Принцип работы анероидного барометра
Анероидный барометр (или анероид) – это прибор для измерения атмосферного давления. Главной особенностью анероидного барометра является то, что его механизм не использует жидкость. Первый барометр был изобретен еще в 1644 году и использовал для измерений ртуть. Принцип его работы основывался на том, что при различном давлении ртутный столбик изменял свою высоту в стеклянной трубке. Ртутный барометр является очень точным прибором, но использование ртути, затрудняет его применение в бытовых условиях, так как неаккуратном обращении возможна утечка ртути, а, как известно, испарения паров ртути очень вредны для организма человека. На смену ртутному барометру в 1847 году пришел анероидный барометр. Анероид не использует ртуть и абсолютно безопасен для здоровья человека.
Анероидный барометр достаточно просто устроен. Внутри корпуса находится приемная часть в виде запаянного металлического цилиндра с ребристой поверхностью. Внутри цилиндра находится сильно разряженный воздух. Поверхность цилиндра изготавливают ребристой формы, чтобы она могла наиболее точно реагировать на изменения атмосферного давления. С помощью пружины и простой системы рычагов цилиндр соединен со стрелкой. Стрелка барометра фиксируется специальным прижимным устройством. При повышенном давлении металлический цилиндр сжимается, а при пониженном – расширяется. Сжимающийся цилиндр разгибает пружину, а расширяющийся – сжимает. Перемещение пружины передается с помощью системы рычагов на стрелку, которая занимает на циферблате определенное положение. На циферблате анероидного барометра нанесена шкала с разметкой значений атмосферного давления.
Погрешность измерения давления в современных анероидных барометрах составляет не более 1-2 мбар. Также негативно на показания анероида влияет износ пружины, при котором ухудшаются ее упругие свойства и температура окружающей среды. Чтобы улучшить показания барометра и снизить зависимость от внешней температуры, в анероидных барометрах применяют дугообразный компенсатор. Компенсатор вносит поправку на показания с учетом окружающей температуры. Градуировка шкалы анероидного барометра выполняется согласно показаниям ртутных барометров, которые являются более точными измерительными приборами. Обычно барометр имеет две шкалы измерений. На одной шкале давление измеряется в паскалях, а на другой – в миллиметрах ртутного столба. Также довольно часто встречаются анероиды с контрольной и подвижной стрелками. С помощью контрольной стрелки можно зафиксировать значение атмосферного давления в определенное время, а затем по подвижной стрелке сравнить уровень изменения давления.
Интересно отметить, что анероидные барометры успешно применяются для вычисления высоты над уровнем моря. Известно, что с увеличением высоты атмосферное давление падает. Если измерить давление на разных высотах, а затем провести простые вычисления с использованием барометрической формулы, то можно найти разность высот между этими двумя точками. Таким образом, анероидный барометр можно использовать как альтиметр. Дополнительно анероидный барометр может быть оборудован термометром, гигрометром, календарем, часами и другими измерительными приборами.