A pontos értéke légköri nyomás itt nem keresik; inkább e mennyiség alakulásának vizualizálására fogunk összpontosítani, és egy mozgó indexhez hasonlítjuk, hasonlóan a nappali mechanikus barométerén található referenciatűhöz.
Légköri nyomás
A légköri nyomás fogalma elengedhetetlen az időjárás-előrejelzésben. Bár nem könnyen kézzelfogható, ez a fizikai mennyiség egyszerűen kimutatható.
Tengerszinten a légköri nyomás elég erős ahhoz, hogy egy vízoszlopot körülbelül 10 méter magasra, vagy egy higanyoszlopot, amely lényegesen nehezebb, mindössze 76 centiméterre emeljen 1 négyzetcentiméteres felületen.
Ezért a higanybarométer nem más, mint egy hajlított üvegcső, amelynek egyik végén nyitott és higannyal van feltöltve.
Milliméterben van kalibrálva, ami a Föld felszínére többé-kevésbé nehezedő súlyt (azaz a nyomást) jelenti.
Ez az eszköz ma is feltalálója, Torricelli (1608-1647), a híres Galilei tanítványa nevét viseli.
A légnyomás növekedhet vagy csökkenhet. Érdemes megjegyezni, hogy a légköri nyomás értéke is jól mutatja a magasságot.
Lényegében a magasságmérő egyfajta, kilométerben kalibrált barométer.
Sajnálatos, hogy a hőmérséklet is befolyásolja ezt a mérést, mert a hidegebb levegő, mivel nehezebb, hajlamos leszállni, míg a meleg levegő kitágul és felemelkedik, mivel könnyebb.
Körülbelül 1 millibar csökkenés várható minden 8 méteres magasságnövekedés után.
A Nemzetközi Mértékegységrendszerben (SI) a nyomás mértékegysége a pascal (Pa), amely négyzetméterenként 1 newton (körülbelül 102 gramm) erőt jelent.
Ezt az értéket azonban nem használják általánosan, és gyakran helyettesítik a sávval, amely 100 000 pascal.
A standard légköri nyomás egy átlagos érték, körülbelül 1,013 bar vagy 1,013 millibar.
Ez a mértékegység gyakran megjelenik a háztartási barométereken a 76-os értékkel együtt, amely a higanyoszlop tengerszinti magasságát mutatja centiméterben.
De ez még nem minden! A millibart a hektopascal (hPa) váltotta fel, talán a nagy fizikus Blaise Pascal emléke előtt.
A piacon találhatunk fémes barométereket vagy aneroid barométereket, amelyek a fémek rugalmasságán alapulnak.
Egy levegőtől mentes fémkamrát a mérendő légköri nyomásnak vetik alá. Egy kar segítségével egy kis tűt mozgat a kalibrált tárcsán.
A mozgatható kurzor lehetővé teszi, hogy egy adott nyomást „tároljunk”, majd később ellenőrizzük, hogy az csökken-e vagy növekszik. Ezen megfigyelések alapján javasoljuk a barometrikus indikátorunk elkészítését.
Elektronikus légköri nyomásérzékelő
Napjainkban a légköri nyomás teljesen elektronikus méréséhez elegendő az érzékelő érzékeny felületére nyomást kifejtő légoszlop súlyát 'lemérni', kihasználva egy apró szilícium lapka piezorezisztív tulajdonságait.
Hasonló egy miniatűr nyúlásmérőhöz, amely képes érzékelni az aktív felületén lévő tömeg apró ingadozásait.
A Motorola már több éve kínál egy rendkívül érdekes alkatrészt a nagyközönség számára, amely hőmérséklet-kompenzált és gyárilag lézersugárral precízen kalibrált.
Ez az alkatrész az abszolút nyomásérzékelő MPX 2200AP referenciajellel.
Egy speciális modell két bemenettel méri a nyomáskülönbséget, hogy például megbecsülje a tartály vízszintjét. Az érzékelő tipikus érzékenysége kilopascal nyomásonként 0,2 mV.
Így 1 bar = 1000 hPa pontos nyomáson az alkatrész kimeneti feszültsége pontosan 100 x 0,2 mV = 20 mV.
Hogyan működik az áramkör
A légköri nyomásjelző áramkör teljes egészében az alábbi ábrán látható, és három különálló részből áll: a szabályozott tápegységből, a mérési és erősítő részből, végül a kijelző eszközből és a memóriakurzorból.
Ennek a készüléknek a szakaszos tápellátása lehetővé teszi egy 9 V-os téglalap alakú elem használatát.
Az akkumulátor kopásából eredő feszültségingadozások kiküszöbölésére a T1 előtéttranzisztorból és a Z1 zener-diódából álló feszültségszabályozó készülékünk van, névleges értékű 6,2V. A sorba kapcsolt D1 kapcsolódióda precízen kompenzálja a tranzisztor PN átmenetén fellépő feszültségesést.
A nagy értékű C1 elektrolit kondenzátor ezt a folyamatos feszültséget is 6,2 V-on stabilizálja.
Ennek az áramforrásnak a pozitív pólusa áthalad a TEST gombon, amely csak kérésre látja el árammal a megjelenítőt, hozzájárulva az akkumulátor élettartamának jelentős meghosszabbításához.
