До середини XIXв. для виміру атмосферного тискузастосовували лише рідинні (головним чином, ртутні) барометри, винайдені Е. Торрічеллі. У 1844 р. Л. Віді сконструював новий, безрідкісний барометр, який отримав назву барометр-анероїд(Від грецького слова «анерос» - безрідкий).

Пристрій барометра-анероїда показано малюнку 121. Його основною частиною є кругла металева коробка 1 з хвилястими (гофрованими) основами. Шляхом відкачування повітря всередині цієї коробки створено сильне розрідження. При підвищенні атмосферного тиску коробка стискається, і її верхня поверхня, що прогинається, починає тягнути прикріплену до неї пружину 2 . При зменшенні тиску пружина розгинається, і верхня основа коробки піднімається. До пружини за допомогою передавального механізму 3 прикріплена стрілка-покажчик 4 . Ця стрілка переміщається за шкалою 5 . Градуювання шкали анероїду здійснюють і вивіряють за показаннями ртутного барометра. Барометри-анероїди менш надійні, ніж ртутні, оскільки пружини і мембрани, що містяться в них, з часом змінюють свою пружність. Однак внаслідок своєї портативності та відсутності рідини вони зручніші у користуванні і тому широко використовуються на практиці.

Барометри є необхідними приладами в метеорологічних дослідженнях, оскільки знання атмосферного тиску є важливим для передбачення погоди на найближчі дні.

Чутливість анероїдів настільки висока, що навіть при піднятті барометра на 2-3 м стрілка-покажчик приладу помітно переміщається. Це дозволяє виявити поступову зміну атмосферного тиску навіть при переміщенні сходами будинку або на ескалаторі в метро.

Зі збільшенням висоти над землею тиск повітря зменшується. Піднімаючись із барометром в аеростаті, можна виміряти тиск атмосфери на різних висотах. При невеликих підйомах у середньому кожні 12 м підйому тиск зменшується на 1 мм рт. ст. На висоті 6 км тиск повітря приблизно вдвічі менший, ніж поверхні Землі.

Знання залежності атмосферного тиску від висоти дозволяє використовувати барометри-анероїди як висотомірів. Оскільки кожному значення атмосферного тиску відповідає своя висота над рівнем моря, то шкалу цих приладів можна відразу проградуювати в метрах (або кілометрах).

Барометричні висотоміри, що використовуються в авіації, інакше називають альтиметрами. З їхньою допомогою льотчики визначають висоту польоту літаків.

1. Які два види барометрів ви знаєте? 2. Як влаштований барометр-анероїд? 3. Як змінюється тиск атмосфери зі збільшенням висоти над Землею? Чому? 4. Як можна визначити висоту польоту літака? Як називається прилад, що служить для цього? 5. Чому повітряна кулька, Наповнений воднем, при підйомі іад землею збільшується в обсязі?

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, як правило, бувають пов'язані із 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.

Барометр– це вимірювальний прилад, який призначається визначення тиску атмосферного повітря. Крім метеорологічного застосування, барометр використовується для екологічного контролю (наприклад, для атестації робочих місць) або авіації (для визначення висоти польоту над рівнем моря).

Малюнок 1. Барометр-анероїд

Вперше, барометр був винайдений і описаний у творі «Opera geometrica» в 1644 вченим з Флоренції (Італія) Еванджеліста Торрічеллі. Це був ртутний рідинний барометр, тиск по якому вимірювався по висоті ртутного (рідинного) стовпа в трубці, запаяної зверху, а нижнім кінцем поміщеної в посудину з ртуттю (рідкістю). У день, коли Торрічелі проводив досвід зі своїм ртутним барометром, видалася тиха сонячна погода, а стовпчик ртуті зупинився на позначці 760 мм. З тих пір, тиск 760 мм ртутного стовпа є нормальним. Ртутні та рідинні барометри є найбільш точними і досі використовуються на метеорологічних станціях. Їх недоліком є ​​крихкість, небезпечність та великі розміри.

У 1844 р. французький інженер Люсьєн Віді, використовуючи дослідження німецького математика та фізика XVII ст. Готфріда Вільгельма Лейбніца, сконструював принципово новий, безрідкісний барометр, який був названий барометром-анероїдом (від грец. "Анерос" - не містить вологи). Барометри, побудовані з урахуванням барометра Л. Види, нині, є найпоширенішими.

Взагалі, барометри, залежно від принципу діїможуть бути ртутними, рідинними, анероїдними чи електронними.

- Рідкісний барометр- Прилад, в якому використовується принцип врівноваження ваги стовпа рідини тиском атмосфери.

- Ртутний барометр– атмосферний тиск, в якому можна заміряти по висоті ртутного стовпа на прикріпленій поруч шкалі.

- Прилад, принцип дії якого заснований на зміні розмірів металевої коробки наповненої розрідженим повітрям, під дією атмосферного тиску. Такі барометри надійні та мають невеликі розміри.

- Електронний барометр – даний видбарометрів працює на принципі перетворення лінійних розмірів традиційної анероїдної барокоробки в електричний сигнал та подальшої обробки цього сигналу мікропроцесором. Якщо ж, замість анероїдної коробки використовується тензоперетворювач, то вимірюваний тиск сприймається цим чутливим елементом, перетворюється через його деформацію, зміна електричного опору тензорезисторів тензометричного перетворювача.

Однак, оскільки тема цієї статті «Барометр-Анероїд», повернемося до цього виду приладів для вимірювання тиску та розглянемо їх докладніше.

Отже, це прилад, який призначається для вимірювання атмосферного тиску механічним способом. Конструктивно анероїд складається з круглої металевої (нікель-срібної або із загартованої сталі) коробки з гофрованими (ребристими) основами, в якій, шляхом відкачування повітря, створено сильне розрідження, поворотної пружини, передавального механізму та стрілки покажчика. Під впливом атмосферного тиску: його підвищення чи зниження, коробка, відповідно, або стискається, або розгинається. При цьому, при стисканні сильфонної коробки верхня поверхня, що прогинається, починає тягнути прикріплену до неї пружину вниз, а при зниженні атмосферного тиску, верхня частинанавпаки, вигинається і штовхає пружину вгору. До зворотної пружини, за допомогою передавального механізму, прикріплена стрілка покажчика, яка рухається за шкалою, проградуйованою відповідно до показань ртутного барометра (Малюнок 2). Зазвичай, на практиці, застосовується кілька (до 10 шт.) Послідовно з'єднаних тонкостінних гофрованих коробок з розрядженням, що збільшує амплітуду ходіння стрілки за шкалою.

Малюнок 2. Пристрій барометра-анероїда.

Барометри-анероїди, завдяки малим розмірам та відсутності рідини в конструкції, найбільш зручні та портативні; вони широко застосовуються практично.

На жаль, барометри схильні до впливу температури навколишнього середовищата зміни пружності пружин з часом. Тому, сучасні барометри-анероїди обладнані дугоподібним термометром, або так званим компенсатором, який призначається для внесення поправки показань приладу на температуру.

Взагалі, для отримання істинного значення атмосферного тиску показання барометра-анероїда потребують різних поправок, що визначаються порівнянням з ртутним барометром. Виділяють три поправки до анероїдів.:

Поправка на шкалу - дана поправка залежить від того, наскільки барометр-анероїд нерівномірно реагує на зміну тиску на різних ділянках шкали,

Поправка на температуру - обумовлюється залежністю між температурою та пружністю анероїдної гофрованої коробки та пружини,

Поправка додаткова - обумовлюється зміною, з часом, пружності анероїдної гофрованої коробки та пружини.

Корпус барометра-анероїда, як правило, виготовляється з цінних поріддерева, такі як: горіх, дуб, бук, вишня або червоне дерево. Такі барометри не просто прилади вимірювання атмосферного тиску, а предмети інтер'єру. Однак, для здешевлення всієї конструкції, і надання більшої практичності, корпус анероїду може бути виготовлений із пластику або металу.

Барометри-анероїдипредставлені моделями:

- БАММ-1 – барометр, який призначається для вимірювання атмосферного тиску у наземних умовах та у приміщеннях. Внесений до Держреєстру Засобів Вимірювань РФ, тому може бути використаний для проведення атестацій робочих місць.

- М-67 – найбільш точний та невибагливий барометр. Завдяки своїм конструкційним особливостям здатний працювати за температур від -10 до +50 про З (рисунок 3).

- М-110 – барометр промислового застосування, внесений до Держреєстру засобів вимірювання.

- ББ-0,5М - побутовий барометрнастінного розміщення. Чудово підходить для орієнтовних вимірювань за атмосферним тиском.

- БР-52 – шкільний барометр-анероїд, що застосовується як навчального посібниката для проведення дослідів.

Малюнок 3. Барометр моделі М67.

Для більш точних або більш тривалих вимірювань, а також для перевірки суміжних приладів на метеостанціях, метеопостах і лабораторіях використовуються інші прилади. Вони можуть бути цифровими, так і механічними. Наприклад, барометр БОП-1М будучи зразковим переносним барометром, як еталонний засіб вимірювання, призначається для перевірки барометрів різних конструкційта приладів загальнопромислового призначення, що вимірюють атмосферний тиск.

БРС-1М – барометр робочий мережевий, призначений для точного визначенняабсолютного тиску повітря має цифровий інтерфейс RS232 для підключення до комп'ютера.

Метеорологічний барограф М-22А – прилад, який призначається визначення та графічної реєстрації величин атмосферного тиску як усередині, і зовні приміщення, за певний проміжок часу (Малюнок 4.).

Малюнок 4. Барограф М-22А

Автоматизований цифровий барометр МД-13 використовується на метеостанціях для тривалого (до 1 місяця) вимірювання атмосферного тиску з можливістю передачі результатів вимірювання на комп'ютер.

Кожна людина стежить за прогнозами погоди. Багато хто слухає не лише прогнози синоптиків про опади та зміни температур, але також цікавляться атмосферним тиском. Для виміру останньої величини використовуються. На сучасних метеостанціях використовують рідинні прилади: вони вважаються найбільш точними. У побуті використовуються анероїди – механічні пристрої.

У рідинні пристрої вміщено ртуть, рівень якої підвищується або знижується при змінах тиску. Збоку є шкала, за якою можна будувати висновки про характер змін (вище чи нижче). Принцип роботи примітивного приладу дуже простий. В анероїдному барометрі рідини немає: коробка з металевими стінкамистискається та розширюється. Пружина, приєднана до коробки, обертає стрілку, а за круговою шкалою на лицьовій поверхні пристрою можна стежити за змінами тиску. Для точності вимірювання в приладі може використовуватися до 10 анероїдних коробок, з'єднаних в один ланцюг.

Історія винаходу

Вже на початку 17 століття було помічено зв'язок між змінами атмосферного тиску та подальшою погодою. Перший барометр з'явився у 1643 році, а винайшов його відомий фізик та математик Торрічеллі.

Конструкція першого пристрою була дуже простою. У тарілку наливалася ртуть, а вертикально встановлена ​​отвором донизу колба «збирала» рідкий металу разі підвищення тиску. Такий прилад було вкрай незручно експлуатувати, але пізніше технологію заповнення колби ртуттю почали використовувати в термометрах. Тому італійського вченого можна вважати також винахідником термометра.

Як користуватись барометром?

Щоб дізнатися, як користуватися барометром, можна вивчити інструкцію. Але якщо вона на англійською мовоюабо недостатньо зрозуміла, то треба вчинити так. На круговій шкалі є кілька зон:

• сухо;
• ясно;
• змінно;
• дощ;
• шторм.

Стрілка, з'єднана з пружиною та анероїдною коробкою, рухається в залежності від зміни тиску. При зниженні тиску можна говорити про погіршення погоди. Якщо стрілка рухається у протилежний бік, то тиск зростає і погода покращується.

Щоб було зручніше стежити за змінами, на шкалі є рухлива стрілка, яку можна встановлювати у будь-яке положення. Встановивши обидві стрілки поруч, через час можна помітити навіть незначні коливання атмосферного тиску в той чи інший бік.

Електронні барометри

Існує окрема категорія приладів – цифрові. Подібна електроніка проста в експлуатації, а також менш тендітні, ніж механічний або рідинний барометр. Електронні пристрої не є окремим приладом, а поміщені до системи портативної метеорологічної станції.

Іноді барометри зустрічаються навіть у наручний годинник. Такий годинник — незамінний для рибалки чи людини, пов'язаної з морською діяльністю (моряки, рятувальники, МНСники). Годинник покаже, коли готується до погіршення або покращення погодних умов.

Покупка барометра у подарунок

Купити якісні найзручніше у нашому інтернет-магазині, де представлено понад дві сотні моделей. Оригінальний приладне просто покаже зміни тиску, а й виміряє температуру повітря, а також його вологість.

Барометр - оригінальний подарунокдля кожної людини. Зовсім не обов'язково бути пов'язаним із морськими подорожами або захоплюватися рибалкою. Настінний приладприкрасить робочий кабінет чи стане стильним аксесуаром на стіні у квартирі. Незалежно від дизайну кімнати, портативний приладстане корисним пристроєм, що підказує про погодні зміни.

Сучасні прилади рідко мають лише одну функцію – вимірювання тиску. У більшості випадків пристрій має циферблат годинника та інші функції.

Відтепер не треба думати, що подарувати другу на новосілля чи шефу на день народження. Оригінальний пристрій з металу або дерева стане гідним подарунком до будь-якої події.

У колекції виробника сотні моделей, призначених для використання на кораблях, поза приміщеннями чи додому. У виробництві використовуються якісні метали та дорогі породи дерева, тому термін служби приладу буде тривалим, а показання найточнішими.

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 зворотної 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.