Лекция 5. Измерение атмосферного давления. Способы измерения давления: Лекция 5. Измерение атмосферного давления 1. Жидкостные (ртутные) барометры. 2. - презентация

1 Лекция 5. Измерение атмосферного давления

2 Способы измерения давления: Лекция 5. Измерение атмосферного давления 1. Жидкостные (ртутные) барометры. 2. Деформационный барометр-анероид. 3. Гипсотермометры. 4. Газовые барометры. 5. Барометр рабочий сетевой БРС. 6. Измерители пониженного давления (вакуумметры).

3 Лекция 5. Измерение атмосферного давления Гипсотермометры. Гипсотермометры определяют давление по температуре кипения воды или иной жидкости. Кипение воды происходит, когда давление насыщения равно атмосферному давлению. Е = Р Рис. 5.1 Давление насыщения связано с температурой формулой Магнуса:

4 Лекция 5. Измерение атмосферного давления где Е 0 = 6,107 гПа – давление насыщения при 0 0 С, Т – температура в кельвинах. Если давление не сильно отличается от нормального, то можно пользоваться эмпирической формулой: мм. рт. столба Отсюда выразим t :

5 Лекция 5. Измерение атмосферного давления Тогда чувствительность гипсотермометра: Т.е. для измерения с точностью 1мм нужно измерить температуру с точностью 0, В гипсотермометрах применяются термометры, дающие точность до 0,01 0.

6 Лекция 5. Измерение атмосферного давления Рис Гипсотермометр 1 – термометр, 2 – сосуд с водой или иной жидкостью (фреон, сероуглерод), 3 – нагревательный элемент. Иногда шкала термометра калибруется в единицах измерения давления.

7 Лекция 5. Измерение атмосферного давления Преимущества гипсотермометра 1. Отсутствие мембранной коробки и связанных с ней погрешностей. 2. Высокая точность измерений. 3. Малые размеры. Недостатки гипсотермометра 1. Сложность изготовления и длительность измерения. Гипсотермометр часто используют в горах для измерения давления и связанной с ним высоты точки измерения.

8 Лекция 5. Измерение атмосферного давления Газовые барометры. Газовые барометры основаны на изменении объема воздуха при изменении давления. Устройство газового барометра: Рис Газовый барометр При увеличении давления пузырек смещается влево.

9 Лекция 5. Измерение атмосферного давления Чувствительность газового барометра: Чувствительность увеличивается при росте температуры и уменьшении давления. Как зависит чувствительность газового барометра от объема резервуара и от радиуса трубки с пузырьком? Какие еще можно предложить способы измерения объема резервуара? ?

10 Лекция 5. Измерение атмосферного давления Погрешности газового барометра. 1. Влияние температуры воздуха. Способы ликвидации Термостатирование измерительного объема. Недостаток – техническая сложность осуществления.

11 Лекция 5. Измерение атмосферного давления – измерение температуры объема и введение поправки при цифровой обработке сигнала Компенсация влияния температуры. – измерение разности расстояния между пузырьком и столбиком ртутного термометра. При изменении температуры пузырек и ртутный столбик передвигаются на равное расстояние. При изменении давления передвигается только пузырек.

12 Лекция 5. Измерение атмосферного давления Барометр БРС-1 был изобретен в 80-х годах ХХ века. Датчик БРС-1 - электрический конденсатор (рис ). Его металлические пластины изолированы друг от друга кольцом из диэлектрика (1). Рис.5.4. Датчик барометра БРС в разрезе. 1 Полость конденсатора изолирована от окружающего воздуха. Внутри полости – вакуум. При изменении давления изменяется расстояние между пластинами, а значит, емкость конденсатора. Барометр рабочий сетевой БРС.

13 Лекция 5. Измерение атмосферного давления Датчик давления Датчик температуры АЦП ВУ Цифровые индикаторы Рис Блок-схема барометра БРС. Ёмкость конденсатора измеряется с помощью электронного измерителя емкости. Барометр содержит датчик температуры для ликвидации температурной погрешности. Сигналы с датчика давления и температуры переводятся в цифровую форму с помощью АЦП – аналого-цифрового преобразователя. Оба сигнала поступают на малогабаритное вычислительное устройство (ВУ). Оно осуществляет окончательный расчет величины давления с учетом погрешности датчика. Величина атмосферного давления показывается на индикаторном устройстве.

14 Лекция 5. Измерение атмосферного давления Рис Внешний вид барометра БРС-1.