Как определять погоду по барометру: Прогноз погоды с помощью барометра

Прогноз погоды с помощью барометра

Предсказание погоды с помощью барометра. Если в часах есть встроенный барометр, то с помощью него можно спрогнозировать, как изменится погода в ближайшие 12-24 часов. Все очень просто — если давление падает, то вероятно, что погода будет ухудшаться. Если давление растет — то это признак улучшения погоды.

Нормальным значением атмосферного давления на уровне моря считается 760 мм ртутного столба или 1013 мБар или 1013 гПа (гектопаскаль). Однако возможны значительные колебания, так самое низкое атмосферное давление, которое было зафиксировано, составляло всего 641 мм рт. ст., а самое высокое давление было 816 мм рт. ст..

Атмосферное давление регулярно меняется в течении суток. В суточном ходе атмосферного давления наблюдается два максимума: в 10:00 и 22:00 часа и два минимума: в 04:00 и 16:00 часов. Эти суточные изменения давления особенно четко выражены в тропических широтах. С увеличением широты, то есть с продвижением на север, амплитуда суточных колебаний атмосферного давления уменьшается и уже на широте 60 градусов составляет около 0,3 мбар.

Однако само текущее значение атмосферного давления не может служить для определения погоды, важна динамика изменения давления. Например, резкое изменение атмосферного давления говорит о том, что погода скоро изменится.

Прямой график без резких колебаний давления  позволит быть уверенным в том, что погода ближайшие несколько часов не изменится.

К примеру, если на улице солнечная погода, а график давления показывает резкое падение, то это явный признак того, что будет дождь, либо густая облачность. А если же на улице пасмурно и дождливо, то резкий подъем давления говорит о том, что погода скоро станет солнечной.

Видио с объяснением как работает барометр в наручных часх

Также подъем давления в зависимости от направления ветра может сопровождаться похолоданием или потеплением.

  • Зимой высокое давление означает заморозки, а при низком давлении происходит потепление и возможны осадки
  • Летом, наоборот, при повышении давления погода становится жаркой и сухой, а при понижении – холодает, и наступают дожди.
  • Северный ветер чаще приносит прохладную погоду в местах, удаленных от океана.
  • В случае прибрежного расположения для каждого региона прогноз должен быть разным, так как прямо зависит от сезона.
  • В горах прогноз погоды делать сложнее, и погода может меняться очень быстро в пределах небольшого района.

Ухудшению погоды предшествует падение давления. Если давление в течение 6 — 12 ч и больше непрерывно падает, можно ожидать приближения циклона, т. е. ветреной погоды с осадками.

Быстрое падение давления (2—3 мбар и более за 3 ч) указывает на приближение центральной области циклона или очень глубокого циклона—следует ожидать шторма. Чем быстрее падает давление, тем скорее ухудшается погода.

Если показания барометра растут или остаются на месте, следует ожидать сохранения антициклональной погоды (то-есть ясное небо, без осадков).

Медленное, непрерывное и длительное (до нескольких суток) повышение давления означает, что устанавливается продолжительная антициклональная погода: летом—жаркая, зимой—морозная (в обоих случаях небо остается ясным).

Также наблюдение за изменением давления может быть полезно например на рыбалке. Это связано с тем что поведение рыбы сильно зависит от изменения погоды, и в некоторых случаях клев может усиливаться, а в других вообще пропадать

Сейчас существует множество моделей наручных часов с барометром, по которому можно определять погоду. Некоторые часы даже автоматически показывают прогноз погоды на ближайшее время. Статья с обзором основных производителей часов с барометрами тут. Также есть специальные часы для рыбалки, которые подскажут в какое время будет наилучший клев.

В современных наручных часах, а точнее в электронных наручных часах, встроено множество полезных функций, начиная от барометра и альтиметра и заканчивая датчиком GPS который отслеживает все ваши перемещения и строит трек. Если вы хотите приобрести такие часы, но не знаете на какие параметры стоит обратить внимание, то следующая статья может быть полезной — А о том как выбрать современные наручные часы.

Но даже если вы не хотите постоянно следить за давлением по барометру в наручных часах, то просто купить барометр и поставить его где-нибудь в доме будет полезно и познавательно.

Как читать барометр | megapaskal.ru

Показания барометра

Барометр – это устройство, которое считывает атмосферное давление. Барометр используется для прогнозирования погоды путем отслеживания изменений атмосферного давления в результате присутствия и движения более теплых и холодных погодных условий. Если вы используете аналоговый барометр у себя дома или цифровой барометр на своем сотовом телефоне или других электронных устройствах в США, западных странах, вы можете видеть барометрические показания в дюймах ртутного столба (inHg). Международная система единиц (единица СИ), используемая во всем мире, – это Паскали (Па, что примерно равно 3386,389 раза в мм. рт. ст.), а метеорологи используют единицу миллибар (мб или 33 864 раза в мм. рт. ст.).

Вот как вы читаете барометр и что означают эти показания с точки зрения изменения давления воздуха и того, какая погода движется к вам.

Атмосферное давление

Воздух, который окружает Землю, создает атмосферное давление. Когда вы поднимаетесь в горы или летите высоко в самолете, воздух становится более разруженным, а давление ниже. Давление воздуха на уровне моря при температуре 59 F (15 град. C) составляет одну атмосферу (атм), и это базовое показание для определения вашего относительного давления.

Давление воздуха также известно как барометрическое давление, и оно измеряется с помощью устройства, называемого барометром. Повышающийся уровень – тот, который указывает на увеличивающееся давление воздуха; падающий – указывает на снижение давления воздуха.

Как изменяется давление воздуха

Изменения давления воздуха также разницей температуры воздуха над поверхностью Земли. Температура воздуха зависит от того, насколько он выше: воздушная масса над континентами имеет температуру, отличную от температуры над океаном. Эти различия создают ветер и вызывают развитие систем давления. Ветер перемещает эти системы давления, и они, в свою очередь, меняются по мере прохождения через горы, океаны и другие области.

Французский ученый и философ Блез Паскаль (1623–1662) в 17 веке обнаружил, что давление воздуха уменьшается с высотой, и измерение изменений давления воздуха на уровне земли в любом месте может быть связано с ежедневными изменениями погоды. Часто синоптики опреднляют шторм или области низкого давления, движущейся к вашему региону. Когда воздух поднимается, он охлаждается и часто конденсируется в облака и осадки. В системах высокого давления воздух опускается к Земле и нагревается вверху, что приводит к сухой и ясной погоде.

Изменения атмосферного давления

В целом, барометр может сообщить вам, будет ли в вашем ближайшем будущем ясное или грозовое небо, или вообще не ощутите изменений.

Когда воздух сухой, прохладный и приятный, показания ртути или барометра повышаются.
Когда он поднимается, это часто означает ясную погоду.
Когда воздух теплый и влажный, показания барометра падают.
Когда давление воздуха падает, это обычно указывает на то, что приближается шторм или влажная погода.
Если барометр остается стабильным, погода сейчас не изменится.

Прогнозирование погоды с помощью барометра

Более конкретно, барометр с показаниями в дюймах ртутного столба (inHg) можно интерпретировать следующим образом:

Если показания превышают 30,20 дюйма ртутного столба (102268,9 Па или 1022,689 мб):

Повышение или постоянное давление означает продолжение хорошей погоды.
Медленно падающее давление означает хорошую погоду.
Быстро падающее давление означает облачность и теплые условия.

Если оно находится между 29,80 и 30,20 (100914,4–102268,9 Па или 1022,689–1009,144 мб):

Повышение или постоянное давление означает, что текущие условия будут продолжаться.
Медленно падающее давление означает небольшое изменение погоды.
Быстро падающее давление означает, что вероятен дождь или снег, если достаточно холодно.

Если значение давления ниже 29,80 (100914,4 Па или 1009,144 МБ):

Повышение или постоянное давление указывает на прояснение и прохладную погоду.
Медленно падающее давление указывает на дождь
Быстро падающее давление указывает на надвигающуюся бурю.

Изобары на картах погоды

Исследователи погоды – метеорологи – используют метрическую единицу измерения давления, в миллибарах, и определяют среднее давление для данной точки на уровне моря и 59 F (15 град. C) как одну атмосферу, или 1013,25 мбар.

Когда метеоролог указывает на линию на карте погоды и называет ее изобарой, она ссылается на линию, которая соединяет точки равного атмосферного давления. Например, на карте погоды будет показана линия, соединяющая все точки, где давление составляет 996 мбар (миллибар), и линия под ней, где давление составляет 1000 мбар. Точки выше изобары 1000 мбар имеют более низкое давление, а точки ниже изобары имеют более высокое давление. Это помогает метеорологу составить график предстоящих изменений погоды в регионе.

Прогноз погоды по атмосферному давлению

Нормальная (средняя) величина атмосферного давления, приведенная к уровню моря, составляет 1013 или 760 мбар.

Величина атмосферного давления

1.Если величина давления, приведенная к уровню моря, не более

1015 мбар летом м 1020 мбар зимой, причем эта величина не изменяется или медленно понижается, то это означает, что над данным районом находится область циклонального характера. Плохая погода сохранится в течение 6-12 ч.

2.Если величина давления, также приведенная к уровню моря, более 1015 мбар летом и 1020 мбар зимой, причем в течение суток мало изменяется, то это значит, что над районом находится область антициклонального характера. Хорошая погода сохранится в течение суток.

3.При величине давления, приведенной к уровню моря, от 1010 до 1020 мбар в данном районе может быть и циклональная область, и антициклональная.

 

 

Падение давления

1.Резкое отклонение стрелки барометра влево при постукивании по стеклу прибора означает ухудшение погоды.

2.Если давление в течение 6-12 ч и больше непрерывно падает, можно ожидать прохождения циклона, т. е. ветреной погоды с осадками.

3.Быстрое падение давления (2-3 мбар и более за 3 ч) оказывает на приближение центральной области циклона или очень глубокого циклона-следует ожидать шторма. Чем быстрее падает давление, тем скорее ухудшается погода.

4.Давление падает перед прохождением через место наблюдения теплого фронта и тем быстрее, чем скорее приближа­ется фронт. Если давление продолжает медленно падать после прохождения теплого фронта, то это значит, что циклон углубляется; если давление остается на одном и том же низком уровне (как правило, ниже 1015 мбар летом и 1020 мбар зимой), циклон не изменяется; если же давление повышается, то циклон заполняется. В последнем случае происходит улучшение погоды.

5.Если давление с утра начинает медленно уменьшаться, а температура и абсолютная влажность одновременно возрастают быстрее обычного, то можно ожидать осадков, а летом — ливня и грозы в ближайшие 8-12 ч.

6.Перед приближением холодного фронта давление сначала мало изменяется, затем внезапно начинает быстро падать (в течение 1-2 ч). В зоне фронта следует ожидать сильного ветра, шквала, ливневых осадков, грозы. После прохождения холодного фронта давление значительно повышается, а температура резко понижается.

 

 

Повышение давления

1.Если стрелка барометра-анероида, расположенная в правой части циферблата, при постукивании по стеклу прибора отклоняется вправо или остается на месте, следует ожидать сохранения антициклональной погоды.

2.Медленное, непрерывное и длительное (до нескольких суток) повышение давления-признак установления продолжительной антициклональной погоды: летом-жаркой, зимой-морозной.

3.Если давление в течение нескольких часов поднималось и затем остановилось, то через место наблюдения проходит отрог повышенного давления—улучшение погоды будет кратковременным.

 

 

Запись барографа

1.Если запись на барограмме имеет вид слабо волнистой, горизонтальной кривой, то установившаяся погода сохранится в течение 12 ч и более. Подобная запись барографа наблюдается при движении судна «по изобаре», прохождении центральной области обширного антициклона или отрога высокого давления или какой- либо промежуточной барической системы.

2.Если при падении давления кривая обращена выпуклостью вверх (давление падает ускоренно), можно ожидать сильного ветра, значительного ухудшения погоды.

3.Когда кривая при падении давления обращена выпуклостью вниз (давление падает замедленно), падение давления может прекратиться. В этом случае следует ожидать ослабления ветра и улучшения погоды.

4.Если при повышении давления кривая обращена выпуклостью вниз (давление повышается ускоренно), ветер может усилиться. Такая запись часто наблюдается при прохождении левой половины циклона, т. е. внефронтальной, чаще всего северной, его части.

5.Если при повышении давления кривая обращена выпуклостью вверх (давление повышается замедленно), можно ожидать продолжительную маловетреную, штилевую, ясную погоду в результате прохождения антициклона или отрога высокого давления.

6.Если запись на барограмме имеет волнообразную форму, в которой обнаруживаются две ложбины с промежутком около Двух суток, это означает, что через данный район проходит серия циклонов, и весьма вероятно, что через такой же промежуток времени давление снова упадет в связи с очередным прохождением циклона и временным ухудшением погоды.

7.Запись равномерного падения давления происходит при приближении теплого фронта или фронта окклюзии того же типа.

8.Равномерное падение давления и затем ровный ход или увеличение давления наблюдается на ленте барографа при про­хождении теплого фронта или фронта окклюзии того же типа.

9.За 1-3 ч прохождения холодного фронта барограф указывает на падение давления. После прохождения холодного фронта кривая резко изгибается, и барограф вычерчивает линию повышения давления.

 

 

Суточный ход атмосферного давления

В суточном ходе атмосферного давления наблюдается два максимума-около 10 и 22 ч и два минимума-около 4 и 16 ч. Эти изменения давления особенно четко выражены в тропических широтах. Близ экватора амплитуда суточных колебаний давления составляет 3-4 мбар.
С увеличением широты амплитуда суточных колебаний уменьшается и уже на широте 60° составляет около 0,3 мбар, В средних и полярных широтах суточные колебания искажаются непериодическими, значительно более крупными изменениями давления вследствие частого прохождения в этих широтах циклонов и атмосферных фронтов.

1.Если на кривой барографа заметен более или менее правильный суточный ход атмосферного давления, следует ожидать продолжительной хорошей погоды.

2.В тропических широтах малейшее нарушение правильности суточного хода атмосферного давления является одним из самых надежных признаков приближения тропического циклона. Это нарушение можно наблюдать за 24-48 ч. Быстрое падение давления за 12-18 ч предупреждает о наступлении передней части тропического циклона с областью ураганного ветра.

Как пользоваться барометром: устройство и принцип работы барометра

Каждый человек следит за прогнозами погоды. Многие слушают не только прогнозы синоптиков об осадках и изменениях температур, но также интересуются атмосферным давлением. Для измерения последней величины используются барометры. На современных метеостанциях используются жидкостные приборы: они считаются наиболее точными. В быту используются анероиды — механические устройства.

В жидкостные устройства помещена ртуть, уровень которой повышается или понижается при изменениях давления. Сбоку есть шкала, по которой можно судить о характере изменений (выше или ниже). Принцип работы примитивного прибора очень простой. В анероидном барометре жидкости нет: коробка с металлическими стенками сжимается и расширяется. Присоединенная к коробке пружина вращает стрелку, а по круговой шкале на лицевой поверхности устройства можно следить за изменениями давления. Для точности измерений в приборе может использоваться до 10 анероидных коробок, соединенных в одну цепь.

История изобретения

Уже в начале 17 века была замечена связь между изменениями атмосферного давления и дальнейшей погодой. Первый барометр появился в 1643 году, а изобрел его известный физик и математик Торричелли.

Конструкция первого устройства была предельно простой. В тарелку наливалась ртуть, а вертикально установленная отверстием вниз колба «собирала» жидкий металл при повышении давления. Такой прибор было крайне неудобно эксплуатировать, но позже технология заполнения колбы ртутью стали использовать в термометрах. Поэтому итальянского ученого можно по праву считать также изобретателем термометра.

Как пользоваться барометром?

Чтобы узнать, как пользоваться барометром, вы можете изучить инструкцию. Но если она на английском языке или недостаточно понятная, то нужно поступить так. На круговой шкале имеется несколько зон:

  • сухо;
  • ясно;
  • переменно;
  • дождь;
  • шторм.

Стрелка, соединенная с пружиной и анероидной коробкой, двигается в зависимости от изменения давления. При снижении давления можно говорить об ухудшении погоды. Если стрелка движется в противоположную сторону, то давление растет и погода улучшается.

Чтобы было удобнее следить за изменениями, на шкале есть подвижная стрелка, которую можно устанавливать в любое положение. Установив обе стрелки рядом, через время можно заметить даже самые незначительные колебания атмосферного давления в ту или иную сторону.

Электронные барометры

Существует отдельная категория приборов — цифровые. Подобная электроника проста в эксплуатации, а также менее хрупкая, чем механический или жидкостный барометр. Электронные устройства не являются отдельным прибором, а помещены в систему портативной метеорологической станции.

Иногда барометры встречаются даже в наручных часах. Такие часы — незаменимы для рыбака или человека, связанного с морской деятельностью (моряки, спасатели, МЧСники). Часы покажут, когда готовиться к ухудшению или улучшению погодных условий.

Покупка барометра в подарок

Купить качественные барометры удобнее всего в нашем интернет-магазине, где представлено более двух сотен моделей. Оригинальный прибор не просто покажет изменения давления, но и измерит температуру воздуха, а также его влажность.

Барометр — оригинальный подарок для каждого человека. Совершенно не обязательно быть связанным с морскими путешествиями или увлекаться рыбалкой. Настенный прибор украсит рабочий кабинет или станет стильным аксессуаром на стене в квартире. Вне зависимости от дизайна комнаты, портативный прибор станет полезным устройством, подсказывающим о погодных изменениях.

Современные приборы редко имеют только одну функцию — измерение давления. В большинстве случаев устройство имеет циферблат часов и другие функции.

Отныне не нужно думать, что подарить другу на новоселье или шефу на день рождения. Оригинальное устройство из металла или дерева от Fischer станет достойным подарком к любому событию.

В коллекции производителя сотни моделей, предназначенных для использования на кораблях, вне помещений или для дома. В производстве используются качественные металлы и дорогие породы дерева, поэтому срок службы прибора будет длительным, а показания — самыми точными.

Барометры и метеостанции. Атмосферное давление. Прогноз погоды.  |  Официальный сайт RST

Устройство барометра — анероида:

A — анероидная капсула

B — стрелка барометра

С — шкала барометра

Карта атмосферного давления

Устройство барометра — анероида RST

<  1   2 3   4   5 >

Барометр

 

Прибор для измерения атмосферного давления. еПо принципу действия различают:

1. Жидкостный барометр, основанный на законах гидростатики; атмосферное давление измеряется в нем высотой столба жидкости, уравновешивающего давление. Ртутный, чашечный, сифонно-чашечный барометры.

2. Анероид, построенный на использовании упругих деформаций тел при колебаниях давления.

3. Гипсотермометр, построенный на использовании зависимости точки кипения воды от внешнего атмосферного давления.

4. Газовый барометр, измеряющий атмосферное давление по величине объема постоянного количества газа, изолированного от внешнего воздуха подвижным столбиком жидкости.  *

 

Анероид (барометр анероид)

 

Прибор для измерения атмосферного давления по величине деформации упругой металлической коробки (коробка Виды), из которой выкачен (удален) воздух. Эта деформация пропорциональна деформирующему усилию, т. е. изменению приложенного к коробке давления. Деформация коробки через систему рычагов передается на стрелку, перемещающуюся по шкале. Шкала градуируется по ртутному барометру. В отсчеты, кроме шкаловой поправки, вводятся еще поправки на температуру и на остаточную деформацию приемника.

 

Синонимы: металлический барометр, барометр-анероид.  *

 

Барометры — анероиды RST

 

Классические барометры RST выпускаются в деревянных, металлических и пластиковых корпусах. Дизайн барометров RST поддерживает два направления: классический дизайн «ПОГОДНИК»  и современный «hi-tech». При этом во многих моделях в прибор встроен термометр и гигрометр, что превращает их в домашние метеостанции для определения комфорта Вашего помещения.

 

Барометры «ПОГОДНИК» выполнены в деревянных корпусах различных пород дерева (орех, махагони). Дизайн циферблатов барометров выполнен в старинном стиле традиционным для Российского метео общества. Сохранены исторические элементы, взятые с оригинальных старинных барометров.

 

Дизайн современных барометров — анероидов разработан группой CONCEPT DESIGN.

 

 

 

Цифровой (электронный) барометр

 

В основу цифрового (электронного) барометра положен принцип барометра — анероида, когда очень чувствительный микро-анероид переводит показания в электронные значения. Цифровые барометры встроены во все домашние метеостанции RST и служат для определения текущего атмосферного давления, прогноза погоды на ближайшие сутки и составления графиков изменения атмосферного давления в течении заданных промежутков времени, благодаря которым можно четко понять тенденцию изменения погодных условий. Это необходимо во многих видах жизненной деятельности человека. Если вы — яхтсмен, рыбак, охотник, путешественник или просто метеозависимый человек —  электронные барометры или механические барометры RST Вам необходимы.

 

Цифровые барометры (метеостанции) RST оснащены рядом других полезных пользователю функций. Как правило это — автоматическая коррекция даты и точного времени по радиосигналам, измерение  температур в помещении и на улице, определение влажности воздуха, сигнализация гололеда, лунный календарь с указанием приливов и отливов.

 

 

 

Цифровая метеостанция

 

Это портативный прибор, который определяет метеорологические условия и прогноз погоды по встроенным и выносным датчикам. Устройство оборудовано большим электронным дисплеем; на экране отображается температура в месте установки погодной станции и за окном с внешнего радио датчика, атмосферное давление, прогноз погоды на ближайшие сутки.

 

Кроме того, метеостанция показывает уровень влажности воздуха, в некоторых случаях – состояние дорог и прогноз магнитных бурь. Современные метеостанции – это цифровые беспроводные приборы, которые также определяют степень радиационного загрязнения на местности, а также фазы луны, уровень солнечной активности.

 

В основе определения прогноза погоды метеостанций RST лежит определение тенденции изменения атмосферного давления в течении времени с учетом атмосферных характеристик воздуха — температуры и относительной влажности.

 

Компания RST производит также метеостанции с дополнительными выносными датчиками, определяющими скорость ветра, уровень осадков и UV — ультрафиолетовую активность.

 

Прогноз  погоды

 

Цифровые метеостанции RST отображают анимированный  прогноз погоды в виде символов погоды (ясно, облачно, дождь, снег, ветер и т.п.).

 

Погодная станция способна регистрировать малейшие изменения атмосферного давления. Основываясь на полученных данных, с внутренних и внешних сенсоров станция предсказывает погоду на предстоящие 12 — 36 часов. При уменьшении атмосферного давления более чем на 3 hPa в течение 3 часов, изображение ветра будет отображено на дисплее.

 

При внезапном или существенном изменении атмосферного давления погодные символы будут изменяться соответственно. При внешней температуре менее +1 оС осадки отображаются в виде снега.

 

В случае, если текущая погода облачная или, а на дисплее, например, указан дождь, это не означает, что завтра обязательно должен быть дождь, а указывает на то, что он вероятен и следует ожидать ухудшение погоды. Алгоритм прибора запрограммирован на то чтобы показывать ухудшение погоды при падении атмосферного давления и улучшение её при повышении.

 

Прогноз погоды может быть понятен  также из аналитических графиков изменения атмосферного давления, которые наглядно отображают тенденцию его изменения во времени.

 

 

 

 

Барометр в часах Casio — принцип работы и советы по использованию

G-STORE.RU — официальный магазин часов Casio в России

Сегодня детально рассмотрим работу барометра в часах Casio. Возможно, кому-то информация покажется слишком избыточной и сложной для понимания, но мы постарались максимально доступно объяснить: как же все-таки измерить атмосферное давление, от чего зависят результаты измерений и что нужно делать для получения корректных значений. Не забывайте, инструмент имеет относительную точность, а значит небольшие отклонения от реальных значений давления вполне допустимы. Впрочем, дополняйте свой опыт в комментариях.

ProTrek PRG-250 и 1012 hPa

Основы работы барометра — часы получают информацию об атмосферном давлении с помощью встроенного датчика. В часах Casio используется пьезорезистивный метод определения атмосферного давления, который основан на интерпретации информации об изменениях кремния [химический элемент, такой себе материал в земной коре]. Кремний имеет высокую чувствительность благодаря изменению удельного объемного сопротивления полупроводника при деформировании давлением [поправьте, если не так]. Грубо говоря, характеристики кремния сильно зависят от атмосферного давления и эта закономерность оцифровывается в понятном виде в ваших часах.

GW-9400 — ударопрочность с барометром

По показателям атмосферного давления оценивается общее состояние и изменения атмосферы. Наблюдая за этими изменениями можно с высокой точностью предсказать перепады в погоде на ближайшее время. Часы автоматически измеряют атмосферное давление каждые 2 часа. Если давление повышается — стоит ожидать ясную погоду, снижается — пасмурную. При подъеме на возвышенности, атмосферное давление падает [с набором высоты уменьшается плотность воздуха].

PRW-3100 — все протреки имеют тройной датчик [который включает и барометр]

Предостережения

  • Чтобы адекватно оценить изменения в атмосферном давлении, важно находиться на одной и той же высоте на протяжении измерений [вы поняли, разная высота — разное давление].
  • Если находиться на разной высоте в процессе измерений, то это приведет к неверному построению графика давления и отображению данных в часах, что сделает невозможным предсказание погоды.
  • Встроенный датчик давления не предназначен для использования в качестве точного прибора для измерения или официальных прогнозов погоды.  
  • Резкая смена температуры окружающей среды может повлиять на показания датчика, что приводит к погрешности измерений.

PRG-600 — офисный стиль, но с барометром ))

Единицы измерения

  • В зависимости от выбранного часового пояса, часы автоматические определяют единицы измерения [примечание: в новых моделях].
  • В качестве единицы измерения атмосферного давления можно указать гектопаскали [hPa] или дюймы ртутного столба [inHg].
  • Диапазон значений для барометра —  260–1100 гПа [7,65–32,45 дюймов ртутного столба].
  • Шаг измерения атмосферного давления составляет 1 гПа [или 0,05 дюйм рт.столба].
  • Если текущие показатели высоты выходят за рамки вышеописанных значений, на дисплее часов высвечивается пиктограмма “—”. Данные автоматически обновляются когда показатели войдут в допустимый диапазон измерений.

GWG-1000 — еще одни мощные “шоки” с барометром

О работе датчика [в современных моделях]

  • Переведя часы в режим барометра уже через секунду можно увидеть результат измерения на экране.
  • Интервал снятия показаний — каждые 5 секунд в течение 3 минут, затем каждые 2 минуты.
  • Если в течение часа не выполнять никаких операций, часы автоматически перейдут в режим текущего времени через час.
  • Указатель перепада давления отображает разницу между текущим значением атмосферного давления и значением, полученном при предыдущем измерении.
  • Указатель перепада атмосферного давления отображает значения в диапазоне ±10 гПа [0,3 дюймов рт. ст.] с шагом в 1 гПа [0,03 дюймов рт. ст.].
  • Если происходит резкое изменение атмосферного давления, срабатывает звуковой сигнал и на экране начнет мигать индикатор изменения давления. Таким образом можно отслеживать изменения в атмосферном давлении и корректировать свои планы на текущий день.

Для максимально точного отображения текущего атмосферного давления датчик желательно откалибровать.

Калибровка представляет собой процесс коррекции показателей датчика с условно идеальными данными другого прибора/источника.

Принцип довольно прост: берем другой прибор [в точности которого вы уверены], считываем с него данные, и вводим эти данные в режиме калибровки в наших часах [ручной способ]. Данный процесс должен происходить в одном физическом месте, в одно время и в одинаковых условиях. После этого выходим из режима калибровки и видим начальное значение давления, заданного нами ранее.

Для всех часов Casio процесс схожий, но если возникли какие-то вопросы или проблемы, загляните в инструкцию к своей модели [или напишите нам, мы обязательно поможем].

Теперь о частоте калибровки. Производитель калибрует все датчики после сборки часов, поэтому сразу после покупки никакая калибровка не требуется. Со временем погрешность измерения может увеличиваться, что влечет за собой неверные показатели. Если вы считаете, что данные датчика неверны или сомневаетесь в их корректности, то процесс калибровки не помешает.

GWN-Q1000 — морская серия, где барометр поможет предсказать изменения в погоде

Последовательность действий по измерению атмосферного давления. Итак, датчик мы откалибровали, теперь можно приступать к измерениям. Напоминаем, процесс описан для свежей серии ProTrek PRG-600 [модуль 5497]. Для других моделей Casio последовательность действий может быть иной, но принцип остается аналогичным.

Примечание: в новых моделях часов производитель заявляет о более высокой скорости измерения и улучшенной точности [будущее обновление датчика наверняка будет еще точнее]. Это не говорит о том, что старые датчики — плохие. Просто в новых моделях есть такого рода улучшения.

  • С помощью кнопки B входим в режим барометра. На экране отобразится индикатор BARO, означающий, что началось измерение давления.
  • Чтобы перезапустить процесс измерения, нужно нажать кнопку A.
  • На графике атмосферного давления отображается последовательные измерения давления в течение 2 часов.
  • С помощью графика можно составить прогноз погоды. Как было уже сказано выше, рост давления соответствует улучшению погоды, а падение давления — ее ухудшению.
  • При резких скачках давления, график может прерваться. После стабилизации давления, график вновь перейдет в штатный режим.
  • Если сегмент [или несколько сегментов] графика пустой, то либо давление выходит за рамки допустимого диапазона [260 гПа – 1 100 гПа или 7,65 –32,45 дюйма рт. столба], либо датчик неисправен и требует похода в сервисный центр.

Чтобы включить отображение перепада давления, нужно в режиме барометра нажать кнопку D. Ниже приведен пример указателя перепада около  –5 гПа (–0,15 дюймов рт. ст.).

  • В часах имеется индикатор изменения давления, который при желании можно выключить. Сам индикатор имеет 4 разных положения: резкое понижение атмосферного давления, резкое повышение атмосферного давления, повышение атмосферного давления с прогнозом к понижению и понижение атмосферного давления с прогнозом к повышению.
  • Когда индикатор включен, часы измеряют атмосферное давление каждые 2 минуты [в независимости от режима, в котором они находятся].

GWN-1000 — еще одни “моряки”, где важность барометра не преувеличена

Вывод

Барометр в часах Касио может стать полезным инструментом, потому как способен с хорошей точностью предсказывать погоду на ближайшее время. Если датчик показывает неверные данные, или вы сомневаетесь в правильности его работы, сравните получаемые значения с профессиональными приборами. Если отличия незначительные — можно быть спокойным. Если сильно отличаются — сделайте калибровку.

P.S. Вам есть что добавить? Пишите в комментариях, улучшим статью вместе.

Барометр в телефоне и смарт-часах для «чайников». Как он работает и для чего нужен?

Оценка этой статьи по мнению читателей:

В этой статье:
— Вступление
— Что такое атмосферное давление
— Зачем измерять давление?
— В чем измеряется атмосферное давление?
— Как работает барометр в телефоне?
— Подробности для самых отчаянных

Если вы не особо увлекаетесь физикой, эта статья должна вас немного поразвлечь, так как обычно человек даже не задумывается о таких на первый взгляд «очевидных» вещах.

Я попытаюсь на пальцах объяснить, как работает датчик давления (он же — барометр), используемый в современных смартфонах и смарт-часах. Но прежде, чем говорить об этом, нам нужно понять, для чего вообще он нужен и что конкретно измеряет.

Да, каждый взрослый человек слышал словосочетание атмосферное давление. И все знают, что это давление может повышаться или понижаться. Многие даже знают, что когда давление падает, стоит ждать ухудшения погоды. А если падает очень быстро — скорее всего, будет очень сильный ветер. Всё это — банальные вещи, хотя и они требуют объяснений.

Но что, если я скажу вам, что именно благодаря атмосферному давлению вы можете попивать апельсиновый фреш через трубочку? Как иначе сок может преодолеть силу тяжести и направиться вверх? Ведь не существует никакой «силы всасывания» или «силы вакуума». Если бы вы смогли попробовать попить сок через трубочку в космосе, где нет атмосферного давления, вам бы не удалось этого сделать.

Или подумайте, почему, когда вы втягиваете ртом воздух из пластиковой бутылки, она сжимается? Кто или что сжимает бутылку? Однозначно, это не воздух, который вы втягиваете.

В общем, давайте разбираться с мобильным барометром и давлением, которое он измеряет. Я хочу, чтобы вы хорошо понимали суть атмосферного давления, прежде чем говорить о датчике, который его измеряет. Поэтому в первой части статьи уделим внимание именно сути такого явления, как атмосферное давление.

Если вы хорошо в этом разбираетесь, тогда сразу переходите к той части, где мы будем непосредственно обсуждать мобильный барометр.

Что такое атмосферное давление?

Рыбы живут под водой. Они могут легко передвигаться не только вперед-назад, но и вверх-вниз. Однако мало кто задумывается над тем, что мы также «погружены» в что-то наподобие жидкости — атмосферу. И благодаря этой «жидкости» также можем не только передвигаться по горизонтали, но и подниматься вверх на самолетах и вертолетах, отталкиваясь от воздуха.

Но что такое атмосфера и почему мы погружены в нее?

Атмосфера — это воздух, а воздух — это смесь различных газов, то есть, «плавающих» в пространстве молекул различных веществ. И я говорю не только о банальном кислороде или углекислом газе. В воздухе также летают молекулы обычной воды (H2O) и других веществ.

Когда вода испаряется, с ее молекулами (H2O) ничего не происходит. Вопреки распространенному заблуждению, они не «рассыпаются» на атомы кислорода (О) и водорода (H2), а ровно в том же виде, в котором были водой, начинают парить в воздухе. Когда количество таких молекул (H2O) в воздухе становится большим, мы говорим, что повысилась влажность воздуха, то есть, в воздухе буквально стало очень много обычной воды.

Вода, азот, кислород, водород, метан — всем этим забито всё пространство вокруг нас. И каждая из этих молекул имеет свой вес. А когда что-то имеет вес, оно тут же падает на землю, то есть, притягивается к центру земли.

Мы находимся на самом дне этого «воздушного океана», глубиной примерно в 100 км. То есть, над нами нависает гигантский слой воздуха толщиной ~100 км и весом в несколько миллионов миллиардов тонн:

Но если над нами так много воздуха и он имеет вес, почему мы не ощущаем никакой тяжести?

Прежде всего, воздух очень тяжелый. Если взять обычный маленький столик (метр на метр), то воздух будет давить на него с такой же силой, как если бы мы разместили на этом столе 10 легковых автомобилей:

И на каждый квадратный сантиметр любой поверхности, будь-то листочек на дереве или макушка головы, воздух давит с такой же силой, как килограммовая гиря. Получается, на каждый квадратный метр любой поверхности давит груз в 10 тонн!

Но как так получается, что мы не можем удержать на вытянутой руке 20-килограммовую гирю и в то же время можем легко держать раскрытую ладонь, на которую давит примерно 70 килограмм воздуха?

Весь секрет в том, что воздух не давит на все предметы только сверху вниз. Давление здесь работает так же, как и под водой, то есть, давит со всех сторон сразу. Нам не нужно пытаться удержать руку под весом атмосферы, ведь на нее давит 70 килограмм воздуха не только сверху, но и снизу:

Более того, ровно такое же давление испытывает наше тело не только снаружи, но и изнутри (воздух в легких, в желудке, в ушах за барабанными перепонками, давление крови). Поэтому суммарное давление на тело равняется нулю и мы его не ощущаем.

Когда мы вставляем трубочку в стакан с жидкостью, она не поднимается вверх, но как только мы начинаем вытягивать (высасывать) из трубочки воздух, его становится меньше и давление воздуха внутри трубки падает. В этот момент, атмосферное давление прижимает жидкость в стакане и она поднимается вверх по трубочке:

То есть, жидкость поднимается не потому, что мы ее как-то «притягиваем». Мы просто выкачиваем немножко воздуха из трубочки и атмосфера своим весом тут же поднимает жидкость. В космосе этот трюк не сработает, так как ничто не будет давить на сок в стакане.

То же касается и бутылки. Когда мы вытягиваем из нее воздух, давление внутри уменьшается и вот теперь бутылка начинает «ощущать» на себе всю тяжесть атмосферы. Ведь до этого давление воздуха снаружи бутылки полностью компенсировалось таким же давлением изнутри бутылки.

И чем больше воздуха мы выкачаем откуда-то, тем сильнее атмосфера раздавит этот предмет.

Или возьмите обычную присоску. Как она работает? Неужели весь секрет в ее «липкой» поверхности? Конечно же, нет. Весь секрет в том, что прижимая присоску к гладкой поверхности, вы выталкиваете из-под присоски воздух, создавая там пониженное атмосферное давление. И теперь атмосфера с огромной силой (10 тонн на квадратный метр) давит на присоску с внешней стороны и удерживает ее. Чем больше размер присоски, тем большая площадь, на которую будет давить атмосфера и тем сильнее она будет прижимать ее.

В общем, главное понимать одну простую вещь — мы находимся на «дне» атмосферы, то есть, на «дне океана» из различных молекул. И давление атмосферы постоянно изменяется.

Например, когда солнце нагревает землю, молекулы воздуха начинают ускоряться и расширяться, такие «горячие» молекулы поднимаются вверх, в результате чего давление внизу падает. Но как только давление в каком-то месте упало, сюда сразу же устремляются молекулы из близлежащих участков с высоким давлением:

Такое резкое движение мы ощущаем как ветер. Если разница в давлении слишком высокая, то и «напор» молекул будет очень сильным. Настолько сильным, что может вырывать деревья или разрушать дома.

Зачем на телефонах и часах нужен барометр, измеряющий давление?

Итак, мы живем на «дне океана» под названием атмосфера и неплохо было бы знать текущее давление. Как минимум, это позволило бы нам лучше предугадывать погоду на ближайший вечер.

Как я уже сказал, если давление воздуха вокруг вас падает, можете быть уверены в том, что рано или поздно оно начнет выравниваться. То есть, молекулы воздуха из области высокого давления устремятся к тому месту, где вы находитесь. Этот процесс будет сопровождаться ветром и плохой погодой.

Мы часто слышим от синоптиков такие слова как циклон или антициклон. Это и есть области низкого давления (циклон) и высокого давления (антициклон). То есть, вся погода крутится вокруг атмосферного давления.

К примеру, в день подготовки этой статьи барометр на моем смартфоне показал такую картину:

Уже в ближе к 18:00 я понимал, что ночью будет очень плохая погода. Так и произошло. К девяти часам вечера погода очень испортилась, начались сильные порывы ветра, метель.

Ровно то же мне могли показать и смарт-часы:

Для тех, кто увлекается рыбалкой, барометр в часах или смартфоне также является незаменимым инструментом. Ведь рыбы чувствуют изменение давления и по-разному себя ведут в зависимости от этого давления.

Но изменение погоды — далеко не главная функция барометра. В основном, барометр на фитнес-трекерах и многих спортивных часах используется для определения высоты. То есть, так называемый альтиметр (высотомер) — это и есть барометр, который сразу переводит давление в высоту.

На самом деле, концепция здесь очень простая. Взять, к примеру, бутылку с водой. Мы можем легко поделить эту воду на секции:

Картинка WikiHow

Интуитивно понятно, что давление воды на стенки бутылки будет разным в зависимости от секции. Мы даже можем убедиться в этом экспериментально, проколов маленькие отверстия в каждой секции:

Там, где давление воды выше, вода будет выталкиваться под более сильным напором и наоборот. Получается, мы можем измерять глубину, просто измеряя, с какой силой вода давит на наш измеритель.

Ровно то же происходит и с атмосферой. Чем «глубже» мы находимся, тем сильнее давление молекул воздуха. Соответственно, чем выше мы поднимаемся, тем ниже это давление:

Если бы у нас был какой-то прибор, ощущающий давление воздуха, мы могли бы легко переводить его показания в метры. Ведь мы хорошо знаем, какое нормальное давление на уровне моря. Получается, если это давление падает, значит мы либо поднимаемся, либо портится погода.

И это очень важно понимать, так как многие пользователи жалуются на показания высотомеров в своих фитнес-трекерах или спортивных часах. Вы можете находиться весь день в одном месте, а часы будут постоянно показывать вам перепады высоты. На самом же деле, это просто меняется давление воздуха .

Кроме того, многим устройствам нужна калибровка альтиметра (высотомера), чтобы устройство изначально понимало, какое атмосферное давление принимать за условные 0 метров высоты. Ведь вам зачастую не нужно знать свою высоту над уровнем моря, вы хотите знать ее над уровнем земли, на которой стоите.

Для такой калибровки обычно используются показания GPS-трекера (в смартфоне или часах). Когда устройство по спутникам определяет свои координаты, оно сразу же получает высоту этого места над уровнем моря (скажем, 150 метров) и принимает ее за условный ноль. Теперь, при подъеме на 9-й этаж, устройство покажет не 179 метров высоты над уровнем моря, а 29 метров от земли.

И прежде, чем мы уже наконец-то поймем, как работает барометр, осталось ответить на последний вопрос.

В чем же измеряется атмосферное давление?

К сожалению, для отображения давления используется множество разных единиц измерения. Одни часы могут отображать давление в миллиметрах ртутного столба, другие — в гектопаскалях. Полный же список всех единиц выглядит так:

  • Паскали
  • Бары
  • Атмосферы
  • Миллиметры ртутного столба
  • Метры водного столба
  • Фунт-сила на квадратный дюйм (psi)

Зачастую, на часах, смарт-часах и фитнес-браслетах указывается влагозащита именно в атмосферах (atm) или барах (bar). Все современные фитнес-трекеры, начиная от Apple Watch и заканчивая Mi Band, имеют влагозащиту в 5 atm (атмосфер) или 5 bar. Эти единицы взаимозаменяемые, так как 1 atm = 1 bar.

Представить себе давление в атмосферах очень легко, так как 1 атмосфера — это и есть то давление, которое оказывает вся наша атмосфера на поверхность земли. Если бы мы взвесили столб воздуха высотой в 100 км (вся атмосфера, содержащая молекулы) и диаметром в ~1 см, он бы весил 1 кг.

Конечно же, когда речь идет о часах, производитель подразумевает не воздух, а воду. Эта маркировка в атмосферах указывает, на какую глубину можно безопасно погружать устройство. Однако вода почти в 775 раз тяжелее воздуха и соответственно давление под водой увеличивается гораздо быстрее.

Если мы хотим поднять давление воздуха с одной атмосферы до двух, нам нужно разместить над головой столб воздуха в 2 раза превышающий высоту атмосферы, то есть, нужны буквально две атмосферы.

Но чтобы ровно настолько же увеличить давление под водой, нам достаточно погрузится на 10 метров. Поэтому, давление в атмосферах под водой можно считать очень просто: 1 атм = 10 метр глубины. Если часы выдерживают давление в 5 атм, это значит, что они выдерживают давление, создаваемое водой на глубине 50 метров.

Одна атмосфера — это также 760 миллиметров ртутного столба или около 10 метров водяного столба. Это значит, что если бы мы попытались выпить ртуть со стакана через трубочку, то нам бы удалось это сделать только, если длина этой трубочки будет менее 76 сантиметров. Одна атмосфера просто не сможет поднять ртуть выше этого значения.

То же касается и воды. Если бы мы налили в очень длинную (например, 15 метровую) пробирку воду, а затем перевернули ее и поставили в ведро с водой, то вода в пробирке опустилась бы под своим весом до отметки в 10 метров, так как дальше давление атмосферы сравнилось бы с силой тяжести:

Почему такая разница между ртутью и водой? Просто ртуть в 13 раз тяжелее воды, именно поэтому давление в 1 атмосферу (давление воздуха над уровнем моря) поднимает воду в пробирке гораздо выше (10 метров против 76 см).

Таким образом, если ваши часы или смартфон показывают давление, например, 730 мм рт. ст., это значит, что атмосферное давление понизилось, так как нормой считается именно 760 мм. Когда давление понизилось, оно уже не сможет поднять так высоко ртуть, соответственно, уровень ртути в трубочке (или пробирке) опустится с 76 см до 73 см.

К слову, именно таким образом и измеряли давление очень долгое время — смотрели, как сильно опускается и поднимается ртуть в стеклянной трубке. Но в современных гаджетах, конечно же, нет никакой ртути. И здесь мы плавно переходим к главному вопросу.

Как работает барометр в смартфонах и часах?

В мобильных устройствах используются MEMS-барометры. MEMS — это аббревиатура, которую можно расшифровать как микроэлектромеханические системы (МЭМС). Собственно, это микроскопические механизмы с электроникой внутри.

Теоретически измерить давление очень легко. Для этого можно сделать небольшую коробочку с гибкой мембраной:

Что будет внутри коробочки — решать вам. Можно полностью откачать все молекулы воздуха, чтобы там образовался вакуум. Тогда мембрана будет изгибаться внутрь под давлением атмосферы. Чем выше давление, тем сильнее будет изогнута мембрана и наоброт:

Можно внутри коробочки сделать давление, равное одной атмосфере, то есть, идеальному давлению на уровне моря — 760 мм рт. ст.

В таком случае наша мембрана будет прогибаться то внутрь, когда атмосферное давление будет выше нормы (выше давления внутри коробочки), то наружу, когда атмосферное давление упадет и станет ниже того, что внутри коробочки:

Это примерно как наши уши. Когда мы взлетаем на самолете или поднимаемся на скоростном лифте, давление атмосферы резко падает (мы «выплываем со дна» атмосферы на «поверхность», где давление гораздо ниже). Но давление воздуха внутри уха (за барабанной перепонкой) осталось прежним, каким было еще на земле.

В результате барабанная перепонка продавливается наружу и мы чувствуем, будто уши заложило. Если глотнуть слюну, в глотке автоматически откроются небольшие отверстия, ведущие прямо к ушам и воздух (избыточное давление в ушах) по трубкам выйдет прямо в носоглотку.

Только в случае с барометром нам ни в коем случае нельзя запускать воздух в коробочку, ведь смысл именно в том, чтобы мембрана изгибалась.

Вот как выглядит реальный мобильный барометр:

Обратите внимание на его размеры (2*2*0.75 мм). И это даже не коробочка с воздухом внутри. Это общая «упаковка», под которой скрывается сама коробочка с мембраной и микросхема. То есть, сам чувствительный элемент здесь еще раз в 6-7 меньше. Вот еще одно фото барометра рядом с линейкой для оценки масштаба:

Два MEMS-барометра рядом с линейкой

Ну хорошо, с этим всё ясно. Мембрана движется в ответ на изменение давления, это чисто механический процесс, понятный даже ребенку. Но как смартфон отслеживает это изменение? Какой датчик и каким образом может уловить столь ничтожные колебания кремниевой мембраны? А они действительно настолько незначительные, что увидеть их невооруженным глазом невозможно.

Для отслеживания изгиба мембраны используется мост Уитстона.

Я, правда, не хочу выходить за рамки популярной статьи и углубляться в подробности, которые будут неинтересны широкому кругу читателей. Но, с другой стороны, объяснение принципа работы барометра останется неполным, так как совершенно неясно, как же смартфон фиксирует изгибы мембраны.

Поэтому давайте поступим так. Если тема кажется вам уже раскрытой, не стоит портить впечатление от статьи, погружаясь в детали. Можете просто поставить оценку статье и подписаться на наш Telegram-канал, чтобы не пропускать другие интересные материалы.

Но если вы все еще здесь, тогда продолжим!

Что такое мост Уитстона и как он работает?

Изгиб мембраны регистрируется смартфоном очень просто — чем сильнее она деформируется, тем выше будет электрическое напряжение на ее контактах. То есть, если давление повышается, мембрана изгибается сильнее и электрическое напряжение растет, если понижается — электрическое напряжение падает.

Измерив, сколько вольт «выдает мембрана», мы узнаем, какое там напряжение и, соответственно, как сильно давление воздуха деформировало мембрану.

Остается лишь одна задача — превратить механическую деформацию мембраны в электрический ток. Для этого используют тензорезисторы. Еще их называют пьезорезисторами из-за так называемого пьезорезистивного эффекта, который очень многие путают с пьезоэлектрическим эффектом.

Теперь давайте выдохнем и забудем обо всех этих терминах!

Когда ток идет по проводу, мы можем сделать так, чтобы его стало меньше, то есть, мы можем сделать так, чтобы в какой-то точке электроны «замедлялись»:

Для этого мы используем простую детальку под названием резистор. В физическом плане это может быть просто очень тонкий проводок (тоньше того, по которому ток шел до резистора), спрятанный в «коробочку» или какой-то материал, хуже проводящий ток. Главное то, что после резистора падает напряжение и сила тока (количество электронов, проходящих за секунду).

Это как шланг с водой. Воде гораздо проще течь по широкой трубе, чем по очень узкой. Возвращаясь к нашим трубочкам, попробуйте попить сок из широкой и узкой трубочек. В первом случае вам придется прикладывать гораздо меньше усилий, так как сок будет течь свободнее.

А теперь представьте, что у нас есть резистор, который может физически растягиваться. И когда он растягивается, провода, по которым течет ток, становятся более узкими и длинными. Соответственно, такой резистор будет еще сильнее препятствовать протеканию тока. Но когда резистор будет сжиматься, провода станут более широкими и короткими, то есть, сопротивление такого резистора упадет:

Это и есть тензорезистор! То есть, резистор, сопротивление которого изменяется при физической деформации. Конечно, в современных MEMS-барометрах нет никаких растягивающихся проводков, но принцип ровно тот же. Так называемые пьезорезисторы (по сути — те же тензорезисторы) — это полупроводниковый материал, который изменяет сопротивление при механических воздействиях.

Итак, у нас есть резисторы и тензорезисторы. Что с ними делать дальше? А дальше мы делаем невероятно простую схему, соединяя 4 резистора вот таким образом:

Это и есть мост Уитстона. Когда мы подключим к этому мосту напряжение от батарейки смартфона или часов, то по нему потечет ток и в каждом резисторе этот ток будет замедляться в зависимости от того, какое у каждого резистора сопротивление.

Всё, что нам осталось сделать — это измерить напряжение между точками A и B:

Весь смысл моста Уитстона заключается в том, что если правильно подобрать все четыре сопротивления, между этими точками не будет никакого напряжения, то есть, разницы потенциалов.

Другими словами, если на верхнем и нижнем проводе будет по 5 вольт, то между этими проводами не будет никакого напряжения (потенциал на верхнем и нижнем проводе одинаков), а значит и ток по проводу между точками A и B не будет протекать:

Как же подобрать эти резисторы? Я упущу несложные расчеты и просто скажу, что напряжения между точками A и B не будет в том случае, если R1*R3 = R4*R2. То есть, если умножив сопротивление первого резистора на сопротивление третьего, мы получим такое же значение, как если бы умножили сопротивление четвертого резистора на сопротивление второго, то между точками A и B ток проходить не будет.

Каким образом мы получили эту закономерность (R1*R3=R4*R2), я расскажу только в комментариях, если это вообще кому-то будет интересно.

И вот теперь самое главное! У нас уже есть мост Уитстона, который мы предварительно сбалансировали (балансировка моста — это и есть подбор резисторов нужных сопротивлений, чтобы работала наша простая формула).

Теперь вместо одного из резисторов или же вообще вместо всех резисторов, мы ставим тензорезисторы, которые изменяют свое сопротивление при деформации. А сами резисторы размещаем на мембране, которая изгибается под давлением.

Когда мембрана будет деформироваться, она изменит и форму тензорезисторов (показаны зеленым цветом), из-за чего тот изменит свое сопротивление:

Но как только один из резисторов меняет сопротивление, происходит разбалансировка моста Уитстона, то есть, теперь уже R1*R3 не будет равняться R4*R2 и между точками A и B возникнет напряжение, которое смартфон моментально зафиксирует, так как он непрерывно измеряет электрическое напряжение между точками A и B.

Более того, мост Уитстона позволяет не только определить напряжение, но и направление тока. При определенных значениях сопротивлений напряжение в точке A будет меньше, чем в точке B и ток потечет от B к A, в противном случае, ток потечет в обратную сторону. То есть, мы можем легко определять в какую сторону отклонилась мембрана (падает ли атмосферное давление или растет).

Вот так и замеряют смартфоны и часы атмосферное давление, если они, конечно, оснащены барометром!

Более того, именно на этом принципе и основана работа любых весов. То есть, во всех весах также есть тензорезисторы и мост Уитстона. Когда вы становитесь на весы, то немного деформируете «мембрану», которая изменяет и сопротивление тензорезистора.

И последнее! Если в вашем смартфоне есть датчик давления, тогда для того, чтобы им воспользоваться, нужно скачать соответствующее приложение. Их очень много как на Android, так и для iPhone. Просто в магазине приложений введите в поиск слово «барометр» и скачайте понравившуюся программу. Если же в смартфоне нет датчика, то и приложение работать не будет.

Алексей, глав. редактор Deep-Review

 

P.S. Мы открыли Telegram-канал и сейчас готовим для публикации очень интересные материалы! Подписывайтесь в Telegram на первый научно-популярный сайт о смартфонах и технологиях, чтобы ничего не пропустить!

 

Понравилась статья? Поделитесь с другими:

Как предсказывать погоду с помощью барометра

Хорошо настроенный барометр может помочь вам предсказывать смену погоды изо дня в день, поскольку он обнаруживает мельчайшие изменения давления воздуха. Барометр с циферблатом обычно имеет ряд цифр на циферблате барометра, которые показывают изменения давления воздуха, со словами «Дождь» в положении «9:00 часов», «Изменить» в положении «полночь» и «Ярмарка» в позиции 3 часа. Некоторые барометры могут также сказать «Штормовой» прямо перед «Дождем» и «Очень сухо» после «Ярмарки».»Циферблат перемещается по мере изменения атмосферного давления, указывая на приближающуюся погоду.

Предсказание погоды

Изменения атмосферного давления помогают метеорологам предсказывать погоду, точно так же, как барометр делает для метеоролога-любителя. Обычно системы высокого давления в атмосфере указывают на ясные и теплые солнечные дни. С другой стороны, изменения низкого давления сигнализируют о приближающемся шторме. Системы низкого давления идут рука об руку с грозами и облаками, полными воды, готовыми к дождю.Между этими двумя условиями шкала барометра будет показывать «Изменить».

Первый барометр

Первый барометр в 1648 году состоял из небольшого резервуара с ртутью в чаше с запаянной на одном конце стеклянной трубки, находящейся в бассейне с ртутью. Давление воздуха на внешней стороне стеклянной трубки заставляло ртуть подниматься вверх внутри колонки. Когда давление воздуха высокое, что свидетельствует о ясном и солнечном дне, ртуть из бассейна поднимается внутри стеклянной трубки. Когда давление воздуха падает, указывая на приближающийся шторм, ртуть внутри вакуумной стеклянной трубки падает обратно в бассейн на дне трубки.

Типы барометров

Барометры претерпели значительные изменения с первых дней своего существования. У большинства людей, у которых дома есть барометры, обычно есть барометр-анероид. Барометр этого типа с круглым корпусом и циферблатом содержит анероидную ячейку — маленькую ячейку или коробку без воды, которая меняет свою форму при повышении атмосферного давления, что, в свою очередь, меняет положение циферблата. Альтиметр — это еще один тип барометра, используемый в самолетах, который измеряет высоту и атмосферное давление.Другой тип барометра — барометр — это ртутный барометр, который измеряет высоту ртути в виде столбика в вакуумной трубке.

Сделайте самодельный барометр

Чтобы сделать барометр дома, музей долины Каламазу утверждает, что вам понадобится небольшая банка из-под кофе, которая высохнет внутри, воздушный шар и деревянная еда или шампура для шашлыка. Ножницами вырезать шею из шарика. Потяните воздушный шар через верхнюю часть банки до тех пор, пока его верхняя часть не будет ровно ложиться на верхнюю часть банки. Вы можете использовать скотч или клей, чтобы удерживать воздушный шар на банке.Нанесите немного клея в центр воздушного шара на банке и прикрепите к нему один конец деревянной шпажки.

Убедитесь, что у вас есть что-то, что удерживает шпажку на месте, пока клей высыхает. После высыхания клея возьмите большую цветную учетную карточку и сложите ее пополам вдоль. Поместите карту за свободный конец шпажки. Когда давление воздуха падает, вертел опускается; по мере подъема поднимается и вертел. Вы можете пометить учетную карточку, чтобы обозначить изменения погоды, словами «Дождь», «Изменение» и «Удовлетворительно» соответственно.

барометр | Национальное географическое общество

Атмосферное давление — индикатор погоды. Изменения в атмосфере, в том числе изменения атмосферного давления, влияют на погоду. Метеорологи используют барометры для прогнозирования краткосрочных изменений погоды.

Быстрое падение атмосферного давления означает, что прибывает система низкого давления. Низкое давление означает, что не хватает силы или давления, чтобы оттолкнуть облака или шторм. Системы низкого давления ассоциируются с пасмурной, дождливой или ветреной погодой.Быстрое повышение атмосферного давления вытесняет эту пасмурную и дождливую погоду, очищая небо и принося прохладный сухой воздух.

Барометр измеряет атмосферное давление в единицах измерения, называемых атмосферой или барами. Атмосфера (атм) — это единица измерения, равная среднему давлению воздуха на уровне моря при температуре 15 градусов по Цельсию (59 градусов по Фаренгейту).

Количество атмосфер уменьшается с увеличением высоты, потому что плотность воздуха ниже и оказывает меньшее давление.По мере уменьшения высоты плотность воздуха увеличивается, как и количество атмосфер. Барометры должны быть настроены на изменение высоты, чтобы получать точные показания атмосферного давления.

Типы барометров

Барометр ртутный

Ртутный барометр — старейший тип барометра, изобретенный итальянским физиком Евангелистой Торричелли в 1643 году. Торричелли провел свои первые барометрические эксперименты, используя трубку с водой.Вода относительно легкая по весу, поэтому пришлось использовать очень высокую трубку с большим количеством воды, чтобы компенсировать более тяжелый вес атмосферного давления.

Водяной барометр Торричелли имел высоту более 10 метров (35 футов) и возвышался над крышей его дома! Это странное устройство вызвало подозрения у соседей Торричелли, которые думали, что он причастен к колдовству. Чтобы сделать свои эксперименты более секретными, Торричелли пришел к выводу, что он может создать барометр гораздо меньшего размера, используя ртуть, серебристую жидкость, которая весит в 14 раз больше воды.

У ртутного барометра есть стеклянная трубка, закрытая сверху и открытая снизу. На дне пробирки находится лужа ртути. Ртуть находится в круглой неглубокой посуде, окружающей трубку. Ртуть в трубке сама приспособится к атмосферному давлению над тарелкой. По мере увеличения давления ртуть поднимается по трубке. Трубка помечена серией измерений, которые позволяют отслеживать количество атмосфер или баров. Наблюдатели могут определить давление воздуха, посмотрев на точку остановки ртути на барометре.

Барометр-анероид

В 1844 году французский ученый Люсьен Види изобрел барометр-анероид. Барометр-анероид имеет герметичную металлическую камеру, которая расширяется и сжимается в зависимости от атмосферного давления вокруг него. Механические инструменты измеряют, насколько камера расширяется или сжимается. Эти измерения совпадают с атмосферой или столбиками.

Барометр-анероид имеет круглый дисплей, который показывает текущее количество атмосфер, как часы.Одна рука движется по часовой стрелке или против часовой стрелки, чтобы указать текущее количество атмосфер. Термины «шторм», «дождь», «перемены», «ясный» и «сухой» часто пишутся над цифрами на циферблате, чтобы людям было легче интерпретировать погоду. Барометры-анероиды постепенно вытеснили ртутные барометры, потому что они были проще в использовании, дешевле покупать и легче транспортировать, поскольку в них не было жидкости, которая могла пролиться.

Некоторые барометры-анероиды используют механический инструмент для отслеживания изменений атмосферного давления в течение определенного периода времени.Эти барометры-анероиды называются барографами. Барографы — это барометры, подключенные к иглам, которые делают отметки на рулоне соседней миллиметровой бумаги. Барограф записывает количество атмосфер по вертикальной оси и единицы времени по горизонтали. Инструмент отслеживания барографа будет вращаться, как правило, один раз в день, неделю или месяц. Пики на графике показывают, когда давление воздуха было высоким или низким, и как долго эти системы давления прослужили. Например, сильный шторм будет отображаться на барографе как глубокий и широкий провал.

Цифровые барометры

Современные цифровые барометры измеряют и отображают сложные атмосферные данные более точно и быстро, чем когда-либо прежде. Многие цифровые барометры отображают как текущие барометрические показания, так и предыдущие показания за 1, 3, 6 и 12 часов в формате гистограммы, как на барографе. Они также учитывают другие показатели атмосферы, такие как ветер и влажность, чтобы делать точные прогнозы погоды. Эти данные архивируются и хранятся в барометре, а также могут быть загружены в компьютер для дальнейшего анализа.Цифровые барометры используются метеорологами и другими учеными, которым нужны актуальные атмосферные показания при проведении экспериментов в лаборатории или в полевых условиях.

Цифровой барометр сейчас является важным инструментом во многих современных смартфонах. Этот тип цифрового барометра использует данные атмосферного давления для получения точных показаний высоты. Эти показания помогают GPS-приемнику смартфона более точно определять местоположение, значительно улучшая навигацию.

Разработчики и исследователи также используют возможности краудсорсинга смартфонов, чтобы делать более точные прогнозы погоды.Такие приложения, как PressureNet, автоматически собирают барометрические измерения от каждого из своих пользователей, создавая обширную сеть атмосферных данных. Эта сеть передачи данных упрощает и ускоряет отображение штормов по мере их развития, особенно в районах с небольшим количеством метеостанций.

Узнайте, как читать барометр

Барометр — это прибор, который измеряет атмосферное давление. Он использует жидкую ртуть для прогнозирования погоды, отслеживая изменения атмосферного давления в результате движения систем с теплой и холодной погодой.

Если вы используете аналоговый барометр дома или цифровой барометр на своем мобильном телефоне в США, барометрические показания, скорее всего, будут указаны в дюймах ртутного столба (inHg). Однако единицей измерения давления в системе СИ, используемой во всем мире, является паскаль (Па), что приблизительно равно 3386,389, умноженному на один дюйм рт. Ст. Чаще всего для описания давления метеорологи используют более точный миллибар (мб), равный 100 000 Па.

Вот как читать барометр и что эти показания означают с точки зрения изменений давления воздуха и погоды, которая приближается к вам.

Атмосферное давление

Воздух, окружающий Землю, создает атмосферное давление, и это давление определяется совокупным весом молекул воздуха. У более высоких молекул воздуха меньше молекул, давящих на них сверху, и они испытывают более низкое давление, в то время как более низкие молекулы имеют большую силу или давление, оказываемое на них молекулами, наложенными на них сверху, и более плотно упакованы вместе.

Когда вы поднимаетесь в горы или летите высоко на самолете, воздух становится тоньше, а давление ниже.Давление воздуха на уровне моря при температуре 59 ° F (15 ° C) равно одной атмосфере (Атм), и это базовое значение для определения относительного давления.

Атмосферное давление также известно как барометрическое давление, потому что оно измеряется с помощью барометра. Поднимающийся барометр указывает на повышение атмосферного давления, а падающий барометр указывает на снижение атмосферного давления.

Причины изменения атмосферного давления

Изменения давления воздуха вызваны разницей температуры воздуха над землей, а температура воздушной массы определяется ее местоположением.Например, воздушные массы над океанами обычно холоднее, чем над континентами. Разница температур воздуха порождает ветер и вызывает развитие систем давления. Ветер перемещает системы давления, и эти системы имеют тенденцию меняться, когда они проходят над горами, океанами и другими областями.

Французский ученый и философ 17-го века Блез Паскаль (1623–1662) обнаружил, что давление воздуха уменьшается с высотой и что изменения давления на уровне земли можно отнести к повседневной погоде.Эти открытия используются для предсказания погоды сегодня.

Часто синоптики обращаются к областям с высоким или низким давлением, движущимся в сторону определенных регионов, чтобы описать прогнозируемые условия для этих областей. Когда воздух поднимается в системах низкого давления, он охлаждается и часто конденсируется в облака и осадки, что приводит к штормам. В системах высокого давления воздух опускается к Земле и нагревается вверх, что приводит к сухой и ясной погоде.

Как изменение давления влияет на погоду

В общем, ртутный барометр может сообщить вам, будет ли в вашем ближайшем будущем ясное или грозовое небо или совсем небольшие изменения, основываясь только на атмосферном давлении.

Вот несколько примеров того, как интерпретировать показания барометра:

  • Когда воздух сухой, прохладный и приятный, показания барометра повышаются.
  • В общем, повышение барометра означает улучшение погоды.
  • В общем, падение барометра означает ухудшение погоды.
  • Когда атмосферное давление внезапно падает, это обычно указывает на приближение шторма.
  • Когда атмосферное давление остается стабильным, погода, скорее всего, не изменится немедленно.

Предсказание погоды с помощью барометра

Считывать показания барометра просто, если вы знаете, на что указывают разные значения атмосферного давления. Чтобы понять свой барометр и то, как меняется атмосферное давление, интерпретируйте показания следующим образом (обратите внимание на единицы измерения).

Высокое давление

Показание барометрического давления выше 30,20 дюйма ртутного столба обычно считается высоким, а высокое давление связано с ясным небом и безветренной погодой.

Если показание больше 30.20 дюймов ртутного столба (102268,9 Па или 1022,689 мбар):

  • Повышение или постоянное давление означает сохранение хорошей погоды.
  • Медленно падающее давление означает хорошую погоду.
  • Быстро падающее давление означает пасмурную и теплую погоду.

Нормальное давление

Барометрические показания в диапазоне от 29,80 до 30,20 дюйма ртутного столба можно считать нормальным, а нормальное давление связано с устойчивой погодой.

Если значение находится между 29,80 и 30.20 дюймов ртутного столба (100914,4–102268,9 Па или 1022,689–1009,144 мбар):

  • Повышение или постоянное давление означает, что текущие условия сохранятся.
  • Медленно падающее давление означает незначительное изменение погоды.
  • Быстро падающее давление означает, что вероятен дождь или снег, если он достаточно холодный.

Низкое давление

Барометрическое значение ниже 29,80 дюймов ртутного столба обычно считается низким, а низкое давление связано с теплым воздухом и ливнями.

Если показание ниже 29.80 дюймов рт. Ст. (100914,4 Па или 1009,144 мбар):

  • Повышение или постоянное давление указывает на ясную и прохладную погоду.
  • Медленно падающее давление указывает на дождь.
  • Быстро падающее давление указывает на приближение шторма.

Изобары на картах погоды

Исследователи погоды (называемые метеорологами) используют метрическую единицу измерения давления, называемую миллибаром. Они определяют среднее давление в данной точке на уровне моря и 59 ° F (15 ° C) как одну атмосферу или 1013.25 миллибар.

Метеорологи используют линии, называемые изобарами, для соединения точек с одинаковым атмосферным давлением. Например, карта погоды может содержать линию, соединяющую все точки, где давление составляет 996 мбар, и линию ниже той, где давление составляет 1000 мбар. Точки над изобарой — более низкое давление, а точки ниже — более высокое давление. Изобары и погодные карты помогают метеорологам определять предстоящие изменения погоды в регионе.

Как использовать барометр для прогнозирования погоды, как босс

Этот пост может содержать партнерские ссылки.Покупка чего-либо по этим ссылкам ничего вам не стоит и помогает поддерживать Know Prepare Survive. Для легкого чтения ознакомьтесь с нашим партнерским раскрытием.

В наши дни большинство из нас получает прогнозы погоды от других людей.

Будь то телевизор, компьютер или смартфон, эта информация поступает из другого источника.

В этом и заключается слабость. Когда вам больше всего нужно знать погоду, вы не сможете подключиться к поставщику прогнозов погоды.

Нет, я не говорю о том, что сеть загорится. ЭМИ-атаки, солнечные вспышки и потеря инфраструктуры могут вызвать эту проблему, но все это маловероятно.

Погода может временно выбить из строя. Молния ударила дважды, о чем свидетельствует то, как Пуэрто-Рико пострадал от урагана Ирма и Мария.

Вы чувствуете себя наиболее слабым, когда восстанавливаетесь после стихийного бедствия, и поэтому это наиболее важный момент, чтобы иметь возможность предсказать, что будет с погодой, до того, как это случится с вами.

К счастью, есть устройства, которые могут помочь. Один из них — барометр, который измеряет атмосферное давление.

Что такое барометр?

Барометр был изобретен в середине 17 века и до сих пор используется даже метеорологами, имеющими доступ к новейшим и самым модным технологиям.

Если вы знакомы с высотомерами, это одно и то же устройство, только с другим методом считывания и другим назначением.

Обычно барометр хранится в одном месте и используется для измерения барометрического давления окружающей атмосферы.

Что такое барометрическое давление?

Были ли у кого-нибудь еще родители
таких в их доме?

Барометрическое давление, также называемое атмосферным давлением, — это то, сколько весит воздух над вами. У воздуха есть масса, даже если она не очень большая, что придает ему вес.

От Аристотеля до Галилея образованные люди считали воздух невесомым, поэтому, если вы когда-нибудь почувствуете себя дерзким и захотите похвастаться тем, что знаете что-то, чего не знали эти двое, то готово.

Но воздух имеет вес, и его измеряют барометры.

Атмосферное давление изменяется по мере движения погодных фронтов (горячий воздух поднимается и холодный воздух падает), поэтому, отслеживая изменение, вы можете иметь приблизительное прогнозирование погоды.

Типы барометров

Хотя принцип остался прежним, то, как мы измеряем атмосферное давление, за прошедшие столетия несколько изменилось.

Барометры Гете

Барометр Гете

Первоначальный тип барометра использовал воду. Сделать такой самостоятельно достаточно просто, особенно если вы стеклодув.

Возьмите стеклянный контейнер, который закрыт сверху, и наполните его наполовину водой (возможно, закройте его ПОСЛЕ добавления воды), и убедитесь, что у дна есть носик, который направлен вверх и имеет узкое отверстие для воздуха.

При изменении давления воздуха он более или менее толкает воду, в результате чего вода внутри стакана также движется вверх или вниз.

Барометры ртутные

Барометры Mercury стали следующим шагом в технологии барометров.Они представляют собой стеклянную трубку, наполненную ртутью, открытую на дне к сосуду с ртутью, находящемуся на воздухе. Ртуть может быть опасной, поэтому использовать эти типы больше не рекомендуется.

Барометры-анероиды

Барометры-анероиды были изобретены в 1844 году. В них используется металлический сплав, обычно из бериллия и меди, который расширяется и сжимается в ответ на изменения атмосферного давления.

Изменяющийся размер металлической коронки перемещает механические рычаги для измерения изменения.

Барометры электронные

Большинство современных барометров являются электронными, в них используется тонкий провод, по которому пропускается электрический ток.

Прикрепите диафрагму к этому проводу, и атмосферное давление изменит электрическое сопротивление.

Электронные барометры достаточно крошечные, чтобы поместиться почти везде, даже в часы!

ABC Часы

Часы, содержащие барометры, часто называют часами ABC, потому что они, как правило, также имеют компасы и также используют барометр в качестве высотомера.

Если вы не хотите иметь доступ к прогнозу погоды на руках (почему бы и нет?), Вы также можете найти в продаже настольные или настенные барометры.

Большинство из них цифровые, хотя есть и старые, с циферблатом. Цифровые барометры часто также содержат другие атмосферные датчики, которые также могут измерять температуру и влажность, а также могут прогнозировать погоду для вас.

Кому нужен барометр?

The Weather Man — наиболее очевидный ответ, но всем, кому нужно прогнозировать погоду без доступа к другим людям, также нужны барометры.

Люди, живущие в районе, подверженном стихийным бедствиям, связанным с погодой, таким как торнадо и ураганы, могут получить большую выгоду от владения барометром и знания того, как им пользоваться.

Если вы живете в лесу и для прогулки к соседу требуется более одной минуты ходьбы через ваш двор, вам также может пригодиться барометр. Если на поездку уходит целый день, обязательно возьмите с собой барометр. Или купите грузовик получше.

Если вас беспокоит исчезновение сетки, вам также может пригодиться барометр.

Люди на борту корабля также часто используют барометры, поскольку лодка более восприимчива к колебаниям погоды, чем дом.

Почему это полезно?

Барометр помогает прогнозировать погоду!

Напорные системы — один из самых простых и по-прежнему лучших способов прогнозировать погоду, по крайней мере, на краткосрочный период.

Зная температуру, влажность и другие атмосферные значения, можно сделать вещи более точными, но приближающийся шторм можно определить, просто изменив показания барометра.

Как читать / использовать барометр

Барометрическое давление часто выражается в одной из нескольких единиц, включая паскали (Па), миллиметр ртутного столба (мм рт. Ст.), Бар, торр и фунты на квадратный дюйм (psi). Паскали и мм рт. Ст. Являются наиболее распространенными в настоящее время единицами измерения.

Водяной или ртутный барометр покажет вам жидкость, а индикаторы покажут результат измерения.Достаточно взглянуть на размеры мениска через нижнюю часть мениска.

Если вы не знаете, что такое мениск, то это когда жидкость изгибается, чтобы встретиться с краями своего сосуда. Измерьте от места, где жидкость ровная.

У традиционных барометров есть циферблат, очень похожий на ваш спидометр. Просто прочтите отметку у указателя. Часто на одном циферблате можно увидеть несколько единиц измерения, поэтому обратите внимание на указатель на самом барометре.

Цифровые барометры просты в использовании и выводят давление напрямую.Часто вы можете изменить отображаемые единицы.

Есть простые и сложные способы использования этой информации. Если вам нужен точный прогноз, вы можете использовать другие измерения, такие как температура и влажность, выполнить некоторые вычисления для вашей высоты и выполнить другие вычисления, чтобы получить прогноз.

Чтобы получить быстрый и точный прогноз, посмотрите, повышается или понижается давление на барометре.

Повышение давления часто означает, что воздух нагревается, а небо проясняется.Погода должна быть хорошей.

Понижение давления часто означает, что воздух охлаждается и в нем конденсируется влага, образуя облака. Готовьтесь к дождю!

Скорость изменения также влияет на прогноз. Чем больше изменение давления, тем сильнее изменится погода. Чем быстрее меняется давление, тем быстрее меняется погода.

Если барометрическое давление падает быстро и далеко, будьте осторожны! Надвигается шторм!

Современные цифровые барометры часто показывают недавние максимумы и минимумы давления, чтобы помочь вам в этом разобраться.

Примечание по высотомерам

Высотомер — это барометр, который выводит высоту вместо давления. Они могут быть полезны при навигации по горной или холмистой местности, но также могут дать приблизительное представление о приближающейся погоде.

Если вам нужно использовать альтиметр в качестве барометра, вы просто инвертируете рекомендации. Падение атмосферного давления регистрируется как увеличение высоты, так что имейте это в виду.

Поскольку на них влияют как высота, так и погода, разумно калибровать ваш альтиметр не реже одного раза в день до заведомо правильного значения высоты.

Заключение

Иногда у вас просто нет доступа к телевидению или Интернету, но вам все равно нужно знать, будет ли погода, ожидающая вас, быть ясной или штормовой. Барометр — это простое, но эффективное устройство, которое поможет держать вас в курсе!

Как использовать барометр для определения погоды и давления воздуха

В мире фальшивых новостей, ложных обещаний и участившихся климатических бедствий нам всегда надлежит быть в курсе того, что нас окружает, и никогда не доверять дезинформации, которая закачивается в наши дома через каждый доступный нам экран.Спросите себя, сколько раз так называемые эксперты лгали вам о погоде, заявляя, что идет дождь, когда было солнце; предсказывать тепло, когда вас встречает только холод; или говоря, что было частично облачно, когда любой дурак мог выглянуть и увидеть, что было в основном облачно? Метеорологи — шарлатаны, которые распространяют ложные прогнозы погоды для повышения рейтингов, поэтому многие метеорологи такие пышные и привлекательные — так что вы отвлечетесь от их чуши. Вот почему вам нужен барометр и уметь его читать; победить самозванцев, выдающих себя за гуру погоды.

Несмотря на то, что передовые новые устройства позволяют получать сводки погоды прямо в телефон, аналоговая система использования барометра для прогнозирования погоды часто дает более точную точность, поскольку она измеряет точные изменения местного атмосферного давления, а не доверяет датчикам и спутникам, которые покрыть большую площадь. Подобно тому, как термометр важен для точного определения реальной температуры в вашем доме, машине или офисе, также важен барометр для определения того, что может произойти с погодой прямо за вашим окном.

Что такое барометр

via wikimedia.org

Прежде чем люди узнали, что существует такая вещь, как атмосферное давление, они предположили, что воздух вокруг нас не имеет веса. Только в результате случайного эксперимента в 1643 году было обнаружено, что небо на самом деле давит на нас. Это было обнаружено с помощью длинной трубки, наполненной ртутью, каковыми были первые барометры. Далее было отмечено, что изменения погоды были предотвращены движением ртути в этих трубках, поскольку давление воздуха изменялось перед штормами, ясными днями, смешанной погодой или чрезвычайно жаркими днями.

Сегодня барометры бывают разных видов, но все они делают одно и то же: измеряют давление воздуха, чтобы предсказать, что будет делать погода в конкретном регионе.

Как давление воздуха меняет погоду

via gccaz.edu

На большинстве современных барометров есть маркировка, которая показывает, чего можно ожидать от неба в любой день. Когда приближается шторм, атмосферное давление — или барометрическое — падает из-за подъема воздуха вверх. Воздух поднимается вверх, потому что это то, чего воздух естественным образом хочет делать — подниматься вверх.Когда воздух достигает больших высот, влага внутри него охлаждается и конденсируется, образуя облака. Эти облака приводят к штормам.

Что такое низкое давление воздуха

via weather.com

Когда мы — или метеорологи — говорим, что давление воздуха «низкое», это просто означает, что оно имеет более низкое давление, чем окружающий воздух. Таким образом, давление воздуха уменьшается, а значит, может подниматься больше воздуха. Этот восходящий воздух, как отмечалось выше, приводит к облакам и дождю. Вообще говоря, чем ниже давление воздуха, тем больше вероятность дождя.

На барометре низкое давление воздуха заставляет жидкость подниматься выше в трубке. Чем выше он поднимается, тем выше вероятность дождливого дня, поскольку воздух поднимается и конденсируется в облака.

Что такое высокое давление

via typepad.com

Высокое давление противоположно низкому, которое возникает из-за того, что над определенной областью находится больше воздуха. Это толкает жидкость или другое измерительное устройство барометра ниже, так как вверху находится больше среднего воздуха.Поскольку воздух наверху давит вниз, он уже сбрасывает конденсат и, следовательно, становится сухим, что приводит к меньшему количеству облаков, меньшему количеству штормов и меньшему количеству осадков.

На жидкостном барометре чем ниже уровень жидкости, тем выше давление воздуха и тем выше вероятность хорошей погоды. Если он очень низкий, значит, давление велико, и день, вероятно, будет очень жарким и сухим.

Различные типы барометров

via wrharvey.com

Барометры бывают разных типов.Хотя мы обычно используем термин «жидкость» для обозначения измерения барометров, есть и другие варианты, помимо жидкостных барометров, которые могут предсказывать погоду в разной степени, в зависимости от точности измерения.

Жидкость

via amazon.com

Они очень похожи на жидкостный термометр и состоят из воздуха и различных жидкостей, помещенных в стеклянную трубку. Это простейшая форма барометра, но она также может быть довольно неточной. Прочитать их так же просто, как увидеть, где находится жидкость внутри трубки.Если он высокий, ждите тепла и солнца. По мере того, как он опускается, вы можете ожидать шторм или тучи. Чем ниже он опускается, тем сильнее шторм. Чем выше, тем жарче и суше будет воздух.

Анероид

via jasonclarkeantiques.co.uk

Меньшие по размеру, чем жидкостные барометры, они вообще не используют жидкость, а это значит, что в них больше механики. Вместо давления воздуха, выталкивающего жидкости вниз, небольшая коробка из меди и бериллия расширяется или сжимается в зависимости от того, сколько воздуха вокруг нее.Поскольку коробка, известная как анероидная ячейка, меняет размер, она перемещает рычаги и шестерни, которые, в свою очередь, изменяют показания на прикрепленном счетчике. Хотя они и архаичны, они, как правило, довольно точны при прогнозировании штормовой или теплой погоды и не требуют электричества для работы, так как движение полностью осуществляется за счет изменения размера коробки.

Электронный

via amazon.com

Самые сложные и трудные для понимания электронные барометры используют в качестве датчика проволоку, обернутую диафрагмой.Эти провода, называемые тензодатчиками, не измеряют давление воздуха напрямую, а изменяют электрическое сопротивление при изменении давления воздуха. Затем сопротивление измеряется и отображается на выходе электронного барометра.

Использование барометра

К настоящему времени вы должны иметь представление о том, как барометр работает с давлением воздуха и как это давление может предсказывать погоду.

В жидкостном барометре

via drkfs.net

Жидкостные барометры трудно найти, и они, как правило, являются предметами старины.Они могут работать одним из двух способов. Либо это будет одна трубка с жидкостью, которая будет стоять прямо вверх и вниз с тазом на дне. В этом случае, чем ниже жидкость, тем выше давление воздуха вокруг нее, а значит, и погода лучше. Если он начинает подниматься, давление воздуха снижается, что приводит к штормам.

У других будет трубка, которая идет вверх и вниз, но затем петляет вверх внизу. Они читаются по-разному, поскольку более высокое давление выталкивает жидкость из контура в более длинную основную трубку.В этом случае, чем выше жидкость в первичной трубке, тем выше давление воздуха и тем лучше погода. Чем ниже жидкость в основной части, тем больше жидкости находится в контуре, что вызвано более низким давлением, что приводит к большему количеству штормов.

На анероиде

via freeimageslive.co.uk

Обычно на них есть индикаторы, которые сообщают вам, стоит ли ожидать шторма или ясной погоды. Сначала они должны быть откалиброваны для вашей конкретной высоты, что делается путем ручного завинчивания рук в нужное положение, узнавая, какое у вас текущее атмосферное давление, через службу погоды.Вы также можете откалибровать его, используя догадки, для чего нужно просто вручную переместить стрелку туда, где, по вашему мнению, она должна быть в данный день. Поскольку изменения давления относительны, оно все равно будет повышаться или понижаться по мере того, как давление воздуха изменяется с течением времени. Для этого часто требуется сначала вручную изменить его на «бурный» или «горячий», пока вы не добьетесь правильной настройки.

Электронный

via theverge.com

Они производят все расчеты за вас, поэтому все, что требуется от цифрового барометра, — это его считывать.Дисплей покажет вам барометрические данные и, как правило, сообщит, растет или падает давление, хотя отслеживание чисел самостоятельно может сделать то же самое. Когда он говорит, что давление падает, надвигаются бури. Когда он говорит, что поднимается, вероятно, больше тепла.

Как далеко могут предсказывать барометры

via portocallpublishing.com

Барометры — это очень быстрый способ угадать погоду, и обычно они годны только на следующий день или два. Дальнейшие прогнозы требуют более сложного оборудования, а также знания погодных условий и атмосферных изменений, что требует многолетнего образования и обучения.

Таблица ветрового барометра для прогнозов погоды

Стол ветра / барометра

Барометр
(понижен до уровня моря)
Направление ветра Указанный характер погоды
от 30,00 до 30,20 и устойчивый западный Удовлетворительно, с небольшими перепадами температуры, от одного до двух дней
с 30.00 до 30.20, быстро растет западный Ярмарка, за которой через два дня потеплее и дождь
30.00 до 30.20, и быстро падает с юга на восток Теплее, и дождь в течение 24 часов.
30,20 или выше и быстро падает с юга на восток Теплее, и дождь в течение 36 часов.
30,20 или выше и быстро падает с запада на север Холодно и ясно, быстро сменившись теплом и дождем.
30,20 или выше и устойчивый переменная Без досрочного изменения.
30,00 или ниже и медленное падение с юга на восток Дождь в течение 18 часов, который продлится день или два.
30,00 или ниже, и быстрое падение с юго-востока на северо-восток Дождь, сильный ветер, через два дня прояснилось, похолодало.
30,00 или ниже, и рост с юга на запад Прояснение и похолодание в течение 12 часов.
29.80 или ниже и быстро падает с юга на восток Надвигается сильный шторм, ветер и дождь. Зимой снег или холодная волна в течение суток.
29,80 или ниже, и быстрое падение с востока на север Сильные северо-восточные ветры, проливной дождь или снег, за которыми зимой следует холодная волна.
29,80 или ниже, быстро растет иду на запад Ясно и холодно.
Примечание. Барометр должен быть отрегулирован так, чтобы показывать давление на уровне моря, эквивалентное высоте, на которой он будет использоваться.Изменение высоты на 100 футов вызовет уменьшение показаний на 1⁄10 дюйма.

Изготовление, использование и понимание барометра

Adobe PDF • Открыть документ • Документ Word

Вы можете выдержать давление!

Изготовление, использование и понимание БАРОМЕТРА

Автор: Маргарет Олсен, специалист по образованию COSEE SE

и Кэти Греганти, специалист по образованию и распространению знаний SECOORA

Учителя: Цели • Материалы • Предпосылки • Стратегии • Примечания • Расширения

Студенты: Создание вашего барометра • Задачи • Материалы • Процедура • Наблюдения / вопросы • Выводы • Таблицы данных • Ссылки • Приложение A • Приложение B

Учителя

Уровень оценки: 6-8

Национальные стандарты: Приложение A

Государственные образовательные стандарты: Приложение B

Вид деятельности: Практические вопросы

Основной вопрос: Как ученые используют изменения давления, чтобы предсказать наступление или усиление шторма?

Задачи: Студенты будут…

  1. Проверить давление воздуха
  2. Изготовить и использовать барометр
  3. Изучите изменения барометрического давления в течение 1-2 недель.
  4. Прогноз погоды на основе данных о атмосферном давлении

Материалов (на группу):

Для демонстрации перед лабораторией:

  • Пластиковый пакет
  • Резинка
  • Чашка, стакан, банка или банка

Для конструкции барометра:

  • Жестяная банка или стеклянная банка
  • Прозрачная пластиковая пленка или резиновый баллон
  • Резинка
  • Папка для документов или плотная бумага
  • Солома
  • Лента
  • Линейка
  • Ножницы

Ключевые слова: Барометр, атмосферное давление, барометрическое давление

ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ:

Барометр — это прибор, используемый для измерения давления воздуха.Давление воздуха в одном направлении измеряется в дюймах ртутного столба. Давление воздуха выше уровня моря, что делает воздух тяжелее всего. На уровне моря атмосферное давление составляет 29,53 дюйма ртутного столба. Это означает, что на уровне моря требуется 14,7 фунта давления на квадратный дюйм воздуха, чтобы поднять ртуть в полой трубке до высоты 29,53 дюйма. Что такое 14,7 фунта давления? Попробуйте нажать на шкале дома, пока она не покажет «14,7». Вы оказали давление на 14,7 фунта по этой шкале!

Барометр — это прибор, который измеряет давление атмосферы в определенном месте.Есть два типа: ртутный барометр, в котором используется ртуть, и барометр-анероид, в котором используется воздушный шар, который расширяется или сжимается при изменении атмосферного давления.

Вы можете не заметить в своем эксперименте, что показания барометра изменяются в зависимости от температуры, а также прямых изменений давления. Температура изменяет давление, но только в плотно закрытом помещении (классная комната не закрыта плотно снаружи). Более теплый воздух, занимающий такое же пространство, как холодный, создает большее давление.Это происходит потому, что теплые молекулы отталкиваются друг от друга, а не навстречу друг другу. Теплые молекулы пытаются занять больше места, чем они имеют, создавая большее давление, выталкивающее из контейнера.

Измерение атмосферного давления очень важно для прогнозирования штормов и подготовки к ним. Барометры позволяют синоптикам определять максимальную скорость ураганного ветра. Так как воздух всегда течет от высокого давления к низкому, при урагане воздух движется внутрь к центру низкого давления.Используя барометр для определения давления в центре урагана, синоптики могут оценить максимальную скорость ветра, которую может вызвать ураган.

Обычно, когда барометрическое давление (или давление, показанное на барометре) быстро падает, это означает, что приближается шторм. Устойчивый барометр показывает стабильную ясную погоду. Барометр спасает жизни, поскольку помогает предсказать приближение плохой погоды. Раньше, когда не существовало радаров и спутников, грубые барометры были основным способом предсказания приближения плохой погоды, такой как ураган или сильный снежный шторм.

СТРАТЕГИИ ОБУЧЕНИЯ ДО ЛАБОРАТОРИИ:
  1. Продемонстрируйте, что воздух на самом деле имеет давление (или занимает место), взорвав пластиковый пакет и прикрепив его к горловине банки с помощью резиновой ленты. Возьмитесь за внешнюю часть пакета, где он прикреплен к банке, и попросите ученика попытаться затолкнуть пакет в банку. Обсудите со студентами, что давление воздуха внутри банки не позволяет им затолкать мешочек — что-то там уже есть!
  2. Начать обсуждение давления.Почему болят уши, когда вы ныряете глубоко в бассейн? Воздух что-нибудь весит? Почему мы не чувствуем давления на нас? Почему воздух выходит из ушей, заставляя их «хлопать», когда мы взлетаем в самолете?
  3. Обсудите с классом давление в целом. Что еще, кроме воздуха, оказывает давление?
ЛАБОРАТОРНАЯ ИНФОРМАЦИЯ:
  1. Если вы используете полиэтиленовую пленку, попросите учащихся не порвать ее.
  2. Подчеркните, что баллон необходимо как можно сильнее натянуть на горловину банки или банки.
  3. Когда давление воздуха снаружи банки выше, воздух будет давить на пластиковую обертку, заставляя соломинку указывать вверх.
  4. Когда давление воздуха внутри банки выше, воздух внутри банки будет выталкиваться вверх по баллону или полиэтиленовой пленке, и соломинка будет направлена ​​вниз.
  5. Попросите учащихся записывать свое атмосферное давление ежедневно внутри и снаружи каждый день в течение 1-2 недель.
РАСШИРЕНИЯ:
  1. Чтобы продемонстрировать, что температура влияет на показания барометра, поместите барометр в кастрюлю с горячей водой и запишите, что происходит.
  2. Попросите одного ученика или группу учеников поставить свой барометр на прямой солнечный свет. Попросите своих учеников сравнить эти данные и определить, вызвал ли прямой солнечный свет неточные показания атмосферного давления.
  3. Попросите ваших учеников написать краткий отчет о том, как, по их мнению, давление на их барометре изменится от начала до конца, если глаз урагана пройдет прямо над вашей школой.
  4. В качестве домашнего задания попросите учащихся нарисовать диаграмму о взаимосвязи между температурой и давлением.Они могут найти много информации в Интернете.

Студенты

Создание барометра

ЦЕЛЬ: Построить и использовать барометр, понять атмосферное давление

МАТЕРИАЛЫ:

  • жестяная банка или стеклянная банка
  • прозрачная пластиковая пленка или резиновый баллон
  • резинка
  • папка или плотная бумага
  • солома
  • лента
  • ножницы

ПРОЦЕДУРА:

  1. Отрежьте кусок полиэтиленовой пленки или воздушного шара, по крайней мере, на два дюйма больше, чем горлышко банки или банки.
  2. Плотно натяните пластиковую пленку или баллон через горловину банки.
  3. Закрепите пластиковую пленку / баллон резинкой.
  4. Отрежьте полоску папки с файлами в три дюйма шириной и на два дюйма длиннее, чем высота вашей банки / банки.
  5. На внешнем крае этой полосы напишите «ВЫСОКИЙ» по направлению к верхнему краю и «НИЗКИЙ» по направлению к нижней части полосы. Между словами отметьте линию через каждые _ дюйма. Это ваша шкала. Обозначьте каждую строку 1,2,3,4,5 цифрой 1 на НИЗКОЙ стороне.
  6. Приклейте весы к банке или банке изолентой.
  7. Закрепите один конец ремня, чтобы зафиксировать его. Другой конец соломинки прикрепите липкой лентой к полиэтиленовой пленке / воздушному шарику в верхней части банки. Возможно, вам придется отрезать часть длины соломинки, чтобы заостренный конец соломинки был направлен в сторону вашей чешуи.
  8. Поместите барометр в безопасное место и каждый день записывайте показания барометрического давления. Снимайте показания на улице в тени. Дайте барометру постоять пять минут, прежде чем снимать показания.Сравните свою внутреннюю и внешнюю барометрическую температуру.
  9. Запишите свои данные.

НАБЛЮДЕНИЯ / ВОПРОСЫ

  1. 1. Где давление воздуха было наибольшим, внутри или снаружи? Объясните, почему это так.
  2. Что случилось с соломкой, когда давление воздуха увеличилось? Почему?
  3. Что случилось с соломкой, когда давление воздуха упало? Почему?
  4. Что случилось с соломкой, когда давление воздуха упало? Почему?
  5. Какие факторы повлияли на данные вашего барометра?
  6. Исследуйте ураганы и объясните, как атмосферное давление определяет силу урагана.

ВЫВОДЫ:

Расскажите своими словами, что такое барометр и как он работает. Затем объясните, как атмосферное давление используется для оценки скорости ураганного ветра.

ТАБЛИЦЫ ДАННЫХ

Неделя: _____ ЧТЕНИЕ ВНУТРИ ВНЕШНИЙ ЧТЕНИЕ
День 1
День 2
День 3
День 4
День 5

Неделя: _____ ЧТЕНИЕ ВНУТРИ ВНЕШНИЙ ЧТЕНИЕ
День 1
День 2
День 3
День 4
День 5

Неделя: _____ ЧТЕНИЕ ВНУТРИ ВНЕШНИЙ ЧТЕНИЕ
День 1
День 2
День 3
День 4
День 5

Артикул:

«Барометр», Microsoft Encarta Online Encyclopedia 2005 http: // encarta.