Відмінності між барометрами та манометрами

Манометри

Манометр - це прилад, який вимірює тиск, як правило, атмосферний. Манометри використовуються століттями і пропонуються в різних конструкціях: від старих скляних трубок, що містять ртуть або воду, до нових цифрових пристроїв.

Барометри

Як і манометр, і барометр вимірює атмосферний тиск. Насправді барометр - це тип манометра закритого типу. Однак барометри мають більш обмежений дизайн та функції, ніж манометри. Усі барометри є манометрами, але не всі манометри є барометрами.

Відмінності між манометрами і барометрами

1. Форма та дизайн

Барометри

Як підрозділ манометрів, барометри виходять в одній базовій конструкції: цегляна трубка. Зокрема, традиційний барометр - це скляна трубка з одним відкритим кінцем та вакуумом на іншому кінці. На відкритому кінці атмосферні гази чинять тиск на рідину всередині трубки. Ця рідина, як правило, ртуть, буде відповідати висоті тиску, який чинять зовнішні гази, оскільки вакуум на закритому кінці трубки не спричинить зміни висоти ртуті..

Барометри з закритим контуром можуть бути або П-образними, або добре витягнутими. У добре сформованому барометрі трубка ртуті стоїть догори дном або перевернута в більшу лунку ртуті, так що закритий кінець з вакуумом є найвищою точкою, а відкритий кінець підвішений у рідині. Потім зовнішні гази тиснуть на свердловину ртуті, яка розширюється в закриту трубку.

Сьогодні барометри можуть бути цифровими або анероїдними, що робить їх портативними - традиційні барометри зі скла потрібно прикріпити до столу або залишити стоячи. Анероїдні барометри, як і ті, які можна знайти в автомобілях, можуть мати цифровий або годинниковий інтерфейс. Ці барометри мають ряд комірок, наповнених повітрям, які піднімаються залежно від атмосферного тиску. Це тягне важелі, прикріплені до комірок, змінюючи циферблат на інтерфейсі барометра.

Манометри

Манометри можуть бути відкритим, закритим або цифровим. Манометр відкритого типу заповнюється рідиною, як вода або ртуть, а трубка має П-подібну форму. Обидва вершини U-подібної трубки можуть бути розкритими, щоб атмосферні гази чинили тиск на кожну сторону. Манометри відкритого типу не повинні мати однакові за розміром руки в трубах, і навіть можуть мати свердловину на одному кінці.

Крім простого П-подібного манометра відкритого типу, багато манометрів мають на одному кінці лампочку або якесь інше кріплення, яке наповнене газом високого тиску. Цей газ тисне на його кінець трубки, тоді як атмосферні гази роблять те саме на іншому кінці. Тому манометри можуть вимірювати різні види тиску газів.

Ще один більш точний тип манометра - це манометр з похилою трубкою. Це манометр відкритого типу, який, як правило, нахилений на 1-дюймовий вертикальний підйом, із свердловиною на нижньому кінці. Нахил дозволяє більш точно вимірювати низькі тиски.

У манометрі закритого типу один кінець манометра приєднаний до газу високого тиску, а інший має вакуум газу замість того, щоб бути відкритим для повітря. Барометри також заповнюють цю функцію, але вимірюють лише атмосферні гази.

2. Внутрішня рідина

Барометри

Барометри зазвичай заповнені ртуттю. Потрібна важка рідина або барометр повинен бути надзвичайно високим, щоб показати відносно великі зміни атмосферного тиску. У цифровому або анероїдному барометрі рідини немає - натомість є клітини повітря.

Манометри

Як і барометри, скляні манометри зазвичай заповнені ртуттю або іншою важкою рідиною. Однак манометри відкритого типу також можуть бути наповнені більш легкими рідинами, які можуть показувати менші зміни тиску. Ці рідини включають воду, олію, броміди та бензоли. Використання води або масла може виправити проблеми з ртуттю, такі як отруєння та токсичність.

3. Розрахунок тиску
   

Барометри

Зчитування ртутного барометра відносно просто. Оскільки відкритий кінець є єдиною стороною, що впливає на висоту ртуті, користувачеві потрібно просто прочитати позначену висоту на закритому вакуумному кінці. Це повинно давати атмосферний тиск у міліметрах або дюймах, який може бути перетворений на torr. (Наприклад, типовий атмосферний тиск на висоті моря на ртутному барометрі повинен становити 760 мм рт.ст. або міліметри ртутні.)

Манометри

Атмосферний тиск в манометрі відкритого типу зчитується виходячи з різниці висоти рідини в кожному плечі трубки. На відкритому манометрі з атмосферним газом з обох сторін різниця висоти обчислюється в міліметрах або дюймах, які можна перетворити на гектопаскали.

Коли манометр відкритий на одному кінці, а також прикріплений до газу високого тиску, слід врахувати, яка рука має більше рідини. Якщо сторона, відкрита для повітря, має більше рідини, то газ високого тиску чинить більше сил, а висоту слід додати до атмосферного тиску. Якщо для рук є навпаки, то висоту слід відняти від атмосферного тиску. Це дасть тиск, який чинить газ високого тиску.

Якщо манометр закритий на одному кінці (створюючи вакуум) і також прикріплений до газу високого тиску, то, як і барометр, тиск є просто висотою закритої руки.

4. Призначення
   

Барометри

Закритий вакуум барометра особливо хороший для вимірювання атмосферного тиску. Це зробило барометр ртуті традиційним інструментом прогнозування погоди та метеорології, поля, які залежать від змін атмосферного тиску для прогнозування погодних ситуацій.

Манометри

Інші типи манометрів, крім барометрів, можуть використовуватися для вимірювання тиску як нижчого, так і вище атмосферного тиску. Приєднавши колбу або інший пристрій газу високого тиску до манометра, тиск цього газу можна розрахувати. Однак у деяких випадках може бути необхідний барометр для вимірювання базового атмосферного тиску.

Таблиця відмінностей між барометрами та манометрами

Відмінності	Барометри	Манометри
Закритий з вакуумом	Так	Так
Відкрита трубка	Ні	Так
Сучасні цифрові датчики	Так	Так
Меркурій всередині	Так	Так
Всередині легкі рідини	Ні (незвичайно)	Так
Обчисліть атмосферний тиск	Так	Так
Розрахуйте інші тиски	Ні	Так

Підсумок

• Манометри і барометри вимірюють атмосферний тиск, а манометри можуть вимірювати більш точні тиски інших газів
• Усі барометри є манометрами, але не всі манометри є барометрами
• Барометри мають один відкритий і закритий кінець з вакуумом
• Манометри можуть бути відкритими з обох кінців або закритими на одному кінці
• Манометри можуть мати газ високого тиску, приєднаний до одного кінця для вимірювання
• І барометри, і манометри зараз випускаються в цифрових формах