Как устроен барометр−анероид?
Внешний вид анероида изображён на рисунке 135. Главная часть его — металлическая коробочка 1 с волнистой (гофрированной) поверхностью (рис. 136). Из этой коробочки выкачан воздух, а чтобы атмосферное давление не раздавило коробочку, её крышку пружиной 2 оттягивают вверх. К пружине с помощью передаточного механизма 3 прикреплена стрелка−указатель 4, которая передвигается вправо или влево при изменении давления. Под стрелкой укреплена шкала, деления которой нанесены по показаниям ртутного барометра. Так, число 750, против которого стоит стрелка анероида (см. рис. 135), показывает, что в данный момент в ртутном барометре высота ртутного столба 750 мм.
Следовательно, атмосферное давление равно 750 мм рт. ст., или ≈ 1000 гПа.
рис 135. Барометр−анероид
рис 136.Устройство барометра−анероида
Барометр−анероид — это прибор, предназначенный для измерения атмосферного давления без использования жидкости, в отличие от ртутного барометра. Его устройство основано на использовании упругих свойств металлов, которые изменяют свою форму под действием внешнего атмосферного давления. Конструкция барометра−анероида довольно проста, но при этом эффективна.
Основная часть барометра−анероида — это герметически закрытая металлическая коробка, называемая анероидной коробкой. Эта коробка выполнена из тонкого, упругого металла, который легко деформируется под воздействием изменений внешнего давления. Внутри коробки создают разрежение (или поддерживают определённое давление), близкое к вакууму, чтобы внешнее атмосферное давление могло заметно воздействовать на её стенки.
Когда атмосферное давление увеличивается, оно сильнее давит на стенки анероидной коробки, заставляя её немного сжиматься. Если давление уменьшается, коробка немного расширяется за счёт своей упругости. Эти изменения формы анероидной коробки передаются на систему рычагов, пружин и стрелки прибора.
Рассмотрим более подробно, как работают разные части барометра−анероида:
Анероидная коробка: Главный элемент, который реагирует на изменения атмосферного давления. Важно, чтобы её стенки были достаточно тонкими, чтобы легко деформироваться, но при этом прочными, чтобы сохранять свою целостность при воздействии внешнего давления.
Рычажно−пружинная система: Чтобы преобразовать небольшие изменения формы анероидной коробки в движение стрелки на шкале, используется специальная механическая система. Обычно это система рычагов, связанная с пружинами. Деформация коробки передаётся через рычаги, которые усиливают это движение и передают его стрелке.
Шкала и стрелка: Шкала градуирована в единицах атмосферного давления, таких как миллиметры ртутного столба (мм рт. ст.) или гектопаскали (гПа). Движение стрелки по шкале позволяет визуально определить текущее атмосферное давление.
Корпус барометра: Все элементы барометра−анероида заключены в корпус, который защищает прибор от внешних повреждений и сохраняет точность его работы.
Работа барометра−анероида основана на следующем физическом принципе: атмосферное давление изменяется в зависимости от высоты над уровнем моря, а также от метеорологических условий. Анероидная коробка деформируется, реагируя на эти изменения давления, что и позволяет определить его значение.
Барометр−анероид используют не только для измерения атмосферного давления, но и для прогноза погоды. Например, если давление падает, это может свидетельствовать о приближении циклона и ухудшении погоды. Если давление растёт, это чаще всего указывает на улучшение погодных условий и наступление антициклона.
Основное преимущество барометра−анероида перед ртутным барометром заключается в его портативности и безопасности. В отличие от ртутного барометра, в анероиде отсутствует жидкий металл, что делает его более простым в использовании и безопасным для окружающей среды.
Пожауйста, оцените решение
