд більш компактний і зручний, його можна зробити кишеньковим.

Ртутний барометр.

p align="justify"> Ртутний барометр показує атмосферний тиск як висоту ртутного стовпа, яку можна виміряти за прикріпленою поруч шкалою. У найпростішому вигляді (рис. 1) він є наповненою ртуттю скляну трубку довжиною бл. 80 см, запаяну на одному кінці і відкриту з іншого, занурену відкритим кінцем у чашку (іноді звану цистерною) з ртуттю. У барометричній трубці немає повітря, і простір у її верхній частині називається торрічеллієвою порожнечею.

Щоб зробити ртутний барометр, потрібно спочатку заповнити трубку ртуттю. Потім, закривши відкритий кінець трубки, занурити його в ртуть, що у чашці. Варто відібрати перешкоду з зануреного кінця трубки, як ртуть у трубці опуститься настільки, що тиск її стовпа врівноважиться атмосферним тиском, що діє на поверхню ртуті в чашці. Після цього атмосферний тиск можна виміряти як висоту hстовпа ртуті, що його врівноважує. При зміні атмосферного тиску висота стовпа змінюватиметься. Середній атмосферний тиск дорівнює 760 мм рт.ст. (1 мм рт.ст. = 133,3 Па).

Анероїд.

В анероїді (рис. 2) рідини немає (грецьк. «анероїд» – «безводний»). Він показує атмосферний тиск, що діє на гофровану тонкостінну металеву коробку, у якій створено розрідження. При зниженні атмосферного тиску коробка трохи розширюється, а при підвищенні - стискається і впливає на прикріплену до неї пружину. На практиці часто використовується кілька (до десяти) анероїдних коробок, з'єднаних послідовно, і є важіль. передавальна система, що повертає стрілку, що рухається за круговою шкалою, проградуйованою по ртутному барометру. Як і в сифонного ртутного барометра (рис. 1), на шкалі анероїда можуть бути зроблені написи (дощ, змінно, зрозуміло, дуже сухо), що вказують на погодні умови.

Анероїд менший за ртутний барометр, і його показання легше знімати. Їм можна користуватися в експедиційних умовах, на морських суднах, літаках та ін. Якщо до його стрілки прикріпити перо, він записуватиме показання. Такі барографи, тобто. анероїди, що реєструють барометричний тискє на всіх метеостанціях.

На фото представлений звичайний побутовий барометр. Такі барометри називають анероїдами, що в перекладі з грецької означає «безводний». Барометр-анероїд - один із основних приладів, який використовується метерологами для складання прогнозів погоди на найближчі дні, оскільки її зміна залежить від зміни атмосферного тиску. Пристрій анероїду досить простий: закріплена приймальна частина, яка за допомогою пружин та системи рячагів з'єднана зі стрілкою та шкалою.

Прийомною частиною анероїда служить кругла металева гофрована ( гофрованаозначає ребриста) коробка, усередині якої створено сильне розрідження. При підвищенні атмосферного тиску коробка стискається та тягне прикріплену до неї пружину; при зниженні тиску верхня основа коробки піднімається і пружина розгинається. Переміщення кінця пружини через систему важелів передається на стрілку, що переміщається за шкалою.

На жаль, на барометри надає сильний впливтемпература навколишнього середовища та з часом зміна пружності пружин. Через це на сучасних барометрах-анероїдах можна зустріти дугоподібний термометр (компенсатор), який служить для внесення поправки до показань анероїду на температуру. Для отримання істинного значення тиску показання анероїду потребують поправок, які визначаються порівнянням з ртутним барометром. Поправок до анероїдів три:

• на шкалу - залежить від того, що анероїд неоднаково реагує на зміну тиску в різних ділянках шкали
• на температуру - обумовлена ​​залежністю пружних властивостей анероїдної коробки та пружини від температури
• додаткова, обумовлена ​​зміною пружних властивостей коробки та пружини з часом.

Градують анероїди за рідинними барометрами (ртутними), які більш точні, але менш компактні і менш безпечні. Перший ртутний барометр був описаний Еванжелісто Торрічеллі з Флоренції у 1644 році у творі «Opera geometrica».

Нормальним вважається тиск 760 мм. рт. ст. (міліметрів ртутного стовпа) або 101325 Па (1013 гПа) - тиск на рівні моря при нормальних умовах. Так як атмосферний тиск створюється шарами повітря, що лежать вище, то з підйомом в гори тиск падає. Залежність тиску повітря від висоти описується так званою барометричною формулою.

Завдяки барометричній формулі ми можемо визначити висоту, де знаходиться барометр. Метод визначення різниці висот між двома точками по вимірюваному в цих точках тиску називається барометричним нівелюванням. За таким принципом працюють альтиметри та визначення висоти точки спостережень у GPS-навігаторах.

Загалом за допомогою , якщо додатково проградуювати шкалу приладу в метрах. Для допитливих наведу таблицю показань барометра за зниження температури на 0,5 °З кожні 100 метрів висоти.

Якщо виміри будуть проводитися з досить коротким часовим проміжком (щоб звести вплив погоди на барометр до мінімуму) і в не дуже великому діапазоні висот, то барометричну формулу можна записати як

та використовувати її для розрахунку висоти точки спостереження за барометром.

Барометр-анероїд – що це? Його зовнішній вигляд, конструкція, принцип та особливості роботи. Переваги та недоліки анероїду в порівнянні з іншими барометрами.

Прилад, що визначає зміну атмосферного тиску механічним способомназивається барометром-анероїдом. На відміну від, наприклад, ртутного барометра, даний типхарактеризується роботою без участі рідин.

Конструкція барометра-анероїда

Барометр-анероїд є круглою коробкою з металу з ребристими основами. Важливо, щоб основи були саме гофровані. Завдяки їм, центр коробки має необхідну рухливість.

Усередині коробки штучно створено сильно розріджене повітря. Відповідно, коли відбувається зміна атмосферного тиску, вона видозмінюється: при підвищенні стискається, а при зниженні збільшується в розмірі.

Це відбувається завдяки наявності всередині неї поворотної пружини. Саме вона відповідає за деформацію коробки. До неї прикріплена стрілка покажчика, яка вільно переміщається за шкалою, фіксуючи значення тиску. Показники шкали відповідають показникам ртутного барометра.

Анероїди не мають значних розмірів, прості у використанні, не вимагають наявності рідини, і тому отримали широке практичне застосування.

Проблеми з точністю, методи їх вирішення та поправки до барометрів-анероїдів

Порівняно з ртутним барометром, показання анероїду мають деякі неточності. Він піддається впливу температури та тривалості експлуатації. На сьогоднішній день для усунення недоліків розробники пропонують доповнювати конструкцію приладу термометром. Його також називають компенсатором і він вносить поправки на температуру.

Усього ж існує три поправки, які обов'язково потрібно враховувати під час роботи з барометром-анероїдом:

• виправлення на шкалу. Означає, що барометр дає різну реакцію різних поділах шкали;
• виправлення на температуру. Визначає, наскільки властивості коробки та зворотної пружини залежать від температури;
• додаткове виправлення. Визначає залежність коробки та пружини від дії часу.

Барометри як предмет інтер'єру

Будова анероїда така, що дає можливість майстрам робити корпус приладу дерев'яним. У разі використання дорогих порід дерева барометр може стати справжньою окрасою інтер'єру. Ну а суто для робочих цілей, корпус для практичності виробляють із звичайного пластику чи металу.