Różnice między barometrami a manometrami

Manometry

Manometr to urządzenie mierzące ciśnienie, zwykle atmosferyczne. Manometry były używane od stuleci i mają różne konstrukcje, od starszych szklanych rurek zawierających rtęć lub wodę po nowe urządzenia cyfrowe.

Barometry

Podobnie jak manometr, barometr mierzy również ciśnienie atmosferyczne. W rzeczywistości barometr jest rodzajem zamkniętego manometru. Barometry są jednak bardziej ograniczone pod względem budowy i funkcji niż manometry. Wszystkie barometry są manometrami, ale nie wszystkie manometry są barometrami.

Różnice między manometrami a barometrami

1. Kształt i konstrukcja

Barometry

Jako podział manometrów, barometry mają jedną podstawową konstrukcję: zamkniętą rurkę. W szczególności tradycyjny barometr to szklana rurka z jednym otwartym końcem i próżnią na drugim końcu. Na otwartym końcu gazy atmosferyczne wywierają nacisk na ciecz wewnątrz rurki. Ciecz ta, zwykle rtęć, będzie odpowiadać wysokości ciśnienia wywieranego przez gazy zewnętrzne, ponieważ próżnia na zamkniętym końcu rurki nie spowoduje zmiany wysokości rtęci.

Zamknięte barometry mogą mieć zarówno kształt litery U, jak i kształt. W dobrze ukształtowanym barometrze rura rtęci stoi do góry nogami lub jest odwrócona w większej studzience rtęci, tak że zamknięty koniec z próżnią jest najwyższym punktem, a otwarty koniec jest zawieszony w cieczy. Gazy zewnętrzne następnie dociskają do studni rtęci, która rozszerza się w zamkniętą rurkę.

Barometry mogą być dziś również cyfrowe lub aneroidowe, co czyni je przenośnymi - tradycyjne szklane barometry należy przymocować do stołu lub postawić na stojąco. Barometry aneroidowe, takie jak te, które można znaleźć w samochodach, mogą mieć interfejs cyfrowy lub zegarowy. Te barometry mają szereg komórek wypełnionych powietrzem, które rosną w zależności od ciśnienia atmosferycznego. To pociąga za dźwignie przymocowane do komórek, zmieniając tarczę na interfejsie barometru.

Manometry

Manometry mogą być otwarte, zamknięte lub cyfrowe. Manometr z otwartym końcem jest wypełniony cieczą, taką jak woda lub rtęć, a rurka ma kształt litery „U”. Oba wierzchołki rurki w kształcie litery U można odkryć, dzięki czemu gazy atmosferyczne wywierają nacisk na każdą stronę. Manometry z otwartymi końcami nie muszą mieć ramion o jednakowej wielkości, a nawet mogą mieć studzienkę na jednym końcu.

Oprócz prostego manometru w kształcie litery U, wiele manometrów ma na jednym końcu żarówkę lub inny element mocujący wypełniony gazem pod wysokim ciśnieniem. Gaz ten wywiera nacisk na swój koniec rurki, podczas gdy gazy atmosferyczne robią to samo na drugim końcu. Manometry mogą zatem mierzyć różne rodzaje ciśnienia gazowego.

Innym bardziej precyzyjnym typem manometru jest manometr z pochyłą rurką. Jest to manometr z otwartym końcem, który jest zwykle nachylony na pionowym wzniesieniu o wysokości 1 cala, ze studnią na dolnym końcu. Nachylenie pozwala na bardziej precyzyjny pomiar niskich ciśnień.

W zamkniętym manometrze jeden koniec manometru jest przymocowany do gazu pod wysokim ciśnieniem, a drugi ma próżnię gazu zamiast być otwarty na powietrze. Barometry również wypełniają tę funkcję, ale mierzą tylko gazy atmosferyczne.

2. Ciecz Wewnętrzna

Barometry

Barometry są zwykle wypełnione rtęcią. Potrzebna jest ciężka ciecz lub barometr musi być bardzo wysoki, aby pokazać stosunkowo duże zmiany ciśnienia atmosferycznego. W barometrze cyfrowym lub aneroidowym nie ma cieczy - zamiast tego są komórki powietrza.

Manometry

Podobnie jak barometry, szklane manometry są zazwyczaj wypełnione rtęcią lub inną ciężką cieczą. Jednak otwarte manometry mogą być również wypełnione lżejszymi cieczami, które mogą wykazywać mniejsze zmiany ciśnienia. Te ciecze obejmują wodę, olej, bromki i benzeny. Używanie wody lub oleju może rozwiązać problemy związane z rtęcią, takie jak zatrucie i toksyczność.

3. Obliczanie ciśnienia
   

Barometry

Odczyt barometru rtęciowego jest stosunkowo prosty. Ponieważ otwarty koniec jest jedyną stroną wpływającą na wysokość rtęci, użytkownik musi po prostu odczytać oznaczoną wysokość na zamkniętym końcu próżni. Powinno to dać ciśnienie atmosferyczne w milimetrach lub calach, które można przeliczyć na tor. (Na przykład typowe ciśnienie atmosferyczne na wysokości morza na barometrze rtęci powinno wynosić 760 mmhg lub milimetrów rtęci.)

Manometry

Ciśnienie atmosferyczne w manometrze z otwartym końcem jest odczytywane na podstawie różnicy wysokości między cieczą w każdym ramieniu rurki. Na otwartym manometrze z gazem atmosferycznym po obu stronach różnicę wysokości oblicza się w milimetrach lub calach, którą można przeliczyć na hektopaskale.

Gdy manometr jest otwarty na jednym końcu i również podłączony do gazu pod wysokim ciśnieniem, należy rozważyć, które ramię ma więcej cieczy. Jeśli strona otwarta na powietrze ma więcej cieczy, wówczas gaz pod wysokim ciśnieniem wywiera większą siłę, a wysokość należy dodać do ciśnienia atmosferycznego. Jeśli sytuacja jest odwrotna w przypadku ramion, wysokość należy odjąć od ciśnienia atmosferycznego. To da ciśnienie wywierane przez gaz pod wysokim ciśnieniem.

Jeśli manometr jest zamknięty na jednym końcu (wytwarzając próżnię), a także przymocowany do gazu pod wysokim ciśnieniem, wówczas, podobnie jak barometr, ciśnienie jest po prostu wysokością zamkniętego ramienia.

4. Cel, powód
   

Barometry

Zamknięta próżnia barometru jest szczególnie dobra do pomiaru ciśnienia atmosferycznego. To sprawiło, że barometr rtęciowy stał się tradycyjnym przyrządem do prognozowania pogody i meteorologii, czyli pól zależnych od zmian ciśnienia atmosferycznego do przewidywania wzorców pogodowych.

Manometry

Inne typy manometrów oprócz barometrów mogą być używane do pomiaru ciśnień zarówno niższych, jak i wyższych niż ciśnienie atmosferyczne. Poprzez podłączenie żarówki lub innego urządzenia gazu pod wysokim ciśnieniem do manometru można obliczyć ciśnienie tego gazu. Jednak w niektórych przypadkach barometr może być nadal potrzebny do zmierzenia wyjściowego ciśnienia atmosferycznego.

Tabela różnic między barometrami i manometrami

Różnice	Barometry	Manometry
Zamknięty z próżnią	tak	tak
Otwarta rurka	Nie	tak
Nowoczesne czujniki cyfrowe	tak	tak
Mercury Inside	tak	tak
Lekkie płyny w środku	Nie (nietypowe)	tak
Oblicz ciśnienie atmosferyczne	tak	tak
Oblicz inne ciśnienia	Nie	tak

streszczenie

• Zarówno manometry, jak i barometry mierzą ciśnienie atmosferyczne, a manometry mogą mierzyć bardziej precyzyjne ciśnienia innych gazów
• Wszystkie barometry są manometrami, ale nie wszystkie manometry są barometrami
• Barometry mają jeden otwarty koniec i zamknięty koniec z próżnią
• Manometry mogą być otwarte na obu końcach lub zamknięte na jednym końcu
• Manometry mogą mieć przymocowany do jednego końca mierzony gaz pod wysokim ciśnieniem
• Zarówno barometry, jak i manometry są teraz dostępne w postaci cyfrowej