Что измеряет барометр и манометр

Различия между барометрами и манометрами 2021

Манометры

Барометры

Различия между манометрами и барометрами

Барометры

В качестве подразделения манометров барометры входят в одну базовую конструкцию: трубку с закрытым контуром. В частности, традиционным барометром является стеклянная трубка с одним открытым концом и вакуум на другом конце. На открытом конце атмосферные газы оказывают давление на жидкость внутри трубки. Эта жидкость, обычно ртуть, будет соответствовать высоте давления, приложенного внешними газами, поскольку вакуум на закрытом конце трубы не приведет к изменению высоты ртути.

Барометры с закрытым контуром могут быть U-образными или хорошо сформированными. В хорошо сформированном барометре труба с ртутью стоит вверх дном или перевернута в большой яме ртути, так что закрытый конец с вакуумом является самой высокой точкой, а открытый конец подвешен в жидкости. Наружные газы затем надавливайте на лунку ртути, которая расширяется в закрытую трубку.

Манометры

Манометры могут быть открытыми, закрытыми или цифровыми. Манометр с открытым контуром заполнен жидкостью, такой как вода или ртуть, и труба U-образная. Оба вершины U-образной трубки могут быть открыты, так что атмосферные газы оказывают давление на каждую сторону. Манометры с открытым контуром не обязательно должны иметь одинаковые размеры их трубок и даже иметь колодец на одном конце.

В манометре с закрытым концом один конец манометра прикрепляется к газопроводу высокого давления, а другой имеет вакуум газа вместо открытого воздуха. Барометры также заполняют эту функцию, но измеряют только атмосферные газы.

Барометры

Манометры

Как и барометры, стеклянные манометры обычно заполняются ртутью или другой тяжелой жидкостью. Однако манометры с открытым контуром также могут быть заполнены более легкими жидкостями, которые могут показывать меньшие изменения давления. Эти жидкости включают воду, масло, бромиды и бензолы. Использование воды или масла может решить проблемы с ртутью, такие как отравление и токсичность.

Барометры

Чтение ртутного барометра относительно просто. Поскольку открытый конец является единственной стороной, влияющей на высоту ртути, пользователю просто нужно прочитать отмеченную высоту на закрытом вакуумном конце. Это должно дать атмосферное давление в миллиметрах или дюймах, которое может быть преобразовано в торр. (Например, типичное атмосферное давление на высоте уровня моря на ртутном барометре должно составлять 760 мм рт. Ст. Или миллиметры ртути).

Манометры

Атмосферное давление в манометре с открытым контуром считывается исходя из разницы в высоте между жидкостью в каждом плече трубки. На манометре с открытым контуром с атмосферным газом с обеих сторон разность высот рассчитывается либо в миллиметрах, либо в дюймах, что может быть преобразовано в гектопаскали.

Когда манометр открыт на одном конце, а также прикреплен к газопроводу высокого давления, следует учитывать, какая рука имеет больше жидкости. Если сторона, открытая для воздуха, имеет больше жидкости, то газ высокого давления оказывает большее усилие, а высота должна быть добавлена ​​к атмосферному давлению. Если для плеч верно обратное, тогда высота должна быть вычтена из атмосферного давления. Это даст давление, оказываемое газом высокого давления.

Если манометр закрыт на одном конце (создавая вакуум), а также прикрепляется к газому высокого давления, то, как барометр, давление представляет собой просто высоту закрытого рычага.

Барометры

Барометр с закрытым вакуумом особенно хорош для измерения атмосферного давления. Это сделало ртутный барометр традиционным инструментом прогнозирования погоды и метеорологии, полями, которые зависят от изменений атмосферного давления для прогнозирования погодных условий.

Манометры

Другие типы манометров, кроме барометров, могут использоваться для измерения давления как ниже, так и выше атмосферного. Присоединяя лампу или другое устройство газа высокого давления к манометру, можно вычислить давление этого газа. Однако в некоторых случаях для измерения базового атмосферного давления все еще может потребоваться барометр.

Источник

Барометры. Манометры

Барометры — приборы, служащие для измерения атмосферного давления. Ртутный барометр (рис. 1) состоит из заполненной ртутью U-образной стеклянной трубки, один конец которой запаян, а на другом находится открытый резервуар с ртутью. Барометр имеет шкалу с миллиметровыми делениями, по которой непосредственно измеряют атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба. Оно численно равно высоте столба ртути между ее уровнями в закрытом и открытом коленах барометра.

Металлический барометр — анероид (рис. 2) состоит из цилиндрической камеры K, из которой откачан воздух. Камера герметично закрыта тонкой гофрированной крышкой-мембраной М.

Чтобы атмосферное давление не сплющило мембрану, она соединена посредством тяги Т с пружиной П, закрепленной на корпусе прибора. К пружине прикреплена стрелка С, конец которой перемещается по шкале Ш. При изменении атмосферного давления мембрана прогибается внутрь или наружу и перемещает стрелку по шкале.

Преимущества анероидов в том, что они удобны в работе, прочны, малогабаритны. Основной недостаток — они менее точны, чем ртутные барометры.

Для измерения давления, большего или меньшего атмосферного, используют манометры. Манометры бывают жидкостные и металлические.

Жидкостный манометр делают в виде U-образной трубки с жидкостью (обычно водой или ртутью), одно колено которой присоединяется к сосуду, давление в котором нужно измерить (рис. 3, а). Уровень жидкости в этом колене понизится (если давление в сосуде больше атмосферного) или повысится (если оно меньше атмосферного) по сравнению с уровнем жидкости во втором колене. Измеряемое давление будет p = p_a ± pgh, где p_a — атмосферное давление, pgh — гидростатическое давление избыточного столба жидкости в колене манометра.

Для измерения таким манометром давления внутри жидкости к одному из его колен присоединяют с помощью резиновой трубки плоскую коробочку, одна сторона которой затянута резиновой пленкой (рис. 3, б).

Простейший металлический манометр устроен следующим образом (рис. 3, в). Тонкая упругая пластинка М — мембрана — герметически закрывает коробку К, из которой частично откачан воздух. К мембране присоединен указатель Р, вращающийся около оси О. При погружении прибора в жидкость мембрана прогибается под действием сил давления, и ее прогиб передается указателю, передвигающемуся по шкале.

Источник

Какие устройства могут измерить давление?

В этой статье мы рассказали, какие устройства могут измерить давление и представили их особенности и характеристики.

Виды давления

Многие специалисты разделяют давление на:

Приборы, которые позволяют быстро измерить давление имеют название манометры. В зависимости от своего предназначения их могут поделить на: барометры, вакуумметры и др. Теперь пришло время изучить виды давления и информацию о том, как их измерять:

Жидкостные манометры

Жидкостные манометры имеют достаточно простой принцип работы. Давление в них будет измеряться именно по высоте жидкости в столбе. Обычно такие приборы выполняются в виде двух сообщающихся сосудов, в которых присутствует рабочая жидкость.

Один конец сосуда в обязательном порядке должен соединяться со средой, где будет происходить измерение давления. Второй конец должен оставаться открытым. Под воздействием давления измеряемой среды жидкость постепенно начнет перемещаться из одного колена в другое. Когда уровень жидкости в колене уровняется можно проводить измерения и записывать показатели. Разность жидкости будет пропорциональна избыточному давлению (P_H). Его расчет проводится по формуле:

Благодаря такому манометру у вас также появится замечательная возможность измерять разрежение и разность давлений.

Конечно, подобный манометр активно используется, но он может иметь и определенные недостатки. Основной недостаток заключается в том, что практически невозможно измерить пульсирующее давление.

Жидкостные манометры с чувствительным элементом

Если вы планируете выбрать жидкостный манометр с чувствительном элементом, тогда помните, что их основным достоинством считается то, что они способны фиксировать показатели изменения давления в режиме специальной диаграммы. Измерение давления может происходить благодаря следующим чувствительным элементам:

Это основные чувствительные элементы, которые активно используются в подобных типах манометра.

Деформационные манометры

В последнее время деформационные манометры также начали приобретать значительную популярность. Принцип их действия достаточно простой, и он основан на деформации измерительного элемента. Упругий элемент может быть: пружинным, мембранным или сильфонным манометром.

В пружинных устройствах будет присутствовать специальная трубка овального сечения, изогнутая по окружности и соединенная через специальный механизм со стрелкой. У нас вы также можете прочесть, какие бывают виды электроповодок.

В мембранных манометрах основной деталью является специальная мембрана. Под воздействием давления она будет прогибаться и через передаточный механизм передавать информацию на стрелку.

В сильфонных манометрах основным элементом является сильфон. С виду он будет напоминать специальную гофрированную трубку, в которую будет подаваться давление. Под влиянием сильфон будет растягиваться и передавать информацию на стрелку.

Чтобы измерить небольшие показатели давления чаще всего будут использовать мембранные или сильфонные устройства. Основным достоинством деформационных манометров считается то, что с их помощью можно осуществлять запись и дистанционную передачу всех данных. Такая функция доступна в деформационных электрических манометрах.

Важно знать! Принцип действия дифференциально трансформаторного преобразователя основан на изменении силы индукционного тока.

Магнитомодуляционные преобразователи

Если рассмотреть магнитомодуляционные преобразователи более детально, тогда можно сказать, что давление будет преобразовываться в сигнал благодаря специальному магниту, который связан с чувствительным элементом. Во время своего движения специальный магнит будет оказывать воздействие на магнитомодуляционный преобразователь (ММП). После усиления сигнала он будет передаваться на вторичные приборы.

Танзометрические преобразователи будут основываться на зависимости электросопротивления металла. Тензорезисторы необходимо закрепить на упругом чувствительном элементе манометра. Изменение их сопротивления будет образовываться в специальный электрический сигнал и фокусироваться на вторичные приборы. Чтобы измерить высокие или сверхвысокие давления в лабораторной практике необходимо использовать грузопоршневые манометры.

Теперь вы точно знаете, какие устройства могут измерить давление. Надеемся, что эта информация была полезной и интересной.

Источник

Манометр

Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).

Что такое манометр

Термин «манометр» в основе имеет два греческих слова: «измерять» и «неплотный». Из этого понятны его назначение и основные функции — измерения в неких неплотных средах (жидкостях и газах).

Манометр — это прибор для измерения искусственно созданного давления газа или жидкости в замкнутой системе.

Не следует путать его с барометром, который тоже показывает давление, но только атмосферное. В то время как с помощью манометра можно измерить, с какой силой жидкость или газ давит на стенки герметично закрытой емкости. Условно говоря, он показывает плотность воздуха внутри закрытого пространства.

Если рассматривать функционал, манометр — более широкое понятие, а барометр является его частным случаем.

Единица измерения давления: паскаль (Па). Она отражает силу в 1 Н, которая равномерно действует на площадь 1 кв. м. Также давление иногда измеряют в барах, атмосферах, миллиметрах ртутного или водяного столба.

Для чего нужен манометр

В зависимости от модификации манометры могут использоваться в самых разных сферах:

при накачивании автомобильных шин;

в обслуживании систем кондиционирования и отопления;

в гидравлических узлах для передвижения железнодорожной стрелки;

для контроля давления в пневматических агрегатах на производстве;

в нефтяной и газодобывающей промышленности;

для обслуживания двигателей на морских судах и т. д.

Основное назначение манометра — проинформировать об избыточном или недостаточном давлении воды, пара, газа или иной рабочей среды. В промышленности также выделяют сигнальные приборы, которые помогают предотвратить взрывы и техногенные катастрофы из-за разрыва емкостей с опасными веществами (например, аммиаком или горячим паром).

Жидкостный манометр

Этот тип манометров появился первым еще в XVII веке. Он ведет свое начало от опытов Торричелли — одного из учеников Галилео Галилея.

Итальянский ученый погружал в емкость запаянную с одного конца и наполненную ртутью трубку. Некоторое количество ртути выливалось из трубки, и в ее верхней части получался вакуум. На ртуть в емкости действовало атмосферное давление, а на ртуть в трубке — нет. Соответственно, при повышении атмосферного давления ртутный столбик в трубке поднимался, а при понижении — опускался.

Принцип работы жидкостного манометра в целом похож на принцип работы системы из опыта Торричелли. Этот прибор представляет собой систему сообщающихся сосудов — две трубки, соединенные в U-образную конструкцию. Система наполовину заполнена жидкостью (обычно ртутью), и если на нее действует только атмосферное давление — уровень жидкости в обеих трубках будет одинаков.

Если одну из трубок подключить к накачивающему устройству или к закрытой емкости, на жидкость в ней будет действовать измеряемое давление (Р₁). В то время как на жидкость во второй трубке действует только атмосферное давление (Р₂). При изменении Р₁ уровень жидкости во второй трубке тоже будет меняться.

Измерив разность высоты столба Δh = h1 − h2, можно узнать, насколько изменилось давление ΔP = P1 − P2.

Результат измерений, полученный в сантиметрах ртутного столба, переводят в паскали из расчета:

1 см ртутного столба (при 0°C) = 1333,22 Па.

Для получения результата сразу в паскалях можно воспользоваться формулой, которая определяет давление воды на стенки емкости:

Р = ρgh, где ρ — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения, h — высота столба.

Ускорение свободного падения (g) всегда равно 9,8 H/кг.

Другие виды манометров

Жидкостный манометр дает возможность точных измерений, но у него есть большой недостаток: конструкция боится ударов и вибраций. Поэтому сегодня такие приборы используются в основном в лабораториях. С развитием промышленности возникли другие типы манометров, которые могут измерять давление в любых условиях — на подвижных механизмах, при сильных вибрациях и т. д. По конструкции выделяют деформационные и поршневые (грузопоршневые) приборы.

Деформационные манометры

Манометр деформационного типа — это компактное механическое устройство, измеряющее давление сразу в паскалях (без перевода из других единиц). Его рабочим элементом является дугообразная или спиральная трубка Бурдона, в которую накачивается газ. Если давление внутри трубки повышается, она начинает распрямляться, и это движение через систему тяг передается на стрелку. При снятии давления она возвращается в свое первоначальное положение.

Вместо трубки может быть использована пружина, мембрана или другой чувствительный элемент, который деформируется под давлением. Принцип действия манометра остается тем же: деформация передается на стрелку, движущуюся по шкале.

Деформационные металлические манометры чаще всего используются в быту и на производстве. Они компактны, отлично переносят вибрации, не требуют строго вертикальной установки. Если нужно выбрать, к примеру, автомобильный манометр, он будет именно такого типа.

Поршневые манометры

Несмотря на то, что поршневые манометры были созданы раньше деформационных, они получили меньшее распространение. Сегодня такие приборы используются для исследования скважин в нефте- и газодобывающей промышленности, а также для сверки показаний в лабораториях.

На рисунке ниже можно увидеть, из чего состоит манометр поршневого типа. В самом простом варианте это емкость с маслом, соединенная при помощи штуцера с измеряемой средой. В емкость погружен цилиндр с тщательно притертым поршнем (зазор между стенками цилиндра и поршнем должен быть минимальным). На торце поршня закреплена тарель, на которую могут укладываться грузы.

Снизу на поршень действует измеряемое давление Р, сверху оно уравновешивается некой силой, создаваемой весом самого поршня и грузов G₁+ G₂.

Давление под поршнем рассчитывается по формуле:

где G₁— масса грузов, G₂— масса поршня с тарелью, g — ускорение свободного падения, F — площадь поршня.

Также давление можно выразить через силу согласно закону Паскаля:

P = F / S, где F — сила, действующая на поршень, S — площадь поршня.

С помощью поршневых маномеров впервые измеряли давление ученые-физики Георг Паррот и Эмиль Ленц. Но широкое распространение эти приборы получили благодаря некому Рухгольцу, который запустил их в массовое производство.

Задачи

Чтобы научиться решать задачи под руководством опытного преподавателя, приходите на онлайн-курсы по физике для 9 класса!

Задача 1

Решение:

Ускорение g равно 9,8 H/кг.

Согласно формуле, определяющей давление жидкости на стенки сосуда:

P = 710 × 9,8 × 0,6 = 4174,8 Па = 4,7 кПа.

Ответ: 4,7 кПа.

Задача 2

На поршень, погруженный в цилиндр с маслом, положили груз весом 3 кг. Площадь поршня составляет 2 см2, а его вес — 300 гр. Чему равна сила давления под поршнем?

Источник

Измерение атмосферного давления

Давление воздуха изменяется в широких пределах. Если оно больше 760 миллиметров ртутного столба, то считается повышенным, если меньше – то пониженным.

Наблюдения за изменением атмосферного давления позволяют предсказывать погоду. Например, при повышении давления в зимний период погода становится морозной, а летом – жаркой.

Давление воздуха изменяется в широких пределах. Если оно больше 760 миллиметров ртутрного столба, то считается повышенным, если меньше – то пониженным.

Наблюдения за изменением атмосферного давления позволяют предсказывать погоду. Например, при повышении давления в зимний период погода становится морозней, а летом – жаркой. Пониженное атмосферное давление способствует появлению облачности, выпадению осадков. Поэтому постоянно знать величину атмосферного давления и контролировать его изменения необходимо не только ученым, медикам, но и всем нам.

Атмосферное давление

Атмосферное давление, как правило, изменяется в зависимости от изменений погодных условий. Зачастую давление падает перед ненастной погодой, повышается – перед хорошей. Ведение учета изменения давления позволяет определить перемещение циклонов и направление ветров.

На самочувствие человека, проживающего долгое время в определенной местности, изменение характерного давления зачастую не влияет. В случаях, когда происходят непериодические колебания атмосферного давления, даже у здоровых людей появляется головная боль, падает работоспособность и ощущается тяжесть тела.

Изменение атмосферного давления также влияет на многие технологические процессы. Например, при переработке нефтепродуктов, где давление является одним из основных контролируемых технических параметров; хлебо-булочное производство, где показания давления сильно влияют на влажность полуфабрикатов из теста; в авиационной промышленности это очень важный параметр, оказывающий влияние на сроки и условия эксплуатации.

Приборы для измерения атмосферного давления

На сегодняшний день существует несколько видов барометров, с помощью которых осуществляют измерение давления воздуха:

Ртутные барометры являются более точными и надежными по сравнению с анероидами, по ним проверяют работу других видов барометров. Высота давления в них определяется по высоте столба ртути. Метеорологические станции оборудованы чашечными барометрами.

Измерение атмосферного давления с помощью термогигрометра

Атмосферное давление измеряется не только с помощью различных видов барометров, но и такими универсальными цифровыми приборами, как термогигрометры. Несмотря на то, что основная задача данных устройств – определение относительной влажности и температуры, они прекрасно справляются и с измерением давления воздуха, показывая максимально точные величины. Поэтому такие многофункциональные приборы приобрести намного выгоднее, чем устаревшие барометры и психрометры.

АО «ЭКСИС» предлагает Вашему вниманию огромный ассортимент электронных измерителей давления и других контрольно-измерительных приборов высокого качества и всегда по доступным ценам.

В частности, в нашей копании Вы сможете приобрести следующие модели термогигрометров:

Все модели термогигрометров имеют интерфейс связи с ПК посредством USB, RS-232 и могут крепиться к стене.

Источник