Наблюдения над изменениями атмосферного давления обычно ведутся с помощью ртутного барометра. Принцип его устройства можно вкратце описать так: Стеклянная трубка длиной около 90 см с одним закрытым и одним открытым концами полностью наполняется ртутью. Открытый конец трубки опускается в небольшой открытый сосуд, частично наполненный ртутью. Перед погружением в сосуд, чтобы ртуть не вытекла, конец трубки закрывается хотя бы пальцем. Когда палец снят, уровень ртути в трубке несколько понизится и установится на высоте около 76 см.

Ртутный барометр

Над ртутью в трубке образуется пустота, и, следовательно, внутри трубки над ртутью давления не будет ощущаться. Так как атмосферное давление действует на свободную поверхность ртути в сосуде, то очевидно, что вес столба ртути над свободной поверхностью её в чашке уравновешивает вес столба в0здуха над нею, т. е. должен быть равен весу этого столба воздуха Следовательно, длина столба ртути в трубке в любой момент указывает давление атмосферы. Оно измеряется при помощи сантиметровой шкалы, помещенной вдоль стеклянной трубки.

Непосредственный отсчёт по барометру даёт длину столбика ртути, вес которого уравновешивает вес столба воздуха над барометром. Длина ртутного столба зависит также от температуры, которую в данный момент имеет барометр. Для того, чтобы сделать наблюдения, разных станций сравнимыми между собой, в отсчёты барометра вводится поправка на термическое расширение трубки, ртути и шкалы, причём стандартной температурой считается 0° С.

Вес столба ртути зависит также от силы тяжести в данном месте. Поэтому в отсчёты по барометру вводится ещё вторая поправка. Исправленная, таким образом, величина соответствует давлению, которое наблюдалось бы на станции, при силе тяжести, равной нормальной силе тяжести на широте 45° N.

Даже при наиболее тщательном изготовлении барометров нельзя избежать небольших неточностей, и отсчёты барометра следует поэтому исправлять, учитывая индивидуальные ошибки прибора. Когда отсчёт барометра исправлен инструментальной поправкой, поправкой на термическое расширение и местную силу тяжести, то мы получим истинное давление на уровне чашки со ртутью.

Кроме того, необходимо учесть, что атмосферное давление быстро уменьшается с высотой. Поэтому для сравнения результатов наблюдений различных станций необходимо ввести также поправку, приводящую давление на высоте данной станции к давлению на уровне моря. После внесения всех перечисленных поправок величина давления, сообщаемая каждой метеорологической станцией, соответствует тому давлению, которое наблюдалось бы точным барометром, помещённым на уровне моря, при , равной 0° С, и силе тяжести, равной нормальной силе тяжести на широте 45° N.

В семнадцатом веке человечеству стал известен и доказан факт, что воздух имеет определённый вес. Предположение его давления на различные предметы было доказано с помощью особого прибора - барометра. О нем пойдет речь в этой статье.

Прибор, который определяет давление воздуха

Для начала дадим определение. Барометр - это прибор для измерения определённого давления воздуха на предметы. Его изобретателем стал Э. Торричелли. В 1644 году барометр представлял собой трубку со ртутью и измерительной шкалой. В день, когда проводились испытания барометра, уровень ртути находился на отметке 760 мм, что и послужило поводом считать отметку на этом уровне нормальным давлением. Такие приборы до сих пор используются метеорологическими станциями.

Через два столетия, после изобретения ртутного барометра в результате множества исследований был сконструирован Люсьеном Види принципиально новый безжидкостный вид. Впоследствии названный барометром-анероидом. На протяжении всего времени существования анероиды приобрели большую популярность у многих пользователей, ведь имеют небольшой размер, легки и точны. По сравнению со ртутными барометрами - анероиды полностью безопасны в использовании.

Виды барометров

Ртутный - прибор, измеряющий давление. Принцип действия заключается в движении ртути, относительно нанесенной шкалы.

Жидкостный - прибор, с помощью которого уровень давления измеряется уравновешиванием веса столба жидкости атмосферным давлением.

Барометр-анероид - принцип действия и отображение показателей основывается на изменении размеров герметичной металлической коробки, заполненной разрежённым воздухом, под действием на её поверхность атмосферного давления.

Электронный - это современный вид прибора, который преобразовывает линейные показатели классического анероида в электронный сигнал. Обработанные микропроцессором сигналы, отображаются на жидкокристаллическом экране.

Барометр-анероид - это самый распространенный из вышеперечисленных приборов, благодаря своим небольшим размерам и отсутсвию жидкости в механизме. Рассмотрим его более детально.

Строение атмосферного барометра

• Круглая серебряно-никелевая пластина.
• Коробка с ребристыми основаниями.
• Передаточный механизм.
• Возвратная пружина.
• Указательная стрелка.

Атмосферный барометр - принцип работы

В собранном виде анероид - это коробка с различными механизмами. Когда из неё откачивают определённое количество воздуха, это создает сильное разряжение возвратной пружины, указательной стрелки и передаточного между ними механизма. Под действием давления стенки «барокамеры» сокращаются или увеличиваются в размерах, а указательная стрелка начинает двигаться относительно измерительной шкалы в сторону повышения или снижения давления, соответственно. В спокойном состоянии стрелка будет находиться на отметке в 760 мм.

Самозаписывающий барометр

Используется для записи метеорологических данных относительно колебаний атмосферного давления. Другими словами, это усовершенствованный барометр-анероид, с добавлением в барокамеру часового механизма, аппарата удерживающего проградуированную бумагу и стрелки-привода, которая наносит на бумагу чернильную линию.

Изображаемый «рисунок» на бумаге прибора называется барограммой. В процессе работы барографа, в соответствии с часовыми показателями, механизм наматывает на своё основание специальную бумагу, по поверхности которой скользит и отмечает показатели отклонений атмосферного давления прикрепленная стрелка с чернилами.

Показатели расхождений давления фиксируются постоянно. Для метеорологов это основной документальный факт изменения погоды в ближайшее время. В зависимости от размеров барабана - продолжительность запечатления записи может составлять от нескольких часов до одной недели. Особая конструкция позволяет снимать показатели и следить за атмосферными показателями в любое время.

Барометр в телефоне - что это

Технологии не стоят на месте, и теперь измерить атмосферное давление можно с помощью мобильного устройства. Многие пользователи современных гаджетов, столкнувшись с новой функцией, задаются вопросом - барометр в телефоне, что это? Современная миниатюрная метеостанция позволяет пользователю телефона постоянно проверять в электронном виде уровень атмосферного давления. Отследив показатели давления за определённое время, можно узнать - приближается циклон или антициклон. Эти показатели будут полезны для людей с повышенной чувствительностью к резким перепадам давления.

Возможности мобильного устройства на этом не останавливаются. В электронном виде оно показывает высоту, географическую ширину и долготу, что, в свою очередь, способствует быстрому поиску аппарата и определению точного места его нахождения. Благодаря спутникам GPS процесс быстр и точен. Мобильный барометр - это точный высотомер. Точность определения нахождения пользователя сводятся до радиуса в 3 метра. Именно такими приборами пользуются альпинисты в горах. Но большую популярность они приобрели в авиационной сфере.

Барометр, встроенный в часы

Появился сравнительно недавно. Немногие знают, для чего этот прибор, и большинство задаются вопросом - барометр в часах, что это такое?

Постараемся разобраться. Барометр в определённых видах часов представлен в электронном или механическом виде. Электронный вид - ничем не отличается от подачи данных атмосферного давления и их вывода на экран, как на телефоне. Часы с механическим отображением давления являются идеально точной мини-копией анероида. Разница лишь в упрощённой шкале отображения показаний. Стоимость часов-барометров достаточно велика, но, как правило, они противоударные и водонепроницаемые.

«Нестандартный барометр»

Благодаря своим основоположникам его называют Гарвардским. Экономический барометр лежит в основе формирования эконометрики. Предсказывает изменение конъюнктуры, динамики спроса и предложения и т.п. Гарвардский барометр - это описание эмпирических закономерностей и экстраполяции за последние месяцы наблюдения. В их основу включено исследование динамики развития разных показателей экономики.

Прогноз развития отображался в графическом виде. Каждая кривая линия, нанесённая на график, отображала тот или иной показатель. Например, кривая «А» отображала изменения средних биржевых курсов (фондовый рынок); кривая «В» отображала индекс оптовых цен и изменения товарооборота (производства); кривая «С» - отображала рост или падение курса ценных бумаг на денежном рынке. В идеальном состоянии графика - показатели «А» и «С» должны совпадать на уровне максимума первой единицы и минимуме кривой второй единицы.

Благодаря руководству У. Персонса и У. Митчелла - такого рода прибором США пользовались до 1925 года. Гарвардский барометр Митчелла - это первый мощный регулятор и показатель факторов в народном хозяйстве страны. Учитывая популярность и эффективность такого построения и отображения фактов - этот метод приняли на вооружение многие страны по всему земному шару. Но перспектива развития многих стран по этому соотношению показателей в экономике долго не просуществовало, ведь до начала и после Второй Мировой Войны - в процентном соотношении они стали неактуальными. Экономики всех стран, принимавших участие в войне, были в полном упадке, и для решения поднятия «с колен» каждая страна применяла свои методы для стабилизации собственной денежной валюты. Старые методы поднятия показателей (вывода из кризиса) вовсе не применялись, но основы, заложенные Митчеллом, стали прецедентом для мировой экономики.

Манометр

Стоит отметить еще одно устройство, которое также измеряет давление, только не воздуха, а газов и жидкостей - этот прибор называется манометр. Эти два прибора очень взаимосвязаны. Сумма показаний манометра и барометра - это давление абсолютное, которое имеет больший показатель, чем атмосферное.

Заключение

В современном мире барометр - это один из главных приборов метеорологии. Отмеченные показатели на бумаге помогают многим людям узнать о предстоящих изменениях атмосферного давления, соответственно, к ним подготовиться. Это в большей степени касается гипертоников. Барометр - это необязательный предмет в доме, но в качестве вспомогательного элемента или вдобавок к интерьеру - желателен. Современное обрамление столь нужного прибора позволяет его вписать в любое интерьерное решение.

На фото представлен обычный бытовой барометр. Такие барометры называют анероидами, что в переводе с греческого означает «безводный». Барометр-анероид - один из основных приборов, используемый метерологами для составления прогнозов погоды на ближайшие дни, так как её изменение зависит от изменения атмосферного давления. Устройство анероида довольно простое: закрепленная приемная часть, которая посредством пружин и системы рячагов соединена со стрелкой и шкала.

Приёмной частью анероида служит круглая металлическая гофрированная (гофрированная означает ребристая ) коробка, внутри которой создано сильное разрежение. При повышении атмосферного давления коробка сжимается и тянет прикрепленную к ней пружину; при понижении давления верхнее основание коробки поднимается и пружина разгибается. Перемещение конца пружины через систему рычагов передаётся на стрелку, перемещающуюся по шкале.

К сожалению, на барометры оказывает сильное влияние температура окружающией среды и с течением времени изменение упругости пружин. Из-за этого на современных барометрах-анероидах можно встретить дугообразный термометр (компенсатор), который служит для внесения поправки в показания анероида на температуру. Для получения истинного значения давления показания анероида нуждаются в поправках, которые определяются сравнением с ртутным барометром. Поправок к анероидам три:

• на шкалу - зависит от того, что анероид неодинаково реагирует на изменение давления в различных участках шкалы
• на температуру - обусловлена зависимостью упругих свойств анероидной коробки и пружины от температуры
• добавочная, обусловленная изменением упругих свойств коробки и пружины со временем.

Градуируют анероиды по жидкостным барометрам (ртутным), которые более точны, но менее компактны и менее безопасны. Первый ртутный барометр был описан Эванжелисто Торричелли из Флоренции в 1644 году в сочинении «Opera geometrica ».

Нормальным считается давление в 760 мм. рт. ст. (миллиметров ртутного столба) или 101 325 Па (1013 гПа) — давление на уровне моря при нормальных условиях. Так как атмосферное давление создается вышележащими слоями воздуха, то с подъемом в горы давление падает. Зависимость давления воздуха от высоты описывается так называемой барометрической формулой .

Благодаря барометрической формуле мы можем определить высоту, на которой находится барометр. Метода определения разности высот между двумя точками по измеряемому в этих точках давлению называется барометрическим нивелированием . По такому приницпу работают альтиметры и определение высоты точки наблюдений в GPS -навигаторах.

В общем случае при помощи , если дополнительно проградуировать шкалу прибора в метрах. Для любознательных приведу таблицу показаний барометра при понижении температуры на 0,5 °С на каждые 100 метров высоты.

Высота, м	Давление, мм. рт. ст.
0	762
1000	671
2000	590
3000	517
4000	453
5000	395
6000	344
7000	288
8000	258

Если измерения будут проводиться с достаточно коротким временным промежутком (чтобы свести влияние погоды на барометр к минимуму) и в не сильно большом диапазоне высот, то барометрическую формулу можно записать как

и использовать ее для расчета высоты точки наблюдения по барометру.

Ученые никогда не оставляли попытки научиться предсказывать погоду. Они хотели добиться возможности определять метеопрогнозы на ближайший период времени. Первым изобретателем, который предложил идею создания приспособления, при помощи которого можно было бы осуществить задуманное, был Галилей. Однако создать этот прибор - барометр, удалось лишь в 1643 году. И сделали это знаменитые ученики Галилея Винченцо Вивиани и Эванджелисто Торричелли.

Именно Торричелли сумел доказать, что такое явление, как атмосферное давление существует. Впервые им была сформирована гипотеза, что воздушный океан, на дне которого живет человек, постоянно оказывает на него определенное давление. Он предложил одному своему ученику Винченцо Вивиани измерить его величину, используя запаянную с одного конца трубку, наполненную ртутью. Трубку опрокинули в сосуд, где была ртуть, вещество при этом осталось на определенной высоте, в трубке же, над ртутью, появилось пустое пространство.

Первый в истории барометр был сконструирован после данного эксперимента. Опыт, который провел в 1643 году Торричелли, стал началом научной метеорологии. Благодаря тому, с какой высокой точностью ртутный барометр мог измерить атмосферное давление, он быстро нашел широкое применение в метеорологии. Единственным его недостатком считается то, что у него высокая вероятность вытекания ртути.

Известным английским ученым Робертом Гуком в 1670 году была создана шкала барометра, низкое давление в которой указывало, что приближается дождь или шторм, а сухую и солнечную погоду предвещало высокое давление. Этот старинный предмет и есть прообраз современного комнатного барометра.

История изобретения водяного барометра начинается с 1657 года благодаря ученому Отто фон Герике. Прибор представлял собой длинную медную трубку, нижний конец которой был погружен в сосуд, наполненный водой, а верхний со стеклянной трубкой имел специальный кран и соединялся с воздушным насосом. После откачки воздуха вода в трубке поднялась до высоты в 19 локтей, затем изобретатель закрывал кран, а сам барометр отсоединял от насоса. Отто заметил зависимость между состоянием погоды и высотой воды в трубке. В 1660 году ему удалось предсказать сильную бурю в Магдебурге за 2 часа до того, как она началась, что вызвало изумление местных жителей.

Идею создать анероидный барометр высказал в XVII веке Готфрид Вильгельм фон Лейбниц – физик-математик из Германии. Но воплотить ее в жизнь ему не удалось. «Анероид» в переводе с греческого – «безводный». Это значит, что в анероидном барометре отсутствует ртуть. В 1847 г. французским инженером Люсьеном Види был построен первый анероидный барометр. Главной составляющей анероидного барометра является запаянный металлический цилиндр, имеющий гофрированную поверхность. Из сосуда в определенном объеме был выкачан воздух, то есть внутри оставался разряженный воздух. Цилиндр сжимался, если давление повышалось, и, наоборот, расширялся, если оно понижалось. Точность измерения атмосферного давления анероидным барометром несколько ниже ртутного, но зато он безопасен, и его можно использовать в бытовых условиях.

Elena 2338

Барометр - прибор для измерения атмосферного давления. Это устройство бывает нескольких типов: ртутный, барометр-анероид и электронный. Каждый из них имеет свои особенности, преимущества и недостатки. Если вы решили приобрести устройство для измерения давления, наша статья поможет вам определиться с выбором качественного прибора.

Ртутный барометр

В ртутном барометре основным веществом для определения давления является ртуть, находящаяся в специальной колбе. На эту колбу нанесены деления в миллиметрах ртутного столба. Снимать показания барометра нужно таким образом, чтобы устройство находилось на уровне глаз. Принцип работы у него такой же, как у термометра.

Преимущества:

Долговечность - устройство не нуждается в калибровке;

Надёжность показаний;

Распространённость - его можно купить в любом магазине хозтоваров или аптеке;

Высокая точность полученных данных.

Недостатки:

Показания прибора искажаются в зависимости от микроклимата окружающей среды, например, значения атмосферного давления в помещении будут отличаться от природных;

хрупкость прибора;

При нарушении герметичности колбы барометра, в которой находится ртуть, возникнет угроза для жизни и здоровья человека.

Цены в интернет-магазинах:

	Еще предложения

Барометр-анероид

Барометр-анероид представляет собой коробочку, которую можно поставить на стол или повесить на стене. Устройство оснащено циферблатом со стрелкой, на котором обозначены параметры атмосферного давления с дополнительно нанесёнными показателями погоды типа «Ясно», «Сухо», «Переменно», «Дождь», «Шторм».

Некоторые модели оснащены дополнительной стрелкой, которую можно поворачивать по принципу механического будильника, что позволяет отслеживать изменения в погоде. Благодаря наглядной подаче информации и простоте использования устройство является довольно популярным среди людей пожилого возраста.

Преимущества:

Простота использования;

Наглядность информации;

Возможность отслеживать изменения атмосферного давления;

Высокая чувствительность прибора к атмосферным колебаниям;

Недостатки:

Время от времени прибор нуждается в калибровке;

Высокая зависимость от внешних факторов, из-за чего точность полученных данных может значительно снизиться.

Электронный барометр

Электронный барометр имеет более расширенную функциональность, чем аналоговые приборы. Например, кроме отслеживания показаний атмосферного давления, он позволяет определить температуру окружающей среды, влажность, силу и скорость ветра. Некоторые модели можно размещать снаружи дома: это значительно повышает точность их показаний. Интерфейс электронного барометра, как правило, представлен иконками, благодаря чему обеспечивается простота и наглядность информации.

Достоинства:

Простота использования;

Многофункциональность;

Наглядность информации;

Расширенные возможности прогнозирования погоды;

Точность полученных данных;

Возможность отслеживания изменений атмосферного давления;

Надёжность и достоверность полученных данных;

Устройство со временем не нуждается в дополнительной калибровке.

Недостатки:

Энергозависимость;

Меньший срок службы относительно ртутного барометра и барометра-анероида.

Правила ухода за барометром

Как аналоговые, так и электронные барометры нуждаются в тщательном уходе, иначе получаемые устройствами данные могут быть существенно искажены. Для этого необходимо:

Установить прибор в таком помещении, в котором условия будут максимально близкими к природным;

Надёжно закрепить устройство, дабы избежать падений и механических повреждений;

Регулярно протирать барометр мягкой салфеткой, смоченной любым неабразивным средством, во избежание загрязнений.

Какое устройство следует выбрать?

У каждого человека могут быть свои предпочтения, например, одни выбирают многофункциональность электронных устройств, а другие - простоту и надёжность аналоговых. Кроме того, при покупке стоит учесть, в каком месте будет функционировать устройство. Взвесив все за и против, можно выбрать именно тот прибор, который по всем характеристикам придётся по душе покупателю.

Рассказать друзьям