空盒氣壓計(jì)工作原理使用方法
工作原理
空盒氣壓計(jì)以隨大氣壓變化而產(chǎn)生軸向移動(dòng)的真空膜盒作感應(yīng)元件,通過拉桿和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)指針,指示出當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐拇髿鈮簭?qiáng)值,或與之相連通的密閉容器的氣體的壓強(qiáng)值。其具體工作過程是:當(dāng)大氣壓強(qiáng)(或密閉容器內(nèi)氣體壓強(qiáng))增加時(shí),真空膜盒被壓縮,帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使指針順時(shí)針偏轉(zhuǎn)一定角度,氣壓計(jì)讀數(shù)增大;當(dāng)大氣壓強(qiáng)(或密閉容器內(nèi)氣體壓強(qiáng))減小時(shí),真空膜盒就膨脹,帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使指針逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)一定角度,氣壓計(jì)讀數(shù)減小
使用方法
空盒氣壓計(jì)的主要部件是一個(gè)金屬真空盒,用皺紋薄片密封。當(dāng)空氣的絕對靜壓發(fā)生變化時(shí),薄片隨即向上或向下彎曲,用齒輪和桿杠的機(jī)械傳動(dòng)作用,把這種彎曲變化量轉(zhuǎn)變?yōu)橹羔樤诳潭缺P上的轉(zhuǎn)動(dòng)量,從刻度盤上讀出mmHg或mbar、kPa的數(shù)值,背面外殼上有一小孔,內(nèi)裝一個(gè)調(diào)整螺旋。用小卡子轉(zhuǎn)動(dòng)這螺旋,就能調(diào)整指針的位置。
使用前須用水銀氣壓計(jì)進(jìn)行校正,即轉(zhuǎn)動(dòng)空盒氣壓計(jì)的調(diào)整螺旋使指針?biāo)傅淖x數(shù)和水銀氣壓計(jì)的讀數(shù)一致。測量風(fēng)流方向中某點(diǎn)的絕對靜壓時(shí),須使空盒氣壓計(jì)的刻度盤平行于風(fēng)流的方向。因指針轉(zhuǎn)動(dòng)比較遲緩,讀數(shù)之前,用手指輕擊幾下儀器,待指針穩(wěn)定后再讀取讀數(shù),又因真空盒的薄片有一定的彎曲極限,所以讀數(shù)有一定的范圍,一般在360到790mmHg(5×104-1.05×106Pa)之間,在較深的礦井內(nèi),有可能超出其最大讀數(shù)范圍,這時(shí)指針停在最大讀數(shù)的位置,不再轉(zhuǎn)動(dòng)。
拓展應(yīng)用
拓展空盒氣壓計(jì)的實(shí)際應(yīng)用
為使空盒氣壓計(jì)實(shí)現(xiàn)“一表多用”,應(yīng)開動(dòng)腦筋,多想辦法,充分發(fā)揮其潛在功能,拓展其應(yīng)用范圍?,F(xiàn)舉例如下:
測量地理高度
大氣壓數(shù)值隨地理高度不同而變化,存在如下實(shí)驗(yàn)規(guī)律:
在海拔高度2000米以內(nèi),大約每升高12米,大氣壓減少133Pa。例如,若在某山頂上用空盒氣壓計(jì)測得大氣壓值為88Kpa,則該山頂?shù)暮0胃叨瓤梢老鹿接?jì)算出:
P0-P/133×12=(101.3-88)×103/133×12=1,200(米)
其中,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓P0=1.013×105Pa。在空盒氣壓計(jì)環(huán)形刻度盤上標(biāo)示出與各個(gè)大氣壓數(shù)值相對應(yīng)的一系列海拔高度值,便可由空盒氣壓計(jì)直接讀出所測地方的海拔高度,于是空盒氣壓計(jì)便成為一個(gè)高度計(jì)。
預(yù)報(bào)晴雨天氣
大氣壓與天氣緊密相關(guān)。一般說來,晴天的大氣壓比陰天的高,冬天的大氣壓比夏天的高。對于某地來說,如果用空盒氣壓計(jì)測出當(dāng)?shù)匾荒晁募局星缣旌陀晏斓囊幌盗写髿鈮褐?,分析這些數(shù)據(jù),不難從中找出晴天和雨天大氣壓的變化規(guī)律。運(yùn)用這一規(guī)律,也就可以對該地的晴雨天氣變化作出較為準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)。因此,空盒氣壓計(jì)從理論上講可以作為一個(gè)晴雨計(jì)。
驗(yàn)證規(guī)律
氣體壓強(qiáng)的大小取決于氣體分子的密度和平均動(dòng)能,而氣體分子的平均動(dòng)能,又與氣體的溫度有關(guān)系。利用空盒氣壓計(jì)和其它儀器、器材做實(shí)驗(yàn),不難發(fā)現(xiàn)氣體儀器的變化規(guī)律。
(1)驗(yàn)證氣體儀器大小與氣體分子密度的關(guān)系
準(zhǔn)備一個(gè)可打氣、抽氣兩用唧筒,先用其打氣咀與空盒氣壓計(jì)通氣管連接,推動(dòng)唧筒活塞打氣幾次,由于氣壓計(jì)內(nèi)氣體增多,氣體分子密度增大,可以看到氣壓計(jì)指針示數(shù)增大,表明此時(shí)氣壓計(jì)內(nèi)氣體壓強(qiáng)也增大。再換唧筒抽氣咀與空盒氣壓計(jì)通氣管連接,緩慢推動(dòng)唧筒活塞抽氣,由于氣壓計(jì)內(nèi)氣體減少,氣體分子密度減小,可以看到氣壓計(jì)指針示數(shù)減小,表明此時(shí)氣壓計(jì)內(nèi)壓強(qiáng)也減小。應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)指出,在上述實(shí)驗(yàn)中,無論用唧筒打氣或抽氣,都應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)控氣壓計(jì)的指針示數(shù),使之不超過空盒氣壓計(jì)的上、下限范圍,否則將對其造成損壞。
(2)驗(yàn)證氣體儀器與氣體分子平均動(dòng)能的關(guān)系
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