Барометр-анероид – что это? Его внешний вид, конструкция, принцип и особенности работы. Преимущества и недостатки анероида в сравнении с другими барометрами.

Прибор, определяющий изменение атмосферного давления механическим способом, называется барометром-анероидом. В отличие от, например, ртутного барометра, данный тип характеризуется работой без участия жидкостей.

Конструкция барометра-анероида

Барометр-анероид представляет собой круглую коробку из металла с ребристыми основаниями. Важно, чтобы основания были именно гофрированными. Благодаря им, центр коробки обладает необходимой подвижностью.

Внутри коробки искусственно создан сильно разреженный воздух. Соответственно, когда происходит изменение атмосферного давления, она видоизменяется: при повышении сжимается, а при понижении- увеличивается в размере.

Это происходит, благодаря наличию внутри неё возвратной пружины. Именно она отвечает за деформации коробки. К ней же прикреплена стрелка указателя, которая свободно перемещается по шкале, фиксируя значения давления. Показатели шкалы соответствуют показателям ртутного барометра.

Анероиды не обладают внушительными размерами, просты в использовании, не требуют наличия жидкости, и поэтому получили широкое практическое применение.

Проблемы с точностью, методы их решения и поправки к барометрам-анероидам

По сравнению со ртутным барометром, показания анероида имеют некоторые неточности. Он подвержен воздействию температуры и длительности эксплуатации. На сегодняшний день, для устранения недостатков, разработчики предлагают дополнять конструкцию прибора термометром. Его также называют компенсатором, и он вносит поправки на температуру.

Всего же существует три поправки, которые обязательно нужно учитывать при работе с барометром-анероидом:

• поправка на шкалу. Означает, что барометр даёт разную реакцию на разных делениях шкалы;
• поправка на температуру. Определяет, насколько свойства коробки и возвратной пружины зависят от температуры;
• добавочная поправка. Определяет зависимость коробки и пружины от действия времени.

Барометры как предмет интерьера

Строение анероида таково, что даёт возможность мастерам делать корпус прибора деревянным. В случае использования дорогих пород дерева, барометр может стать настоящим украшением интерьера. Ну а сугубо для рабочих целей, корпус для практичности производят из обычного пластика или металла.

Содержание статьи

БАРОМЕТР, прибор для измерения давления атмосферного воздуха. Давление есть сила, действующая на единицу площади поверхности. Земная атмосфера, простирающаяся на сотни километров вверх, оказывает давление на поверхность Земли; барометр и служит для измерения этого давления. Атмосферное, или барометрическое, давление измеряется в миллиметрах ртутного столба и в паскалях (см. ниже ).

Изменения атмосферного давления, как правило, бывают связаны с изменениями погодных условий. Давление обычно падает перед ненастьем, а его повышение предвещает хорошую погоду. Отмечая на карте изменения давления, можно определять направление ветров и перемещение циклонов. Линии равного давления называются изобарами от греч. isos (равный) и baros (тяжесть). Барометры были приспособлены для измерения высоты, так как давление атмосферного воздуха уменьшается с увеличением высоты над уровнем моря. Такими приборами (альтиметрами) оборудуются самолеты, их берут с собой альпинисты.

Существуют два основных типа барометров – ртутный и анероид. Ртутный барометр более точен и надежен, чем анероид. Анероид же более компактен и удобен, его можно сделать карманным.

Ртутный барометр.

Ртутный барометр показывает атмосферное давление как высоту ртутного столба, которую можно измерить по прикрепленной рядом шкале. В простейшем виде (рис. 1) он представляет собой наполненную ртутью стеклянную трубку длиной ок. 80 см, запаянную на одном конце и открытую с другого, погруженную открытым концом в чашку (иногда называемую цистерной) со ртутью. В барометрической трубке нет воздуха, и пространство в ее верхней части называется торричеллиевой пустотой.

Чтобы сделать ртутный барометр, нужно сначала наполнить трубку ртутью. Затем, закрыв открытый конец трубки, погрузить его в ртуть, находящуюся в чашке. Стоит отнять преграду с погруженного конца трубки, как ртуть в трубке опустится настолько, что давление ее столба уравновесится атмосферным давлением, действующим на поверхность ртути в чашке. После этого атмосферное давление можно измерить как высоту h столба ртути, который оно уравновешивает. При изменении атмосферного давления высота столба будет изменяться. Среднее атмосферное давление равно 760 мм рт.ст. (1 мм рт.ст. = 133,3 Па).

Анероид.

В анероиде (рис. 2) жидкости нет (греч. «анероид» – «безводный»). Он показывает атмосферное давление, действующее на гофрированную тонкостенную металлическую коробку, в которой создано разрежение. При понижении атмосферного давления коробка слегка расширяется, а при повышении – сжимается и воздействует на прикрепленную к ней пружину. На практике часто используется несколько (до десяти) анероидных коробок, соединенных последовательно, и имеется рычажная передаточная система, которая поворачивает стрелку, движущуюся по круговой шкале, проградуированной по ртутному барометру. Как и у сифонного ртутного барометра (рис. 1), на шкале анероида могут быть сделаны надписи («дождь», «переменно», «ясно», «очень сухо»), указывающие на погодные условия.

Анероид меньше ртутного барометра, и его показания легче снимать. Им можно пользоваться в экспедиционных условиях, на морских судах, самолетах и пр. Если к его стрелке прикрепить перо, то он будет записывать показания. Такие барографы, т.е. анероиды, регистрирующие барометрическое давление, имеются на всех метеостанциях.

Барометр – это устройство для измерения атмосферного давления. С его помощью можно предсказать погоду. Прибор может снимать данные атмосферного давления находясь в помещении или на открытой местности. Также подобные устройства используются в авиации для определения высоты полета над уровнем моря. Нормой считается атмосферное давление на уровне 760 мм ртутного столба при температуре +15 градусов.

Разновидности барометров

Существует несколько разновидностей барометров:

• Ртутные.
• Жидкостные.
• Механические.
• Электронные.

Ртутные

Ртутный барометр был изобретен самым первым. Его создателем является итальянский физик Эванджелисто Торричелли, который в 1844 году разместил в тарелке со ртутью вертикально установленную пробирку заливной горловиной вниз. Им было замечено, что уровень ртути в колбе менялся в зависимости от погодных условий. Ученый сопоставил данные и пришел к выводу, что на этот показатель влияет давление воздуха. Применяемая им конструкция являлась весьма точной, но была неудобной. Кроме этого, ртуть вредна для здоровья, поэтому ее применение в столь большом количестве, для заполнения тарелки, и нахождение на открытом воздухе является небезопасным. Ртутные барометры отличаются повышенной точностью, поэтому их более совершенные модификации встречаются до сих пор. Их применяют на метеорологических станциях для проведения контроля за погодой.

Жидкостные

Жидкостные барометры на данный момент практически не встречаются. Они отличаются большой погрешностью, поэтому судить о погоде основываясь на их данных довольно сложно. В подобных приборах измерение проводится за счет уравнивания столба жидкости. Проблема таких приборов в том, что заправляемые вещества ведут себя по-разному при изменении температуры, что сопровождается высокими погрешностями. Одним из самых известных модификаций жидкостных барометров являются глицериновые модели. В них применяется окрашенный глицерин, что дает привлекательный декоративный эффект.

Механические

Механические барометры самые популярные. Они гораздо компактнее, чем первые две категории. Кроме этого, механические приборы отличаются вполне достаточной точностью. Подобные устройства сложные в изготовлении и в отличие от ртутных, являются полностью безопасными. Внешний корпус такого оборудования напоминает классические круглые часы, но бывают и прямоугольные настольные модели. Внутри корпуса находится пустотелая емкость, сделанная из двух жестяных мембран. В емкости создан вакуум, а ее стенки надежно запаяны. Благодаря отсутствию воздуха, мембраны остро реагируют на изменение уровня атмосферного давления. При его увеличении они сжимаются, а при уменьшении наоборот раздуваются.

К емкости подсоединяется чувствительный механизм, который состоит из нескольких плеч. Его устройство позволяет снимать миниатюрные изменения объема коробки с вакуумом и создавать колебания стрелки со шкалой, на которую нанесены показатели давления. Чувствительный механизм остро реагирует на любые изменения объема емкости. Максимальные отклонения объема коробки в сжатом и раздутом состоянии редко превышает одного миллиметра. При этом устройство, которое передает эти движения на стрелку, увеличивает изменения в 90 раз, что обеспечивает высокую точность показания. Механические устройства бывают как компактными, которые можно носить в кармане, так и настольными.

Электронные

Электронные барометры – это высокоточные и компактные приборы. В их основе также используется вакуумная коробка, но снятие показаний обеспечивается благодаря чувствительным датчикам. Также в этой конструкции предусматривается микропроцессорный блок. Показания выводятся на жидкокристаллический дисплей. Одна из особенностей таких приборов заключается в том, что часто они комбинируют в себе несколько устройств одновременно. Они могут работать не только как барометр, но и как термометр, компас и часы. Зачастую электронные устройства делают во влагозащищенном корпусе, поэтому их покупают рыбаки и туристы. Как известно, клев рыбы во многом зависит от атмосферного давления. Они чувствительны к его резким перепадам. Благодаря барометру можно определить будет ли клев или рыбалку лучше перенести. Если давление резко падает, то рыба неохотно берет наживку.

Зачем нужен барометр

Барометр применяется для проведения точного измерения атмосферного давления. Оно выражается в физической единице – миллиметрах ртутного столба. На основе этих показаний можно судить о дальнейшем изменении погодных условий при сравнении с данными о давлении, полученными в предыдущий день или несколько часов. Дело в том, что показатель атмосферного давления напрямую влияет на погодные условия.

Если уровень в определенной местности снижается, то воздушные потоки прибывают с другой территории. Именно так создается ветер, который попутно приносит тяжелые дождевые тучи. Как следствие, благодаря применению барометра несложно предсказать осадки. В том случае, если давление начинает расти, то это говорит о том, что имеющиеся на данной местности воздушные потоки переместятся на другую территорию, где давление снижено. При этом они уберут тучи, поэтому будет наблюдаться солнечная погода. Таким образом, чем выше давление, тем более сухая погода ожидается.

Весьма распространенными являются приборы со специальной разметкой на шкале, указывающей на погодные условия, которые нужно ожидать при направлении стрелки на определенный показатель. При самом низком давлении может быть написано «шторм», или нарисована соответствующая картинка. Для самого высокого давления применяется термин «суш» или рисуется палящее солнце. При этом нужно учитывать, что показатели могут меняться в зависимости от температурных условиях. По этой причине такое обозначение является неточным, но дает приблизительное понимание, что ожидать от погоды.

Как пользоваться

Следует понимать, что барометр не является устройством, которое позволяет точно предсказать погодные условия и определить ожидаемую температуру или уровень осадков. Основываясь только на данных полученных из этого прибора нельзя определить, какие воздушные потоки прибудут из соседних территорий. Для предсказания погоды метеорологии применяют помимо данных из барометров множество другой информации, что и позволяет делать прогноз более точным.

Использование барометра дает возможность лишь предсказать направление, в котором будет меняться погода. Будет ли она идти на улучшение или ухудшение. Люди, чувствительные к изменению атмосферного давления, используют барометр, чтобы определить изменение своего самочувствия.

Если в зимнее время давление повышается, то нужно ожидать заморозка, а если снижается, то будет потепление и скорое выпадение осадков. Летом повышение давления говорит об ожидаемой жаре и засухе. Снижение сигнализирует о прохладе и скором дожде. Также по интенсивности изменения показаний атмосферного давления можно приблизительно судить о возможных изменениях погоды. Так, если давление снижается постепенно, то в течение дня подойдет циклон с ненастной погодой. Скорее всего, будут осадки и сильный ветер. При очень резком падении давления прибудет холодный фронт, который будет сопровождаться штормом и грозами. При этом время до его начала обычно составляет не более 2 часов. Если давление стабилизировалось и поддерживается на одном уровне, то можно ожидать снижение интенсивности ветра и остановку осадков.

Для того чтобы предсказывать изменение погоды необходимо периодически следить за уровнем давления, которое показывает барометр . Делать это нужно минимум дважды в день. Если погода меняется резко, то интенсивность измерения проводится с периодичностью раз в 2-4 часа.

Проведение настройки

С приходом электронных барометров надобность в поведении настройки отпала, но на рынке предлагается еще масса механических моделей, которые нужно периодически подстраивать. Пользователи по-прежнему предпочитают покупать механические барометры в связи с их более презентабельным видом и отсутствием необходимости в установке . Коллекционеры, которые собирают барометры, также предпочитают именно механические модели. Для того чтобы прибор показывал точные данные его нужно подстроить, на что требуется всего несколько минут.

Для начала нужно узнать о точном давлении, которое наблюдается на данной местности в момент проведения настройки. Это можно сделать, посетив сайт ближайшей метеостанции или просмотрев сводки, которые периодически озвучивают в телевизионном и радиоэфире. Имея реальные показатели об имеющемся атмосферном давлении, которое снято на высокоточном ртутном барометре, можно сравнить данные с теми, что получены на собственном механическом устройстве.

Если данные отличаются, следует перевернуть прибор, и найти на задней стенке регулировочный винт. С помощью отвертки нужно провести его вкручивание или выкручивание до тех пор, пока стрелка не займет тот показатель, который озвучила метеослужба. Если винта нет, то производитель предусматривает другую возможность настройки. Достаточно просто немного провернуть шкалу, подставив нужный показатель под стрелку.

До середины XIX в. для измерения атмосферного давления применяли лишь жидкостные (главным образом, ртутные) барометры, изобретенные Э. Торричелли. В 1844 г. Л. Види сконструировал новый, безжидкостный барометр, получивший название барометр-анероид (от греческого слова «анерос» - безжидкостный).

Устройство барометра-анероида показано на рисунке 121. Его основной частью является круглая металлическая коробка 1 с волнистыми (гофрированными) основаниями. Путем откачивания воздуха внутри этой коробки создано сильное разрежение. При повышении атмосферного давления коробка сжимается, и ее верхняя (прогибающаяся) поверхность начинает тянуть прикрепленную к ней пружину 2 . При уменьшении давления пружина разгибается, и верхнее основание коробки приподнимается. К пружине с помощью передаточного механизма 3 прикреплена стрелка-указатель 4 . Эта стрелка перемещается по шкале 5 . Градуировку шкалы анероида осуществляют и выверяют по показаниям ртутного барометра. Барометры-анероиды менее надежны, чем ртутные, так как содержащиеся в них пружины и мембраны со временем изменяют свою упругость. Однако вследствие своей портативности и отсутствия жидкости они более удобны в обращении и потому широко используются на практике.

Барометры являются необходимыми приборами в метеорологических исследованиях, так как знание атмосферного давления важно для предсказания погоды на ближайшие дни.

Чувствительность анероидов настолько высока, что даже при поднятии барометра на 2-3 м стрелка-указатель прибора заметно перемещается. Это позволяет обнаружить постепенное изменение атмосферного давления даже при перемещении по лестнице дома или на эскалаторе в метро.

С увеличением высоты над землей давление воздуха уменьшается. Поднимаясь с барометром в аэростате, можно измерить давление атмосферы на разных высотах. При небольших подъемах в среднем на каждые 12 м подъема давление уменьшается на 1 мм рт. ст. На высоте 6 км давление воздуха примерно вдвое меньше, чем на поверхности Земли.

Знание зависимости атмосферного давления от высоты позволяет использовать барометры-анероиды в качестве высотомеров . Поскольку каждому значению атмосферного давления соответствует своя высота над уровнем моря, то шкалу этих приборов можно сразу проградуировать в метрах (или километрах).

Барометрические высотомеры, используемые в авиации, иначе называют альтиметрами . С их помощью летчики определяют высоту полета самолетов.

1. Какие два вида барометров вы знаете? 2. Как устроен барометр-анероид? 3. Как изменяется давление атмосферы при увеличении высоты над Землей? Почему? 4. Каким образом можно определить высоту полета самолета? Как называется служащий для этого прибор? 5. Почему воздушный шарик, наполненный водородом, при подъеме иад землей увеличивается в объеме?

Что такое барометр? Этим техническим термином принято называть прибор для измерения атмосферного давления. Наибольшее распространение получили барометры двух типов. Ртутный барометр используется для измерения атмосферного давления преимущественно на

Он более громоздок, но дает и большую поэтому ученые и отдают предпочтение именно ему. Барометр этого типа был изобретен и построен итальянским ученым Эванджелиста Торричелли в 1644 году. Принцип его действия - уравновешивание столбика ртути со столбом атмосферного воздуха. Из-за большой высота столба очень невелика (когда говорят, что атмосферное давлении - 760 миллиметров ртутного столба, это значит, что с такой же силой давит атмосферный воздух в точке измерения).

Барометр-анероид - устройство более сложное. Хотя идея прибора была высказана почти одновременно с изобретением ртутного сделал в том же семнадцатом веке немецкий ученый Готфрид Лейбниц), но практическое воплощение задумка великого немца получила лишь спустя двести лет. В 1847 году талантливый французский инженер Люсьен Види создал первый в мире барометр-анероид. Каков же принцип его действия?

Барометр получил наименование «анероид», то есть безводный. Этим термином создатель хотел подчеркнуть, что в приборе не используется никакая жидкость, в отличие от ртутного барометра, где чувствительным элементом является
В анероиде чувствительным элементом является герметичная коробочка из гофрированного материала, которого при повышении или понижении атмосферного давления немного сжимается или расширяется. приводит в движение стрелку, которая на специально градуированной шкале указывает атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба.

Казалось бы, ничего сложного, и барометр-анероид мог быть создан при уровне развития техники как времен Торричелли, так и до него. Почему же этого не произошло? Скорее всего, здесь сыграла роль совокупность нескольких факторов. Первый и главный - это отсутствие необходимости в таком приборе в то время. В самом деле, метеорология как наука только зарождалась, и зависимость небольших колебаний атмосферного давления и погоды только осознавалась учеными того времени. Кроме того, возможно, свою роль сыграло отсутствие подходящего материала для гофрированной коробочки (он должен иметь приемлемую упругость и не растягиваться в процессе длительной эксплуатации).

По мере развития науки и первое, и второе обстоятельства перестали препятствовать созданию анероида.

После изобретения Люьена Види барометр-анероид начал быстро распространяться по частным домам и квартирам. Возникла даже своеобразная мода: наличие этого прибора в доме подчеркивало социальный и интеллектуальный статус хозяина. Такой человек, говоря современным языком, считался «продвинутым».

По мере принятия международной метрической большинством стран градуировка шкалы анероида стала дополняться шкалой, где давление указывалось не только в миллиметрах ртутного столба (это не системная единица), но и в паскалях. Существует и градуировка шкалы анероида в барах. Бар - тоже несистемная единица, примерно равная одной атмосфере. Иногда измерять давление в барах удобней, чем в миллиметрах ртутного столба или в системных единицах.

Однако привычка измерять атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба оказалась очень сильной. Даже сейчас в прогнозах погоды атмосферное давление указывается в этих несистемных единицах.