Барограф и барометр в чем разница

Барограф

Смотреть что такое «Барограф» в других словарях:

Барограф — Барограф … Википедия

БАРОГРАФ — (Barograph) самозаписывающий барометр. Барограф. Построен на принципе анероида. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 Барограф … Морской словарь

БАРОГРАФ — (греч.). Прибор, самозаписывающий изменения высоты барометра. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. БАРОГРАФ прибор для автоматической записи показаний барометра = барометрограф. Полный словарь… … Словарь иностранных слов русского языка

БАРОГРАФ — (от греч. baros тяжесть и grapho ■ пишу), самопишущий барометр. Ртутные барографы (см. рисунок 1) представляют собой сифонный барометр, нижнее колено которого снабжено поплавком, Рисунок 1. Ртутный барограф. соединенным блоковой передачей с … Большая медицинская энциклопедия

барограф — а, м. barographe m. Особенно большое значение имел саморегистрирующий анероид барометр (барограф) и пара саморегистрирующих термометров (термографы). Среди ночи и льда. РБ 1897 2 1 1 162. По личному опыту, нахожу весьма удобной новую комбинацию… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

барограф — и устарелое барограф … Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке

БАРОГРАФ — БАРОГРАФ, БАРОМЕТР с записью показаний. Состоит из барометра анероида, у которого стрелка заменена самописцем. Этот прибор заносит данные об АТМОСФЕРНОМ ДАВЛЕНИИ на бумажную ленту, укрепленную на вращающемся барабане, который обычно приводится в… … Научно-технический энциклопедический словарь

БАРОГРАФ — БАРОГРАФ, барографа, муж. (от греч. baros тяжесть и grapho пишу) (физ.). Самозаписывающий барометр. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

БАРОГРАФ — БАРОГРАФ, а, муж. Самозаписывающий барометр. | прил. барографный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

БАРОГРАФ — прибор для автоматической непрерывной записи изменений атмосферного давления. Воспринимающая часть Б. состоит из ряда коробок типа анероида, соединенных с пишущим пером. При увеличении внешнего давления каждая коробка сплющивается, при уменьшении … Технический железнодорожный словарь

барограф — сущ., кол во синонимов: 4 • барометр (10) • микробарограф (1) • спидобарограф (1) … Словарь синонимов

Источник

О барометрах-анеройдах подробно

Чувствительная часть барометра-анероида — это сильфон с тонкостенной гофрированной мембраной из спецсплавов, реагирующий на изменения атмосферного давления сжиманием/разжиманием, таким способом двигая прикрепленную к нему стрелку по шкале. Прибор полностью механический, в отличие от других типов барографов не содержит ртути, жидкости, датчиков, элементов питания, электросхем. Указанные особенности никак не влияют на эффективность, и даже наоборот, делают изделие самым надежным, стойким, долговечным из подобных измерителей. Рассмотрим, чем отличается анероид, его преимущества и недостатки, элементы, принцип, как настроить. Опишем также основы, как читать и понимать показатели.

Понятие барометров анероидов, чем отличаются от иных типов

Барометры — базовые приборы для измерения атмосферного давления, изменения которого определяются наступлением климатических явлений, осадков, солнечной или пасмурной погоды.

С самого начала атм. давл. измерялось первыми изобретенными барометрами — ртутными, затем появились жидкостные, где столбик вещества при его понижении опускается, при увеличении — поднимается внутри колбы около градуированной шкалы.

Процесс основывается на законе физики, на способности материалов сжиматься/расширяться при разных величинах давления (принцип Торричелли).

Все барографы основываются на описанном выше физическом законе, отличается лишь чувствительная часть и, соответственно, конструктивное исполнение, обеспечивающее вывод показателей на шкалу, табло.

Анероидный барометр изобретен позже, в 1847 г. Люсьеном Види. Прибор основывается на мембране с тонкими стенками (гофра, гармошкой) из специальных, чувствительных к атм. давл. сплавов, которая связанная со стрелкой на градуированной шкале. Кроме указанных видов, существуют также электронные устройства, у которых сенситивная часть — это датчики (термокомпенсированные, тензометрические), микросхема исчисляет показатели, переводит их в электросигнал, выводит на ЖК-табло цифрами.

Анероиды показывают результаты измерений стрелкой на шкале, жидкостные погодомеры — столбцом чувствительного вещества в колбе, электронные — числовыми значениями на дисплее (могут также иметь стрелку).

Принцип механического барографа:

Если рассматривать, для чего еще предназначен анерограф, то по нему можно вычислить высоту. Давление растет на каждые 100 м на 10 мм рт. ст.

Конструкция, механизм работы

Барометр (барограф) анероид — это измерительный прибор для атм. давл., с полностью механическим принципом работы.

Строение барографа анероидного (механического) типа:

Для полного представления, что такое анероид, опишем принцип работы:

В анероидах используют несколько, как правило, максимум 10 шт., а в специальных моделях больше, последовательно зафиксированных гофрированных капсул для расширения диапазона измерений (амплитуды стрелки на шкале).

Внутри анероидного барографа:

Достоинства и недостатки анерографов анероидов

Преимущества анероидного погодника:

Несколько характерных схем внутреннего устройства механических погодников:

Принцип действия анероидов имеет такие недостатки:

Степень точности анероидного барографа

Самым точным барометром традиционно считается ртутный (используемый как эталон) — его рабочее вещество стойкое к влияниям температур (не замерзает, не испаряется), к влаге. В некоторых источниках первенство отдают электронным приборам, и для этого есть основания, так как микросхема сама автоматически делает поправки, исчисления, а цифровое табло покажет до 0.2 мВ/кПа и лучше, что на обычной шкале трудно отследить.

По жидкостным барографам все зависит от используемого вещества в роли сенситивного элемента (масло, химические смеси, дистиллированная H₂O). В некоторых источниках такие устройства позиционируются лучше, чем анероидные. Это не совсем так, например, аппарат с водой измеряет с самыми значительными расхождениями, так как вещество больше подвержено влиянию температуры, испарению. Это спорный вопрос, но по точности мы бы поставили анероиды как минимум в один ряд с жидкостными, и уж конечно, по удобству, надежности конструкции они на первом месте среди всех барографов.

Итак, ртутные изделия — это эталон по точности для всех типов барометров, применение их в этой роли традиционное, это их достоинство. Данное обстоятельство подтверждает тот факт, что классической главной единицей измерений является мм (дюйм) рт. ст.

Плюс цифровых моделей в множестве отображаемых измерений на малом дисплее (влага, высота, температура, часы, может быть GPS и пр.), а также в том, что все поправки аппарат вычисляет и исправляет сам автоматически, а в анероиде это надо делать вручную. Но цифровые аппараты менее стойкие к нагрузкам, для них требуются источники питания.

Точность современных анероидов весьма высокая: даже поднимаясь в лифте с измерителем можно заметить движение его стрелки. Особо точны модели, работающие с 10–12 ступенями гофрированной анероидной колбы — они способны показать точность до 0.05 %.

Важно ли следить за точностью именно по цифровым отметкам шкалы

Атм. давл. имеет стабильную закономерность — оно меняется в разных периодах суток, во время суточного хода:

Особенно ярко выражено описанное явление в тропиках. При возрастании широты (направление на север), диапазон колебаний понижается и на широте 60° амплитуда уже приблизительно в диапазоне 0.3 мбар.

Вопрос о точности касательно идеального совпадения стрелки с делениями шкалы малозначим для не только бытовых, но и большинства любых других потребностей, кроме специальных научных, лабораторных, статистических исследований, на метеостанциях. Там используют метеорологический специальный анерограф с увеличенным количеством ступеней анероидной капсулы, показания корректируют спецприборами для замеров влажности, ветра и прочего.

Первоочередное значение имеет скорость движения указателя, столбца жидкости на шкале и общее положение (глубоко или незначительно вниз/вверх), то есть какие-то доли градуировки, даже целые ее деления не особо важные. Поэтому часто барометр механический, анероид имеет участки шкалы, выделенные разными цветами для ясной погоды, дождя, грозы, шторма на определенных сегментах с делениями, по ним удобно отслеживать явления.

Итак, важно не положение стрелки на конкретных отметках, и даже не текущий показатель, а динамика изменений. Чем резче амплитуда, тем быстрее погода изменится, а прямой ровный график свидетельствует о том, что она на ближайшие несколько часов будет стабильной, на одном уровне.

Пример: на улице солнечно, но стрелка барографа показывает резкое падение, это явно и уверенно свидетельствует о наступлении дождя, как минимум — густой облачности. Если же пасмурно, дождливо, то резкое повышение указателя — признак скорого наступления солнечности.

Поправки для анероидов, нужно ли их делать

Для особо точных измерений барометр (погодник) анероид нуждается в таких поправках:

Поправки надо учитывать, только если требуются особо точные замеры. Впрочем, исчисления можно делать всегда, так как они не особо сложные.

Подготовка для поправок, снятие давления, температуры

Процедура поправок, калибровка анероидных барометров

Как делать поправки к анероиду, описано в аттестате (паспорте, свидетельстве), которым снабжается каждый барометр, так как изделия являются измерительными, проходят поверку перед допуском к продаже.

Поправка добавочная — это таковая присущая анероиду при поверке, всегда прописана в паспорте. Величина сравнительно быстро меняется со временем. Данный изъян — самый существенный недостаток механических барометров.

Для калибровки необходимо сравнивать показатели изделия с ртутным барометром (этот тип устройств во всех случаях служит ориентиром по точности) или эталонным показателем. Сама процедура, осуществляется простым подкручиванием болтика, ослабляющего/усиливающего пружину на сильфоне. Для сравнения не обязательно иметь под рукой указанный барометр-эталон, можно узнать информацию на сайтах метеорологических служб.

Отклонение по шкале имеет инструментальную природу, появляется при изготовлении из-за неравномерности на доли миллиметров делений градуировки. То есть при ней указатель показывает не совсем ту величину, которая отображена шкалой. Данное отклонение чрезвычайно незначительное, даже ничтожное, не меняется со временем.

Пример значений поправок по итогам поверки:

Факты на пользу выбора барометров анероидного типа

Преимущества параметров анероидов:

Как читать и интерпретировать показания барометров анероидов

Опишем правила, как правильно прогнозировать погоду с помощью анероида.

Показания барографа механического типа — это высота рт. ст. на ртутном анерографе в мм. Нормы прочтения одинаковые для всех типов барографов. Рассмотрим их вкратце, но исчерпывающе.

Единицы измерений

Градуировка шкал барометров делается в таких значениях (в физической величине):

Обычно есть двойная шкала (градуировка). На отечественных изделиях популярно указывать мм рт. ст. и соответствие в гПа, Па.

Особенности шкалы механического барографа

Стандартно шкала барометра начинается с 710 мм рт. ст., может быть и меньше. За точку отсчета берут усредненное значение нормального атм. давл. для ясной погоды для конкретной местности — среднестатистически 760 мм рт. ст. (1013 мбар или 1013 гПа). От данной черточки отсчитывают и интерпретируют направление движения стрелки — вверх или вниз, падает или поднимается.

Отметка может быть другой для определенных местностей, например, в горах она будет отличаться. Значение для конкретной географической точки устанавливают соответствующие метеорологические службы.

Итак, нормальным атм. давл. на уровне моря принимают 760 мм рт. ст., но возможны расхождения и иногда они весьма значительные. Так, самое низкое зафиксированное значение — 641 мм рт. ст., самое высокое — 816 мм рт. ст.

Недостатки прогнозирования всех барометров

Минусы всех барометров по прогнозированию:

Правила чтения, интерпретации показаний барометра-анероида

Чем быстрее движение стрелки, чем большая амплитуда, тем значительнее точность прогноза, тем глубже степень климатических явлений (от пасмурной погоды до шторма), а также короче временной отрезок их наступления.

Выше указано общее правило, но также при считывании показателей барометров применяют дополнительные правила, которые в значительной мере меняют поверхностное понимание движения указателя:

Желательно знать характеристики глобальных, основополагающих климатических явлений атмосферы. Циклоны — это низкое давление. При их возникновении появляется теплая часть с малой облачностью, как правило, это верхние области. Наблюдается перистость облаков, перисто-слоистость, осадков нет. При продвижении теплого фронта таковые могут возникать, но слабые. Холодная область грядет следом, дожди усиливаются, ветер становится интенсивным. Давление повышается, послефронтовые осадки могут затянуться надолго, до дней без паузы. Далее, циклон закончился, зафиксировалось высокое атм. давл. — антициклон. При таком явлении возникает пасмурность, холод с осадками, но только по началу, это шлейф от прошедшего циклона, он исчезает через 1–2 дня. Облачность начинает исчезать, соответственно, район этого явления становится прогретым, возникает солнечность в теплой части антициклона. Давление постепенно уменьшается, поэтому после него всегда надо ждать циклона. Таким образом, есть постоянная цикличность с описанными витками.

Еще несколько правил, как пользоваться барометром:

Правила для рыбалки

Для рыбаков барограф всегда нужен, незаменим — рыба меняет свое поведение, клев усиливается/пропадает при разных значениях атм. давл. Тут анероид весьма уместный, так как компактный, устроен полностью механически, с надежной конструкцией, нет особо чувствительных к нагрузкам деталей, прибор можно положить в рюкзак, при падениях, ударах есть больше шансов, что он останется работоспособным.

Есть удобные модели анероидов наподобие карманных часов.

Каждая рыба реагирует по-своему на изменение давления при тех же значениях. Но в общем, если наблюдается рост, — это к отличному клеву. Хотя, если величина держится высоко или чрезмерно интенсивно растет, рыбалка может не дать хороших результатов. При низкой величине (осадки, пасмурно) активируются хищные виды, при высокой — мирные рыбы подплывают к берегу для активного питания.

Самодельные барометры анероиды

По самодельным барометрам есть отдельные статьи, поэтому опишем лишь вкратце, как соорудить такой кустарный прибор.

Берем дешевый манометр или сфигмоманометр (для артериального давления), только механическую модель с цилиндром-сильфоном снизу. Надо нагреть паяльником штуцер, запаять его с полной герметичностью. Далее — подождать охлаждения к комнатной температуре, мембрана сожмется, давление станет равным атмосферному. В дальнейшем при понижении такового анероидная капсула будет сжиматься, при росте – расширяться. Остается лишь переписать шкалу или распечатать картинку с ней из интернета, наклеить на старую градуировку.

Для самоделки можно использовать любые приборы с чувствительными сильфонами, например, таковые из бериллиевой бронзы от высоковакуумных затворов

Примеры моделей

Рассмотрим вкратце популярные типоразмеры и модели. Барометр (анерограф, барограф) анероид мини формата, в форме ручных или карманных часов мы указали выше.

Есть более габаритные устройства, служащие также украшением интерьера. Желательно выбирать модели с термометром, измерителем влажности и прочими дополнительными опциями.

Перечислим популярные отечественные изделия.

БАММ-1 для наземных условий, для помещений. M-110, промышленный. Модели вписаны в Госреестр Средств Измерений РФ, можно применять для аттестаций рабочих мест, для официальных измерений на производстве.

М-67. Точный, неприхотливый. Работает при t° от −10 до +50 °C.

ББ-0.5М. Бытовой, настенный, дешевый часто в корпусе из пластика. БР-52 — для школ, часто там используется как учебное пособие, для опытов.

Видео по теме

Источник

СОДЕРЖАНИЕ

Этимология

История

Существует четыре описания эксперимента Берти, но простая модель его эксперимента заключалась в наполнении водой длинной трубки, оба конца которой были закрыты, а затем в помещении трубки в таз, уже наполненный водой. Нижний конец трубки был открыт, и вода, которая была внутри нее, вылилась в таз. Тем не менее, только часть воды в трубе вытекла, и уровень воды внутри трубы остался на точном уровне, который оказался на уровне 10,3 м (34 фута), на той же высоте, которую наблюдали Балиани и Галилео, которая была ограничена. у сифона. Что было наиболее важным в этом эксперименте, так это то, что опускающаяся вода оставила пространство над собой в трубке, которое не имело промежуточного контакта с воздухом для ее заполнения. Это, казалось, предполагало возможность существования вакуума в пространстве над водой.

Торричелли, друг и ученик Галилея, по-новому интерпретировал результаты экспериментов. Он предположил, что вес атмосферы, а не сила притяжения вакуума, удерживает воду в трубке. В письме к Микеланджело Риччи в 1644 году относительно экспериментов он писал:

Традиционно считалось (особенно аристотелевцами), что воздух не имеет веса: то есть километры воздуха над поверхностью не оказывают никакого веса на тела под ним. Даже Галилей принял невесомость воздуха как простую истину. Торричелли поставил под сомнение это предположение и вместо этого предположил, что воздух имеет вес и что именно последний (а не сила притяжения вакуума) удерживает (или, скорее, толкает) столб воды. Он думал, что уровень, на котором осталась вода (около 10,3 м), отражает силу веса воздуха, давящего на нее (в частности, толкает воду в бассейне и, таким образом, ограничивает количество воды, которое может упасть из трубки в нее. ). Другими словами, он рассматривал барометр как весы, инструмент для измерения (а не просто инструмент для создания вакуума), и, поскольку он был первым, кто рассматривал его таким образом, он традиционно считается изобретателем барометр (в том смысле, в котором мы сейчас пользуемся этим термином).

Водные барометры

Барометр погодного шара состоит из стеклянного контейнера с герметичным корпусом, наполовину заполненного водой. Узкий носик соединяется с корпусом ниже уровня воды и поднимается над уровнем воды. Узкий носик открыт в атмосферу. Когда давление воздуха ниже, чем оно было во время герметизации корпуса, уровень воды в изливе поднимется выше уровня воды в корпусе; когда давление воздуха выше, уровень воды в изливе опускается ниже уровня воды в теле. Вариант этого типа барометра легко сделать дома.

Барометры ртутные

Конструкция ртутного барометра позволяет выражать атмосферное давление в дюймах или миллиметрах ртутного столба (мм рт. Ст.). Торр был первоначально определен как 1 мм ртутного столба. Давление указывается как высота ртути в вертикальном столбце. Обычно атмосферное давление измеряется от 26,5 дюймов (670 мм) до 31,5 дюймов (800 мм) ртутного столба. Одна атмосфера (1 атм) эквивалентна 29,92 дюйма (760 мм) ртутного столба.

Изменения в конструкции, призванные сделать прибор более чувствительным, более простым для считывания и более легким в транспортировке, привели к появлению таких вариаций, как таз, сифон, колесо, цистерна, барометры Fortin, сложенные в несколько раз, стереометрические и балансные барометры.

В 2007 году была принята директива Европейского союза, ограничивающая использование ртути в новых измерительных приборах, предназначенных для широкой публики, что фактически положило конец производству новых ртутных барометров в Европе. Ремонт и торговля антиквариатом (произведенным до конца 1957 г.) оставались неограниченными.

Барометр Фицроя

Барометр Фортина

Симпиесометр

Колесные барометры

Колесный барометр использует J-образную трубку, запаянную в верхней части более длинной конечности. Более короткий отросток открыт для атмосферы, и поверх ртути плавает небольшой стеклянный поплавок. К поплавку прикреплена тонкая шелковая нить, которая проходит вверх по колесу, а затем возвращается к противовесу (обычно защищенному другой трубкой). Колесо поворачивает точку на передней части барометра. При повышении атмосферного давления ртуть перемещается от короткой ветви к длинной, поплавок падает, а стрелка перемещается. Когда давление увеличивается, ртуть движется назад, поднимая поплавок и поворачивая циферблат в другую сторону.

Натало Айано признан одним из лучших производителей колесных барометров, одним из пионеров волны ремесленных итальянских производителей приборов и барометров, которым было предложено эмигрировать в Великобританию. Он числился работающим в Холборне, Лондон, около 1785–1805 годов. С 1770 года большое количество итальянцев приехало в Англию, потому что они были искусными стеклодувами или мастерами инструментов. К 1840 году было бы справедливо сказать, что итальянцы доминировали в промышленности в Англии.

Масляный барометр вакуумного насоса

Использование масла для вакуумного насоса в качестве рабочей жидкости в барометре привело к созданию нового «самого высокого барометра в мире» в феврале 2013 года. Барометр в Портлендском государственном университете (PSU) использует масло для вакуумных насосов двойной дистилляции и имеет номинальную высоту около 12,4 м для высоты масляного столба; ожидаемые экскурсии находятся в пределах ± 0,4 м в течение года. Масло для вакуумных насосов имеет очень низкое давление пара и доступно в диапазоне плотностей; Для барометра PSU было выбрано вакуумное масло самой низкой плотности, чтобы максимально увеличить высоту масляного столба.

Барометры-анероиды

Барографы

Принцип работы барографа такой же, как и у барометра-анероида. В то время как барометр отображает давление на циферблате, барограф использует небольшие движения коробки для передачи с помощью системы рычагов записывающему рычагу, на крайнем конце которого находится писец или ручка. Писец делает записи на копченой фольге, в то время как ручка делает записи на бумаге с помощью чернил, залитых пером. Записывающий материал закреплен на цилиндрическом барабане, который медленно вращается часами. Обычно барабан совершает один оборот в день, в неделю или в месяц, и скорость вращения часто может быть выбрана пользователем.

Барометры MEMS

Более необычные барометры

Есть много других, более необычных типов барометров. От вариаций штормового барометра, таких как барометр с патентным столом Коллинза, до более традиционных конструкций, таких как отеометр Гука и симпиесометр Росса. Некоторые из них, например барометр Shark Oil, работают только в определенном температурном диапазоне, достигаемом в более теплом климате.

Приложения

Компенсации

Температура

Высота

Поскольку давление воздуха уменьшается на высоте над уровнем моря (и увеличивается ниже уровня моря), неисправленные показания барометра будут зависеть от его местоположения. Затем показания приводятся к эквивалентному давлению на уровне моря для целей отчетности. Например, если барометр, расположенный на уровне моря и в условиях хорошей погоды, перемещается на высоту 1000 футов (305 м), к показаниям необходимо добавить около 1 дюйма ртутного столба (

35 гПа). Показания барометра в двух местах должны быть одинаковыми, если есть незначительные изменения во времени, расстоянии по горизонтали и температуре. Если бы это не было сделано, то на большей высоте было бы ложное указание на приближающийся шторм.

Основываясь на его выводах, альтиметр может быть разработан как конкретное приложение барометра. В середине 19 века этим методом воспользовались исследователи.

Уравнение

Когда атмосферное давление измеряется барометром, это давление также называют «барометрическим давлением». Предположим, что барометр с площадью поперечного сечения A и высотой h заполнен ртутью снизу в точке B до верха в точке C. Давление внизу барометра в точке B равно атмосферному давлению. Давление на самом верху, в точке C, можно принять равным нулю, потому что выше этой точки находятся только пары ртути, а их давление очень низкое по сравнению с атмосферным давлением. Следовательно, можно найти атмосферное давление, используя барометр и это уравнение:

Если бы вода использовалась (вместо ртути) для соответствия стандартному атмосферному давлению, потребовался бы водяной столб примерно 10,3 м (33,8 фута).

Стандартное атмосферное давление как функция высоты:

Примечание: 1 торр = 133,3 Па = 0,03937 дюйма рт. Ст.

Источник