Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лесная метеорология. Метеорологические приборы и наблюдения (А. В. Иванов).pdf
Скачиваний:
468
Добавлен:
11.03.2016
Размер:
8.63 Mб
Скачать

8. ИЗМЕРЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ

В метеорологии атмосферное давление принято выражать в милли-

барах (мб):

1 мб = 10-3 бар = 103 дин/см2 = 102 Н/м2.

Часто атмосферное давление выражают в миллиметрах высоты ртутного столба, создающего давление, равное атмосферному:

1 мм рт. ст. =1 торр=1,33 мб (точнее 1,3332 мб), 1 мб = 0,75 мм (точнее 0,7506 мм).

Для измерения атмосферного давления в метеорологии используют главным образом барометры с жидкостями (ртутные барометры), действующие на основании законов гидростатики, и анероиды, или металлические барометры, основанные на упругих свойствах твердых тел; изредка используются также гипсотермометры (термобарометры), основанные на зависимости точки кипения жидкости от внешнего давления.

Барометр был изобретен в 1643 г. итальянским математиком и физиком Эванджелиста Торричелли (1608-1647 гг.). Это изобретение было связано с опытами, которые он проводил для доказательства существования атмосферного давления. Сущность этого опыта состояла в том, что он брал стеклянную трубку длиной около 90 см, запаянную с одного конца и наполненную ртутью, и погружал ее открытым концом в чашку с ртутью, ртуть в трубке опускалась, но в ней оставался столб ртути длиной около 76 см.

Рис. 8.1. Схема чашечного барометра.

Рис. 8.2. Типы жидкостных барометров

108

Очевидно, что оставшийся в трубке столб ртути уравновешивал давление атмосферного воздуха. Действительно, на поверхность ртути а-б в чашке (рис. 8.1) давит атмосферный воздух, а на равную ей поверхность а11, прикрытую запаянной вверху трубкой, давит только столб ртути, так как над ним при его опускании образовался вакуум, а атмосферное давление сверху воспринимает запаянный конец трубки

(рис. 8.1, 8.2).

Ртутные барометры могут быть трех систем: чашечные, сифонные и сифонно-чашечные. На рис. 8.2 схематически изображены все три системы барометров. Практически изготовляются только чашечные и си- фонно-чашечные барометры.

В любом барометре измерение атмосферного давления сводится к определению высоты (длины) столба жидкости Н с точностью до десятых, а в некоторых барометрах до сотых долей миллиметра (шкала барометра чаще градуируется в миллибарах). Такая точность измерения обеспечивается применением точных шкал и нониусов, а также путем строгого соблюдения определенных правил измерения.

Стационарный чашечный барометр с компенсированной шка-

лой представлен на рис. 8.3. Стеклянная запаянная с верхнего конца трубка 4 с внутренним диаметром 7,2 мм и длиной около 800 мм укреплена нижним открытым концом в крышке пластмассовой или чугунной чашки 8 при помощи шайбы 9 с винтовой нарезкой. Чашка 8 (рис. 8.3, б) состоит их трех свинчивающихся частей. Средняя часть имеет диафрагму 10 с отверстиями. Диафрагма служит для исключения возможности резких колебаний ртути, при которых в барометрическую трубку может попадать воздух. Кроме того, диафрагма занимает некоторый объем в чашке, тем самым уменьшая необходимое количество ртути. Трубка и чашка наполняются дистиллированной ртутью. Воздух из трубки до заполнения ее ртутью откачивается до 10-3…10-4 мб. Барометр сообщается с окружающим атмосферным воздухом через отверстие в крышке чашки, закрывающееся винтом 7 с кожаной шайбой.

Измерение высоты ртутного столба в стеклянной трубке производится по шкале, нанесенной с левой стороны на латунной защитной оправе 6 (рис. 8.3, а, в). Шкала нанесена не вдоль всей барометрической трубки, а лишь в ее верхней части, причем нуль шкалы совпадает с уровнем ртути в чашке. Шкала наносится вдоль края у сквозного вертикального прореза защитной оправы барометра. Сквозной прорез позволяет видеть мениск ртутного столба в стеклянной трубке. В этом же прорезе при помощи кремальеры 3 движется кольцо с укрепленным на нем нониусом 2, нижний край которого служит индексом для наводки на мениск ртутного столба. Такое приспособление дает возможность

109

при отсчетах правильно установить глаз – так, чтобы он находился на одной линии со срезами передней и задней частей кольца (рис. 8.3, а).

Нониус станционного чашечного барометра (рис. 8.3, в) устроен так, что 10 его делений равны 19 делениям шкалы барометра. Это позволяет производить отсчеты с точностью до десятых долей деления шкалы (миллибара или миллиметра); номер деления нониуса, совпадающего с каким-либо делением шкалы, дает число десятых долей деления шкалы.

Рис. 8.3. Стационарный чашечный барометр

Для определения температуры барометра служит термометр 5 (рис. 8.3, а), укрепленный в прорези защитной оправы барометра. Цена деления термометра 1,0°, но отсчитывать температуру следует с точностью до 0,1°.

При измерении атмосферного давления барометр подвешивают на крюке с винтом, прилагаемом к каждому барометру. Для подвешивания барометра в верхней части оправы имеется кольцо 1.

Измерение давления с помощью барометров этой системы позволяет ограничиваться лишь отсчетом положения столбика ртути в стеклянной трубке, не делая отсчета положения ртути в чашке, несмотря на то, что уровень ртути в чашке при изменении давления меняется.

Такое упрощение производства измерений возможно потому, что в чашечном барометре применена компенсированная шкала. Расчет такой шкалы сделан на основании следующих соображений. При изменении давления в барометре происходит изменение уровней ртути в трубке и чашке и связанное с этим перемещение некоторого количества ртути из

110

трубки в чашку (или наоборот). Соотношение изменений уровней ртути в трубке и чашке (исходя из равенства переместившихся объемов) будет обратно пропорционально соотношению площадей их поперечного сечения. Для барометров, выпускаемых отечественными заводами, это соотношение равно 0,02. Таким образом, при изменении атмосферного давления на единицу длина столба ртути в барометре изменится на величину Н1 Н2 (рис. 8.5) за счет изменения в трубке на

величину у и в чашке на х, т. е. х + у = Н1 Н2 = 1; так как х = 0,02 у, то 0,02 у + у = 1 и с достаточной точ-

ностью у = 0,98.

Следовательно, на компенсированной шкале

 

должны быть нанесены деления, составляющие 0,98

 

части выбранной единицы измерения давления. У

 

станционных барометров с миллиметровой шкалой

 

длина деления равна 0,98 мм, а с миллибаровой шка-

 

лой 0,735 мм.

 

Отсчеты по станционному барометру при изме-

 

рении атмосферного давления производятся следую-

 

щим образом:

Рис. 8.4. Измерение

1) отсчитывают температуру по термометру с

давления

точностью до десятых долей градуса, определяя по-

по барометру

следние на глаз;

 

2)слегка постукивают пальцем по защитной трубке барометра, чтобы нарушить сцепление ртути со стенками трубки и чтобы мениск ртути в барометрической трубке принял бы нормальную форму;

3)подводят нониус сверху до момента кажущегося касания его срезов вершины мениска ртути в барометрической трубке. При этом глаз должен находиться на линии, проходящей через передний и задний срезы кольца нониуса (рис. 8.4);

4)отсчитывают показания барометра.

Рис. 8.5. Положение глаза при отсчете по барометру: а правильное, б низкое, в высокое

111

При систематических наблюдениях полезно после отсчета не сбивать положение нониуса. Это дает возможность проверить предыдущие измерения и тем самым исключить грубые просчеты.

Правила перевозки станционного барометра следующие:

1.На крышке чашки барометра завинтить винт 7 (рис. 8.3, б).

2.Осторожно снять барометр с подвесного крюка.

3.Плавно наклонить барометр настолько, чтобы ртуть заполнила всю барометрическую трубку. При этом необходимо прислушиваться к звуку, который получается при ударе ртути о верхний запаянный конец барометрической трубки. Если звук резкий, высокий, металлический, это значит, что в трубке барометра нет воздуха. В противном случае звук будет приглушенный, низкий, потому что воздух в трубке служит амортизатором. Наклонять барометр следует осторожно, так как при резком ударе ртути в запаянный конец трубки барометрическая трубка может разбиться.

4.Перевернуть барометр чашкой вверх, не задерживая его в горизонтальном положении.

5.Уложить барометр в футляр, кото-

рый предварительно располагается так, чтобы при укладке чашка барометра лежала на 5-10 см выше верхнего конца барометрической трубки.

Переносить барометр следует так,

 

чтобы его чашка была всегда выше запа-

 

янного конца барометрической трубки.

 

При перевозках ртутных барометров в

 

собранном виде на далекое расстояние

Рис. 8.6. Упаковка барометра

 

применяются специальные мягкие подуш-

для перевозки

ки, надеваемые на концы футляра, в кото-

 

рый укладывается барометр (рис. 8.6). Подушка, надеваемая на конец футляра, в котором находится чашка барометра, делается несколько больших размеров, чем подушка, надеваемая на другой конец футляра, благодаря чему упакованный барометр, положенный на горизонтальную поверхность, окажется в наклонном положении и его чашка будет находиться выше запаянного конца барометрической трубки.

В показания станционного чашечного барометра вводят три поправки: инструментальную, на температуру и силу тяжести в зависимости от широты и высоты места наблюдений. Инструментальная поправка указана в поверочном свидетельстве прибора, а поправки на температуру и силу тяжести определяют по таблицам (прил. 6-8).

112

Пример. Барометр установлен на широте 60° с. и на высоте 500 м. Отсчет по термомерту 20,0°, по барометру 950,0 мб. Определите исправленное значение давления p.

Инструментальная поправка равна 0,2 мб. Поправка на температуру равна 3,1 мб (прил. 6). Поправка на широту места равна +1,2 мб (прил. 7). Поправка на высоту места равна 0,09 мб (прил. 8).

Величина атмосферного давления с учетом всех поправок p = 950,0 0,2 3,1+1,2 0,09 = 947,8 мб.

Устройство сифонно-чашечного барометра контрольного пока-

зано на рис. 8.7.

Стеклянная барометрическая трубка 12 (рис. 8.7, б) в верхней своей части имеет диаметр около 14 мм. Эта часть составляет 1/3 всей длины трубки 1; остальные 2/3 значительно тоньше. Тонкая часть трубки изогнута в месте сужения в сторону от верхней части и спаяна при помощи стеклянного баллона 13 со второй короткой трубкой 14 таким образом, что верхняя широкая часть трубки 12 расположена соосно с трубкой 14. Трубка 14 в своей нижней рабочей части должна иметь такой же диаметр, как рабочая часть трубки 12, поэтому их делают из одного и того же отрезка трубки. Нижние концы трубок 12 и 14 вмонтированы в железный конус 15, который вставляется в чашку 16 и закрепляется в ней. Трубка 12 является длинным коленом барометра, трубка 14 — коротким. Короткое колено барометра в верхней своей части имеет цилиндрический прилив с отверстием. На приливе укреплен ниппель, закрывающийся колпачком 7, с кожаной прокладкой. Обе стеклянные трубки вставлены в оправу барометра 5 (латунная трубка), соединяющуюся с чашкой 16. В оправе имеются сквозные прорези, через которые видны столбики ртути в верхнем и нижнем коленах барометра. На правом крае прорезей оправы нанесена шкала. Деления шкалы нанесены внизу у нижней прорези от 0 до 130 мб, у верхней прорези от 850 до 1070 мб. В нижней прорези устанавливается индекс 8 (рис. 8.7, в), соединенный с кольцом, которое крепится к оправе винтом 9 таким образом, чтобы нижний срез индекса 8 был установлен строго против нулевого деления шкалы. Поэтому после установки индекса винт 9 трогать нельзя, так как это может привести к смещению индекса 8 и изменить инструментальную поправку барометра. Дном чашки 16 служит мешок 17 из лайки, нижняя часть мешка 17 с помощью винта 11, ввинчивающегося в дно защитного цилиндра 10, может перемещаться вверх и вниз, меняя уровень ртути в обоих коленах барометра. В средней части оправы барометра установлен термометр 6 (рис. 8.7, а). На оправе у верхней прорези имеется подвижная муфта 4 с прорезью, у правого края которой укреплен нониус с 20 делениями на шкале. С помощью нониуса отсчет по шкале барометра может производиться с точностью до 0,05 мб. Муфта 4 состоит из нескольких частей, подвижных относительно друг друга. Верхняя часть муфты может быть закреплена винтом 1 на любом участке оправы барометра у верхней

113

Рис. 8.7. Контрольный барометр

114

прорези, что позволяет произвести грубую установку среза нониуса у мениска ртути; нижняя часть может перемещаться вверх и вниз относительно верхней части муфты при помощи микрометренного кольца 3, что позволяет точно установить срез кольца (нуль нониуса) на вершину мениска ртути.

Барометр подвешивается за кольцо 2 на особом крюке, который ввинчивается в стену (рис. 8.8, б). Чашка барометра пропускается в кольцо, также ввинченное в стену. При помощи трех винтов, имеющихся в кольце (рис. 8.8, а), барометр устанавливается строго вертикально. Проверка вертикальности установки барометра осуществляется с помощью отвеса, подвешиваемого рядом с барометром, в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. При этом защитная трубка барометра должна быть расположена параллельно отвесу.

Значение атмосферного давления с помощью этого барометра определяется по высоте столба ртути, равной разности уровней ртути в

длинном и коротком коленах барометра.

 

На точность показаний контрольного ба-

 

рометра не влияют нецилиндричность трубки

 

и некоторое изменение количества ртути в

 

чашке. Важное значение имеет правильная

 

установка нижнего индекса 8 (рис. 8.7, а, б).

 

Для точной установки индекса 8 на пластинке

 

индекса сделаны три штриха. При совпадении

 

нижнего среза пластинки индекса с нулем

 

шкалы, нанесенной на защитной трубке, штри-

Рис. 8.8. Установочное коль-

хи эти должны располагаться так, чтобы сред-

цо (а) и подвесной крюк (б)

ний штрих точно совпадал с делением шкалы,

 

обозначенным цифрой 1 (10 мм), а два боковых штриха были бы одинаково смещены относительно штрихов на шкале, обозначенных 5 и 15 мм.

На метеорологических станциях для измерения давления анероиды не используются, однако их применяют, например, в экспедициях, на постах и т. д. В обращении имеются анероиды двух образцов: барометр-анероид метеорологический и беспружинный барометр-анероид метеорологический (БАМ). Приемником давления у анероидов является мембранная анероидная коробка. Она состоит из двух спаянных между собой гофрированных круглых мембран 1 с жесткими центрами 2 и ножками 3, служащими для крепления мембраны. Внутренняя полость коробки герметична и находится под вакуумом (внутреннее давление менее 10-2 мм).

Мембранные коробки изготовляются из стали или нейзильбера, фосфористой бронзы, бериллиевой бронзы и др.

Внешнее давление (давление атмосферы), стремящееся сдавить коробку, уравновешивается пружиной. Измерительная пружина может

115

находиться вне коробки или внутри нее. Роль этой пружины могут выполнять также сами мембраны в случае их достаточной упругости.

При изменении атмосферного давления мембранные коробки деформируются, меняя натяжение пружины. По величине этого натяжения (или величине деформации коробок) определяют атмосферное давление.

На рис. 8.9, а приведен внешний вид барометра-анероида и схема его механизма. Ножка нижней мембранной коробки 9 укреплена на металлической плите 10, ножка верхней мембранной коробки при помощи колонки и штифта соединена с пружиной 8. Пружина, растягивая коробку, уравновешивает атмосферное давление, действующее на коробку.

а)

 

б)

 

 

 

Рис. 8.9. Анероид

При изменении атмосферного давления пружина сгибается или разгибается, перемещая укрепленный на ней стержень 3. Перемещение стержня 3 передается коленчатому рычагу 2, который при помощи шарнирной цепочки или тонкой металлической нити 4 вращает ось 5 стрелки 6. Для создания постоянного натяжения цепочки на оси 5 прикреплена спиральная пружина 1. По положению конца стрелки 6 относительно делений шкалы 7, введя соответствующие поправки, определяют величину атмосферного давления.

К шкале анероида с обратной стороны против специальной прорези прикреплен термометр. На дне кожуха анероида имеется отверстие для доступа к винту, регулирующему положение стрелки (необходимо иметь в виду, что после поверки анероида этот винт трогать нельзя, так как от его перестановки изменяются поправки прибора).

Чтобы анероид не подвергался резким колебаниям температуры, его помещают в особый закрытый футляр, открываемый только во время измерений.

116

При наблюдениях по анероиду вначале отсчитывают температуру по термометру при анероиде с точностью до 0,1°. После этого, слегка постучав по стеклу анероида для преодоления трения в передающей части, отсчитывают положение стрелки относительно шкалы с точностью до 0,1 мм.

Поправки к барометру-анероиду. В показания анероида вводятся три поправки: на шкалу, на температуру, добавочная. Все поправки указываются в поверочном свидетельстве, которое прилагается к каждому прибору.

Поправка на шкалу учитывает инструментальные неточности и особенности в передаточном механизме. В поверочном свидетельстве поправка на шкалу приведена через 10 мм. Промежуточные значения поправок определяются путем интерполяции.

При одном и том же атмосферном давлении, но разной температуре показания анероида могут быть разными, так как с изменением температуры упругость пружины и мембранной коробки не остается постоянной. Поэтому показания анероидов приводятся к температуре 0°. В поверочном свидетельстве дается величина поправки при изменении температуры на 1°. Для приведения показаний анероидов к 0° необходимо указанную поправку умножить на температуру прибора.

Добавочной поправкой учитывается остаточная деформация коробки и пружины. Эта поправка меняется во времени. Поэтому в поправочном свидетельстве указывается дата ее определения.

Добавочную поправку рекомендуется определять периодически, а при барометрическом нивелировании до начала и после работы.

Для введения добавочной поправки необходимо произвести серию (5-6) одновременных отсчетов по ртутному чашечному барометру и анероиду. Средняя разница между показаниями барометра с учетом всех поправок и анероида с двумя поправками (на температуру и шкалу) и будет добавочной поправкой к анероиду.

Для определения атмосферного давления также используется гипсотермометр (термобарометр). Сущность этого метода заключается в использовании зависимости между температурой пара кипящей жидкости и его давлением.

Кипение жидкости наступает тогда, когда упругость насыщающего пара становится равной внешнему атмосферному давлению.

Зная температуру пара кипящей воды, можно по специальным таблицам найти величину его упругости, а так как она равна внешнему давлению, то, следовательно, определить и величину атмосферного давления.

117

Для давления от 715 до 775 мм температура пара кипящей воды приближенно рассчитывается с помощью эмпирической формулы

t = 100° + 0,0375 760),

где t температура пара кипящей воды при давлении р.

Зная температуру кипящей воды, можно определить величину атмосферного давления р:

p 760 t 100 . 0,0375

Таким образом, определение атмосферного давления при помощи гипсотермометра сводится к измерению температуры пара кипящей воды.

Устройство гипсотермометра. Гипсотермометр представляет собой термометр большой чувствительности с делениями, позволяющими отсчитывать температуру с точностью до 0,01° (его шкала имеет деление ценой 0,05°).

Отсчет производится с помощью лупы с точностью до 0,2 и даже 0,1 деления шкалы, т. е. до 0,01-0,005°. Изготовляются гипсотермометры и более высокой точности, имеющие цену деления шкалы 0,01° или 0,02°. Для обеспечения высокой точности в отсчетах показаний гипсотермометра и возможности поверки изменения его реперных точек необходимо, чтобы его шкала имела точки 0 и 100°, а деления шкалы были достаточной величины. Для этого следовало бы изготовлять гипсотермометры очень длинными, что было бы чрезвычайно неудобно для пользования. Поэтому в капиллярной трубке термометра немного выше нулевого деления сделано расширение длиной около 1-2 см. Расширение заполняется ртутью при температуре около 80°, при дальнейшем повышении температуры начинает заполняться верхняя часть капилляра.

Гипсотермометры выпускаются со шкалами, на которых деления наносятся в единицах давления (в миллиметрах или миллибарах). Это дает возможность после введения соответствующих шкаловых поправок непосредственно получать значение атмосферного давления (рис. 8.10).

Каждый гипсотермометр должен быть поверен и иметь поверочное свидетельство, в котором даются поправки по шкале для каждого десятка миллиметров или миллибаров, указываются время поверки и отсчет показаний гипсотермометра в тающем снеге после получасового пребывания его до этого при температуре кипения воды, а также атмосферное давление, при котором кипение происходило. При повторных поверках точки нуля гипсотермометра отсчет, приведенный в поверочном свидетельстве, дает возможность определить изменение положения точки нуля, которое произошло за время, прошедшее между двумя поверками.

118

Рис. 8.10. Гипсотермометр Рис. 8.11. Кипятильник гипсотермометра

119

Кипятильник для гипсотермометра. Температура пара кипящей во-

ды с помощью гипсотермометра определяется в специальном кипятильнике (рис. 8.11), состоящем из металлического сосуда 6 и раздвижной трубки 2 с двойными стенками. В верхней части внутренней стенки трубки 2 имеются отверстия 4, а в нижней части наружной стенки — отверстия 5.

В нижней части трубки 2 имеется металлическая сетка 1, которая предохраняет резервуар гипсотермометра от брызг воды. На гипсотермометр надевают резиновое кольцо и помещают его в отверстие 3 раздвижной трубки.

Резиновое кольцо надевается так, чтобы ртутный столбик при кипении воды в сосуде 6 выдавался над резиновым кольцом лишь на 1-2 мм, так как выступающий над резиновым кольцом столбик ртути находится под влиянием окружающего воздуха, температура которого значительно отличается от температуры пара кипящей воды.

Чтобы (по возможности) весь ртутный столбик гипсотермометра находился при температуре пара кипящей воды, двойная трубка сделана раздвижной. Пар кипящей воды, поднявшись по внутренней трубке, через верхние отверстия в ней поступает в наружную и выходит из нее через нижние отверстия 5. В кипятильнике следует применять только дистиллированную воду.

При измерениях на открытом воздухе гипсотермометр вместе с кипятильником вставляется в защитный ящик (рис. 8.12).

Встречаются также конструкции кипятильников гипсотермометра, отличающиеся от описанной.

Относительно небольшие габариты и вес гипсотермометра делают этот прибор удобным для использования в экспедициях; гипсотермометр можно проверить на любой метеорологической станции, сравнив его показания с показаниями ртутного барометра, после чего им можно во время экспедиции пользоваться для проверки анероидов.

Рис. 8.12. Гипсотермометр и кипятильник в защитном футляре

Для непрерывной регистрации изменений атмосферного давления применяется барографы. Широкое распространение имеют только ба-

120

рографы, у которых в качестве чувствительного элемента применены мембранные коробки.

Барограф (рис. 8.13) размещен в пластмассовом корпусе (таком же, как термограф и гигрограф) К основанию корпуса с помощью четырех винтов прикреплена металлическая плата 14 (рис. 8.14), на которой смонтирован весь механизм прибора. Блок барокоробок 13 нижним концом с помощью биметаллического компенсатора крепится к пла-

те 14. Верхний конец блока Рис. 8.13. Барограф барокоробок с помощью упо-

ра 6 и системы рычагов связан со стрелкой 1, на конец которой надевается перо. Рычажная система состоит из рычага 5 с шарниром, расположенным в подвижном кронштейне 3, тяги 7 и регулируемого рычага 8, имеющего общую ось со стрелкой 1 и закрепляемого винтом. Меняя с помощью винта длину рычага 8, можно регулировать чувствительность барографа. Положение подвижного кронштейна 3, имеющего шарнир в кронштейне 2, фиксируется сверху винтом 4 и снизу упорной пружиной. С помощью винта 4, расположенного в верхней части кронштейна 2, можно перемещать подвижной кронштейн 3 вокруг его шарнира, тем самым перемещая всю систему рычагов (не деформируя коробки) и устанавливая конец стрелки 1 с пером в нужном положении относительно делений на ленте (надетой на барабан часового механизма) в соответствии с атмосферным давлением.

121

Рис. 8.14. Механизм барографа

Часовой механизм с барабаном для ленты надевается на ось 15.

При повышении атмосферного давления барокоробки сжимаются и через рычажную систему поворачивают стрелку, перемещая ее кверху (перо перемещается вверх). При понижении, атмосферного давления коробки под воздействием упругих сил мембран расширяются и стрелка перемещается вниз. Перемещение пера примерно в 80 раз больше, чем деформация блока барокоробок. Чувствительность барокоробок (мм/мб) имеет температурную зависимость, так как упругие свойства мембран зависят от температуры. Для компенсации деформаций барокоробок, вызванных изменениями температуры, в барографах применяется термокомпенсатор.

Биметаллический компенсатор (рис. 8.15) крепится к нижней стороне платы 14. К биметаллической пластине 19 компенсатора, которая закреплена одним концом винтом 16 к плате, винтом 20 прикреплены барокоробки. Передвижной скобой 18 с помощью винта 17 пластина 19 скрепляется с корпусом.

Меняя место закрепления скобы, изменяют длину свободного конца биметалла и, следовательно, величину перемещения барокоробок биметаллом при изменении температуры. При перемещении скобы 18 назад (в сторону барокоробки) свободный конец биметалла укорачивается и перемещение барокоробки уменьшается. При перемещении скобы вперед к неподвижному концу биметалла свободный конец его удлиняется перемещение барокоробок биметаллом при изменении температуры увеличивается. Слегка пере-

122

Рис. 8.15. Биметаллический

 

 

компенсатор барографа

мещая хомут в ту или иную сторону, добиваются возможно лучшей температурной компенсации. Регистрация давления производится на специальных, накладываемых на барабан часового механизма лентах. При установке и снятии барабана с лентой приходится отводить стрелку 1 (рис. 8.14). Для отвода стрелки 1 служит рукоятка 11, связанная с упором 12. Пластмассовая крышка прибора соединяется с корпусом шарниром, а при закрывании крышка автоматически запирается пружинным замком. Открывают крышку за рукоятку в ее верхней части при одновременном нажатии кнопки, отпирающей пружинный замок.

Чтобы барограф работал на станции бесперебойно, необходимо строго выполнять правила по уходу за ним.

Барограф следует устанавливать на отдельной полочке, укрепленной на стене недалеко от ртутного барометра. Его не следует подвергать сильным температурным колебаниям, так как, несмотря на температурную компенсацию, это может сказаться на его записях. Поэтому барограф нельзя устанавливать вблизи отопительных батарей, оконных проемов, в местах, куда могут попасть лучи солнца.

Уход за часовым механизмом барографа осуществляется так же, как за часовым механизмом термографа.

Барографы в зависимости от подкладной шестерни (у оси 15) и приданного им часового механизма могут быть суточными и недельными. Ленты барографа (рис. 8.16) разграфлены через равные промежутки горизонтальными линиями и по вертикали через равные промежутки дугами. Горизонтальными линиями нанесена шкала давления в миллибарах, вертикальными дугами шкала времени. Шкала давления на ленте имеет пределы от 960 до 1050 мб, деления нанесены через каждые 2 мб и оцифрованы через каждые 10 мб. По шкале времени цена делений между соседними дугами 15 минут для суточного барографа и 2 часа для недельного.

123

Рис. 8.16. Лента барографа

Смена ленты на барографе производится совершенно так же, как на термографе. Контрольные отметки на барографе делаются при производстве измерений давления по барометру в основные сроки наблюдений. Исправленные показания барометра являются исходными при обработке лент для введения поправок к данным по записи барографа. В остальном обработка лент барографа не отличается от обработки лент термографа.

Измеритель атмосферного давления относится к новому поколе-

нию метеорологических измерительных приборов для измерения и долговременной (более 1 месяца) регистрации атмосферного давления на метеостанциях и метеопостах.

Принцип действия прибора основан на прецизионном преобразовании линейных размеров традиционной анероидной барокоробки в электрический сигнал и дальнейшей обработке его микропроцессорным устройством. Вид получаемой информации соответствует принятым в метеорологии стандартам, включая графическую. Точность измерения сохраняется при изменении внешних температурных условий.

Съем информации осуществляется с помощью микрокомпьютера PALM Hie, входящего в комплект поставки, по ИК-каналу связи. Предусмотрена возможность трансляции и дальнейшей обработки полученной информации в ПК.

Технические характеристики измерителя атмосферного давления следующие:

диапазон измеряемого давления 1050,0-600,0 мб; погрешность измерения 0,5 мб; температура внешних условий от 10 до +45 С;

124

источник питания 4 элемента типа АА; продолжительность работы от одного комплекта элементов не ме-

нее 1 года; дискретность измерения каждые 10 мин;

период массивов измерений 6 часов, сутки, неделя, месяц; вывод графика на экран за 6 часов, сутки, неделю, месяц;

вывод на экран экстремальных значений, массивов часовых измерений и величины барической тенденции;

габаритные размеры 70 x 180 мм; масса менее 0,5 кг.

Прибор состоит из измерителя атмосферного давления и микроком-

пьютера PALM TTTe.

Контрольные вопросы

1.Почему в кипятильник обязательно наливается дистиллированная вода?

2.Почему шкала у гипсотермометра наносится не полностью?

3.Для чего в основном применяется гипсотермометр?

4.Произведите отсчет поверенного анероида, введите все три поправки в полученное показание и найдите исправленное значение давления.

5.Объясните, почему в показание анероида вводятся три поправки. Укажите смысл каждой из них.

6.Можно ли переводить стрелку анероида после поверки?

125