Барометры деформационные.

Принцип действия – зависимость упругой деформации твердых тел от оказываемого на них давления. Основная их часть – вакумированные мембранные коробки (барокоробки), блоки из них (бароблоки) и сильфоны.

Барокоробка – это спаянные по периметру несколько круглых мембран. Сильфон – это тонкостенная гофрированная трубка, закрытая с обоих концов дисками. Изготавливаются из стали, бронзы и их сплавов с другими металлами, под действием давления на мембраны проходит сжатие коробки. Внешнее атмосферное давление на мембраны, направленное на сжатие коробки, уравновешивается силой упругой деформации мембран или дополнительной измерительной пружиной. При измерении давление нарушается уровень деформации мембраны и пружина деформируется до положения при котором равновесие восстанавливается. Произошедшее перемещение жестких центров мембран коробки относительно друг друга может служить мерой измерения атмосферного давления.

Барометры - анероиды

Здесь применяются и бирокоробки и бароблоки. В анероидах, основанных на принципе измерения деформации (линейного перемещения жестких центров мембран) применяется передаточный механизм, и итог движение стрелки по шкале.

Барометры – анероиды М–67 ( стр.194 Пр.)

Его бароблок состоит из 4 барокоробок, он устанавливается в металлическом корпусе, верхняя стенка стеклянная, закрепляется в футляре с помощью амортизационных пружин. Диапазон при t⁰= -40 + 40°. Поправки к показаниям анероида: 1) на температуру; 2) шкаловая; 3) добавочная по свидетельству (стр. 90 и 206 Пр.)

Гипсометрический метод

В зависимости от температуры кипения жидкости давления. Жидкость начинает кипеть при t⁰, при которой упругость ее паров равна внешнему давлению на поверхность жидкости. Знаяt⁰пара кипящей воды, можно по таблице найти упругость пара, а так как упругость = внешнему давлению, то и атмосферному давлению. Прибор: гипсотермометр и кипятильник с паровой камерой.

Барограф

Применяется для непрерывной регистрации давления (*суточного, недельного). При повышении атмосферного давления барокоробки сжимаются, – стрелка с пером идет вверх.

Барограф размещен в пластмассовой капсуле. Чувствительный элемент его – блок барокоробок (3). Верхний конец бароблока с помощью упора и передаточной системы связан со стрелкой пера (5). Перо на ленте (1) чертит линию изменения давления. При повышении атмосферного давления барокоробки сжимаются и через рычажную систему поворачивают стрелку, перемещая ее вверх. При понижении атмосферного давления коробки расширяются под воздействием упругих сил, мембрана и стрелка перемещается вниз. Барограф устанавливается на отдельной площадке, укрепленной на капитальной стене вдали от отопительных приборов. Бывают суточные – недельные.

Ленты – горизонтальные линии образуют шкалу давления в мбар, вертикальные – шкалу времени. Шкала давления от 960 до 1050 мб через каждые 2 мбара и оцифрованы через 10 мб. Шкала времени – в суточном – через 15 мм., в недельном – через 2 часа.

Задание к занятию

1. Перевести давление, выраженное в миллиметрах в миллибары по табл. 3 стр. 192. Практикум Виткевич

722,5 мм =

721,9 мм =

723,0 мм =

715,4 мм =

725,1 мм =

737,7 мм =

2. Станция Ставрополь находится на широте 45°. По барометру отсчитано давление 720,0 мм, термометр показывает +20°. Инструментальная поправка барометра = +0,2 мм

Найти поправку барометра и определить исправленную величину давления.

Д = 720 мм t = 20°

По табл. 1 стр. 190 – поправка на силу тяжести = 0,0 мм

По табл. 2 стр. 191 – поправка приведения к 0° = -2,3

Окончательная поправка = 0,0 – 2,3 + 0,2 = -2,1 мм

Исправленная величина Д = 720 – 2,1 = 717,9 мм = 957,1 мб

Д = 716,0 t = 12° попр(-1,4)

Д = 724,0 t = 17° попр(-2,0)

Д = 729,0 t = 25° попр(-3,2)

3. Обработать ленту барографа.

4. В сельскохозяйственной сфере для определения превышения одной точки над другой часто используют данные атмосферного давления и температуру воздуха, используя формулу Бабине.

h = 16 000 (P₁ – P₂)/ (P₁ + P₂) * (1 + at°)

h – превышение между двумя точками

Р₁и Р₂– атмосферное давление в мм рт ст в нижней и верхней

точках

a – коэффициент расширения воздуха = 0,00366

t – ср. температура между нижней и верхней точками

5. Рассчитать превышения одной точки над другой часто , используя формулу Бабине. (табл. 1. )

Элеме нты	Варианты
	00	01	02	03	04	05	06	07	08	09	10	11	12	13	14	15
Р1 мм	725	730	735	728	736	715	722	733	778	734	720	731	740	762	754	745
Р2 мм	723	721	729	720	728	710	714	728	752	725	710	724	734	747	720	731
t1 °C	20,5	17,9°	19°	18,6	21,0	19,0	21,0	18,7	17,7	20,1	19,6	18,4	17,4	18,9	16,8	20,3
t2°C	19,3	15,0	16°	16,7	19,9	17,5	17,8	17,2	15,0	18,9	16,3	15,3	14,7	16,7	14,6	17,8

2. Определить высоту горы, если у подножия атмосферное давление …… ГПа, t = …..°С, на вершине горы давление …. ГПа, t = ….°

h =

4.3 При выпуске радиозонда давление у поверхности земли = …… ГПа, t =……....°С, При входе прибора в кучевое облако давление ……… ГПа, t = ……..°С, Какова высота нижней границы облака?

h =

6. Изменение давления вдоль горизонтали, направленной перпендикулярно к изобарам от высокого давления к низкому, приходящееся на 100 км расстояния, называется горизонтальным барическим градиентом (ГБГ)

ГБГ = ΔP/Δn*100

ΔP- изменение давления (ГПа) на расстоянии Δn (км) по горизонтали

5.1 На синоптической карте на двух станциях, расположенных на расстоянии ……. км, проходят изобары ……. и …….. ГПа. Вычислить ГБГ.

ГБГ =

Вопросы.

1. Что понимается под атмосферным давлением?

2. Единицы измерения атмосферного давления?

3. Нормальное атмосферное давление?

4. Что такое изобары?

5. Что такое барическая ступень?

6. Приборы для измерения атмосферного давления. Их строение, принцип действия?

7. Цель барометрического нивелирования?

8. Как изменяется атмосферное давление с высотой?