Precīza vērtība atmosfēras spiediens šeit netiek meklēts; drīzāk mēs vairāk pievērsīsimies šī daudzuma evolūcijas vizualizācijai, salīdzinot to ar kustīgu indeksu, līdzīgi kā atsauces adata, kas atrodama uz mehāniskā barometra dzīvojamā istabā.
Atmosfēras spiediens
Atmosfēras spiediena jēdziens ir būtisks laika prognozēšanā. Lai gan tas nav viegli taustāms, šo fizisko lielumu ir vienkārši demonstrēt.
Jūras līmenī atmosfēras spiediens ir pietiekami spēcīgs, lai paceltu ūdens stabu aptuveni 10 metru augstumā vai dzīvsudraba stabu, kas ir ievērojami smagāks, tikai līdz 76 centimetriem uz 1 kvadrātcentimetra virsmas.
Tāpēc dzīvsudraba barometrs ir nekas cits kā saliekta stikla caurule, kas ir atvērta vienā galā un piepildīta ar dzīvsudrabu.
Tas ir kalibrēts milimetros, kas atspoguļo svaru (t.i., spiedienu), kas vairāk vai mazāk iedarbojas uz Zemes virsmu.
Šī ierīce joprojām nes tās izgudrotāja Toričelli (1608-1647), slavenā Galileja mācekļa, vārdu.
Gaisa spiediens var palielināties vai samazināties. Ir vērts atzīmēt, ka atmosfēras spiediena vērtība arī labi parāda augstumu.
Būtībā altimetrs ir sava veida barometrs, kas kalibrēts kilometros.
Žēl, ka temperatūra ietekmē arī šo mērījumu, jo vēsāks gaiss, būdams smagāks, mēdz nolaisties, bet siltais gaiss izplešas un paceļas, būdams vieglāks.
Var sagaidīt samazinājumu par aptuveni 1 milibāru uz katriem 8 metru augstuma palielinājumiem.
Starptautiskajā mērvienību sistēmā (SI) spiediena mērvienība ir paskals (Pa), kas apzīmē spēku 1 ņūtons uz kvadrātmetru (aptuveni 102 grami).
Tomēr šo vērtību parasti neizmanto, un to bieži aizstāj ar joslu, kas ir vienāda ar 100 000 paskaliem.
Standarta atmosfēras spiediens ir vidējā vērtība, aptuveni 1,013 bāri vai 1013 milibāri.
Šī vienība bieži tiek rādīta mājsaimniecības barometros kopā ar vērtību 76, kas apzīmē dzīvsudraba kolonnas augstumu centimetros jūras līmenī.
Bet tas vēl nav viss! Milibārs ir aizstāts ar hektopaskālu (hPa), iespējams, par godu izcilā fiziķa Blēza Paskāla piemiņai.
Tirgū var atrast metāliskus barometrus vai aneroīdus barometrus, kas darbojas, pamatojoties uz metālu elastību.
Metāla kamera, kurā nav gaisa, tiek pakļauta izmērāmajam atmosfēras spiedienam. Izmantojot sviru, tas pārvieto nelielu adatu pāri kalibrētai skalai.
Kustīgais kursors ļauj 'saglabāt' doto spiedienu un vēlāk pārbaudīt, vai tas samazinās vai palielinās. Pamatojoties uz šiem novērojumiem, mēs ierosinām izveidot mūsu barometrisko rādītāju.
Elektroniskais atmosfēras spiediena sensors
Mūsdienās, lai pilnībā elektroniski izmērītu atmosfēras spiedienu, pietiek ar to, ka 'izsver' gaisa kolonnas svaru, kas rada spiedienu uz sensora jutīgo virsmu, izmantojot niecīgas silīcija vafeles pjezorezistīvās īpašības.
Tas ir līdzīgs miniatūrai deformācijas mērierīcei, kas spēj noteikt nelielas masas izmaiņas uz tā aktīvās virsmas.
Motorola jau vairākus gadus plašai sabiedrībai piedāvā ļoti interesantu komponentu, kas tiek kompensēts ar temperatūru un precīzi kalibrēts rūpnīcā, izmantojot lāzera staru.
Šis komponents ir absolūtā spiediena sensors ar atsauces MPX 2200AP.
Īpašs modelis ar divām ieejām mēra diferenciālo spiedienu, lai, piemēram, novērtētu ūdens līmeni tvertnē. Sensora tipiskā jutība ir 0,2 mV uz kilopaskālu spiediena.
Tādējādi pie precīza spiediena 1 bar = 1000 hPa komponenta izejas spriegums mēra precīzi 100 x 0,2 mV = 20 mV.
Kā darbojas ķēde
Atmosfēras spiediena indikatora ķēde ir pilnībā parādīta nākamajā attēlā, un tā sastāv no trim atšķirīgām sadaļām: regulējamās barošanas avota, mērīšanas un pastiprināšanas sadaļas un visbeidzot displeja ierīces un atmiņas kursora.
Šīs ierīces intermitējošais barošanas avots ļauj izmantot 9 V taisnstūra akumulatoru.
Lai novērstu jebkādas sprieguma izmaiņas akumulatora nodiluma dēļ, mums ir sprieguma regulēšanas ierīce, kas sastāv no balasta tranzistora T1 un Zener diodes Z1 ar nominālo vērtību 6,2 V. Virknē savienotā komutācijas diode D1 precīzi kompensē sprieguma kritumu tranzistora PN pārejā.
Lielas vērtības elektrolītiskais kondensators C1 arī stabilizē šo nepārtraukto spriegumu pie 6,2 V.
Šī barošanas avota pozitīvā spaile iet caur pogu TEST, kas displeja ierīci darbina tikai pēc pieprasījuma, tādējādi ievērojami pagarinot akumulatora darbības laiku.
