Ртутные барометры
Делятся на типы:
- чашечные
- сифонные
- сифонно-чашечные
Строение чашечного барометра. Стеклянная трубка, запаянная сверху и заполненная дистиллированной ртутью, опущена в пластмассовую или металлическую чашку с ртутью. Чашка связана с атмосферой через отверстие.
Принцип действия ртутного барометра основан на том, что давление столба ртути уравновешивается атмосферным давлением, которое действует на поверхность ртути в чашке барометра.
Масса столба ртути с определенной площадью сечения равна атмосферному давлению на ту же площадь.
Поправки ртутного барометра:
- инструментальная (в поверочном свидетельстве) определяется путем сравнения данного прибора с эталоном;
- поправка на температуру. При увеличении температуры ртуть расширяется, поэтому показания барометра приводят к температуре 0 ºС. При положительных температурах температурную поправку следует отнимать, а при отрицательных – прибавлять.
- поправка на ускорение силы тяжести (зависит от широты и высоты места над уровнем моря)
Ускорение силы тяжести (ускорение свободного падения) тел изменяется с широтой из-за изменений с широтой центробежной силы вращения Земли. Максимального значения центробежная сила достигает на экваторе, а на полюсах она становиться равной нулю. Вес тел с приближением к экватору уменьшается, а при приближении к полюсу – увеличивается.
Барометр-анероид
Приемная часть – металлическая анероидная коробка с волнистой поверхностью. Воздух из коробки выкачан, а внешнее атмосферное давление, направленное на сжимание коробки, уравновешивается пружиной, которая поддерживает стенки коробки в растянутом состоянии.
Передающая часть – система рычагов, соединяющих приемную часть со стрелкой.
Стрелка движется вдоль шкалы с делениями.
Для определения температуры служит дугоподобный термометр, вставленный под циферблат.
Поправки барометра-анероида
- температурная (в паспорте прибора). При изменении температуры изменяется упругость коробки и пружины. Чтобы исключить влияние температуры, показания анероида приводят к температуре 0 ºС.
- шкаловая (в паспорте прибора).
- добавочная. Возникает в результате изменений, которые происходят со временем в механизме барометра.
Барограф
Приемная часть – серия анероидных коробок. Для исключения влияния температуры на показания барографа используется биметаллический термокомпенсатор.
Передающая часть – система рычагов, соединенная со стрелкой, на конце которой находится перо, заполненное анилиновыми чернилами
Записная часть – барабан с часовым механизмом внутри. На барабан надевается бумажная лента.
В зависимости от скорости хода часового механизма барографы бывают суточные и недельные.
В срок наблюдений по записи барографа определяют барическую тенденцию, т.е. величину, знак и характер изменений давления за последние три часа.
Термоэлектрический пиранометр Янишевского
Этот прибор предназначен для измерения суммарной и рассеянной радиации, приходящей как от небесного свода, так и от предметов, расположенных на поверхности земли. Если приемник радиации этого прибора обратить в сторону подстилающей поверхности, то он будет фиксировать отраженную радиацию.
В пиранометрах применяется батарея последовательно соединенных термоэлементов, составленных из манганина и константана. Поверхность термобатареи покрыта черной краской (сажей) и белой (магнезией) таким образом, чтобы четные спаи были окрашены в один цвет, а нечетные – в другой. Применение этих покрытий связано с одинаковой поглощательной способностью сажи и магнезии в длинноволновой части спектра. В области же коротких волн сажа поглощает интенсивнее, чем магнезия, и за счет именно этой части спектра возникает разность температур между спаями.
Тренога 5 вместе с приемником и стеклянной полусферой может опрокидываться на 180о, что позволяет направлять прибор в сторону земли и измерять отраженную коротковолновую радиацию (длинноволновую часть излучения стеклянная сфера не пропускает).
Существенно, что при обработке наблюдений по пиранометру необходимо учитывать зависимость переводного множителя прибора от угла падения радиации (зенитного расстояния Солнца). Наличие у пиранометра угловой зависимости чувствительности, а также весьма заметной избирательности чувствительности для радиации различных длин волн требует введения к показаниям прибора так называемых угловой и спектральной поправок при измерениях рассеянной радиации. Эти поправки учитывают различия углового и спектрального распределений интенсивности рассеянной и прямой солнечной радиации.
Пиранометры, специально приспособленные для измерений альбедо подстилающей поверхности, получили название альбедометров.