Барометр анероид – это прибор, используемый для измерения атмосферного давления. Этот тип барометра не использует жидкие элементы, в отличие от ртутных барометров, что делает его более безопасным и удобным в использовании.
Основной элемент барометра анероид – это пружинно-напорный механизм, состоящий из набора упругих металлических дисков, которые подвержены давлению окружающей среды. Когда давление меняется, диски сжимаются или расширяются, в зависимости от результирующей силы. Подвижное соединение преобразует механическое перемещение вращающегося стрелочного механизма.
Чтобы получить точные результаты, барометр анероид должен быть откалиброван при изготовлении. Каждый прибор имеет шкалу, которая отображает значения атмосферного давления в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). Шкала может быть представлена на циферблате или в виде графика на специальных лампочках. Фиксируя давление в определенный момент времени, барометр анероид позволяет прогнозировать изменения погоды.
Принцип работы барометра анероид: основные моменты
Барометр анероид использует анероидный (без жидкости) метод для измерения атмосферного давления. Этот прибор состоит из герметично запаянного металлического колпачка, который может сжиматься или расширяться в зависимости от внешнего давления. Один конец колпачка жестко закреплен, а другой конец прикреплен к оси, которая соединена с шпеньками. На этих шпеньках закреплены указатель и шкала давления.
Когда внешнее давление увеличивается, колпачок сжимается, в результате чего ось и шпеньки поднимаются вверх, перемещая указатель влево по шкале. Когда внешнее давление снижается, колпачок расширяется, и ось с шпеньками опускаются вниз, перемещая указатель вправо по шкале. Таким образом, барометр анероид позволяет измерять изменения атмосферного давления на основе движения указателя по шкале.
Для более точных измерений барометр анероид может быть скорректирован с использованием алюминиевого диафрагменного устройства. Это устройство компенсирует изменения температуры, которые могут влиять на анероидный колпачок, обеспечивая более стабильные результаты.
| Преимущества барометра анероид: | Недостатки барометра анероид: |
|---|---|
| Компактный и портативный | Требует периодической поверки и калибровки |
| Не подвержен ошибкам из-за разлива жидкости | Менее точный по сравнению с барометром ртутным |
| Более долговечный и устойчивый | Цена выше по сравнению с анаэробарометрами |
Физические принципы анероидного барометра
Основой анероидного барометра является анероидная коробка. Она представляет собой герметичную металлическую коробку, которая состоит из нескольких гнезд. Гнезда соединены между собой узкими проходами, заполненными воздухом. При изменении атмосферного давления, объём воздуха в гнездах изменяется, что приводит к смещению гнезд относительно друг друга.
Для определения изменений внутри анероидной коробки есть мерный механизм. Он преобразует малые изменения положения гнезд в движения стрелки на шкале барометра. Мерным механизмом является система рычагов и пружин, которая усиливает и передает сигнал давления на стрелку.
Основным элементом мерного механизма является Бурдонов сачок. Именно бурдонов сачок отличается в зависимости от модификации барометра, являясь основой для создания используемого механизма. Бурдоновые сачки позволяют повысить точность измерений и увеличить возможности анероидного барометра.
Итак, анероидный барометр измеряет атмосферное давление, основываясь на изменении объема гнезд анероидной коробки под воздействием давления окружающей среды. Мерный механизм, в свою очередь, передает эти изменения на стрелку шкалы. Таким образом, анероидный барометр является надежным и точным инструментом для измерения атмосферного давления.
Преимущества анероидного барометра перед жидкостным
Преимущества анероидного барометра перед жидкостным включают:
1. Портативность: Анероидные барометры компактны и легки в использовании. Их удобно брать с собой и использовать в различных местах, включая путешествия, походы или морские приключения.
2. Иммунитет к вибрации: В отличие от жидкостного барометра, анероидный барометр менее чувствителен к вибрации и обеспечивает более стабильные и точные показания давления.
3. Простота использования: Анероидный барометр не требует сложной и трудоемкой калибровки, как жидкостный барометр. Он имеет удобный указатель, который облегчает чтение показаний давления.
4. Долговечность: Анероидный барометр обычно имеет более длительный срок службы по сравнению с жидкостным барометром. Он устойчив к воздействию внешних факторов, таких как влажность и температура.
5. Точность: Анероидные барометры достаточно точны и обеспечивают чтение давления с высокой степенью точности. Они широко используются в метеорологии, авиации, морской навигации и других областях, где точные показания давления критичны.
В итоге, анероидный барометр является удобным и надежным инструментом для измерения атмосферного давления. Его преимущества перед жидкостным барометром делают его предпочтительным выбором для широкого спектра приложений.
Принцип работы анероидного барометра в действии
Основной элемент анероидного барометра — это коробка Бурдона, которая состоит из металлического диска с углублением посередине. Внутри диска создается вакуум, чтобы устранить влияние внешнего воздуха на изменение его формы.
При увеличении атмосферного давления внешняя сторона коробки Бурдона сжимается, что приводит к изменению ее формы и повышению внутреннего давления в коробке. Это изменение давления передается на механизм, состоящий из рычагов и пружин, который увеличивает и закрепляет изменение формы коробки.
Изменение давления приводит к изменению положения стрелки барометра, которая указывает текущее значение атмосферного давления. Чем выше давление, тем выше будет указывать стрелка.
Анероидные барометры обычно могут измерять давление с высокой точностью, что позволяет прогнозировать погоду и определять изменения в атмосферном давлении.
Интересно отметить, что анероидные барометры являются более портативными и менее подверженными ошибкам, чем ртутные барометры. Они широко используются в метеорологических приборах, на борту летательных аппаратов и в различных других областях, где точное измерение давления является важным параметром.
Применение анероидного барометра в настоящее время
Анероидные барометры широко применяются в различных областях науки и техники. Их компактность, точность и надежность делают их неотъемлемыми инструментами в метеорологии, авиации, навигации и геодезии.
В метеорологии анероидные барометры используются для измерения атмосферного давления, что позволяет прогнозировать погоду. Они обычно устанавливаются на метеорологических станциях, судах и воздушных судах. Благодаря возможности работы в широком диапазоне атмосферных давлений, анероидные барометры позволяют с высокой точностью и быстротой определить изменение погоды.
В авиации анероидные барометры используются для измерения атмосферного давления на разных высотах. Это важно для безопасности полетов и позволяет пилотам ориентироваться в пространстве. Барометры также используются для определения уровня их абсолютной высоты над средним уровнем моря и управления работой автоматических систем.
Навигация на судах и подводных лодках тесно связана с измерением атмосферного давления. Анероидные барометры позволяют точно определить глубину погружения и устанавливаются на специальных инструментах — батискафах. Барометры также используются при создании и калибровке гидростатических измерительных приборов.
В геодезии анероидные барометры используются для измерения атмосферного давления, который учитывается при осуществлении геодезических измерений. Это позволяет достичь высокой точности определения высоты над уровнем моря, используемой в картографии, геодезии и гидрографии.
В общем, анероидный барометр является незаменимым прибором для измерения атмосферного давления и нахождения высоты над уровнем моря в различных сферах научных исследований и технической практики.