- Гигрометр – прибор для определения влажности воздуха
- Гигрометр. Виды и устройство. Работа и как выбрать. Особенности
- Гигрометр | метеорологический прибор | Британика
- Как работают гигрометры | Измерение влажности
Гигрометр – прибор для определения влажности воздуха
Гигрометр – прибор для определения влажности воздуха
Всем известно, что вода является важнейшим элементом для обеспечения нормальной жизнедеятельности. В организм животных и человека она в основном поступает с пищей или питьем. Однако, достаточное количество влаги необходимо не только внутренним органам, но и слизистым оболочкам глаз, дыхательных путей, коже. Следовательно, важно не только потребление жидкости вовнутрь, но и получение ее из окружающего влажного воздуха. Для определения показателя влажности и поддержания его на нормальном уровне используют специальный измерительный прибор – гигрометр. Это особое лабораторное оборудование предназначено не только для создания комфортных условий для человека. Оно также применяется в некоторых промышленных и торговых сферах, где многие материалы: обычная и фильтровальная бумага, ткани, некоторые виды пластмасс и других веществ, а также овощи, фрукты являются гигроскопичными, т. е. меняют свои свойства в сухом воздухе.
Определение и применение
Гигрометр, также называемый гигроскоп, (от греч. гигро – влажный, и метрон – мера) – это лабораторное оборудование для измерения относительной влажности воздуха или других газов. В настоящее время существуют различные типы гигрометров: одни измеряют относительную влажность, другие – абсолютную, третьи – точку росы. Гигрометры выполнены таким образом, что при помощи несложных вычислений и подсчетов можно преобразовать результаты показаний одного типа гигрометра в показания другого. Так, например: по гигрометру абсолютной влажности можно вычислить и определить относительную влажность или точку росы, и наоборот. Кроме того, они могут различаться по видам, конструкциям в зависимости от предназначения и принципа действия.
История создания
Проблема влажности воздуха интересовала людей с давних времен, особенно там, где сухой и жаркий климат. Для ее решения применялись самые обычные методы: ткань или бумага, пропитанная водой, посуда с жидкостью. Но впервые определить уровень влажности попытался кардинал Н. Кузанский, используя лабораторную посуду из стекла и кусочки шерсти. Позже уровень влажности измеряли с помощью натянутых нитей, конического сосуда со льдом, кожаного шара. Но основоположником нынешнего гигрометра считается Б. Соссюр.
Виды гигрометров:
— весовой или абсолютный гигрометр помогает определить количество водяного пара в соотношении г/м³. В его основе лежит система U-образных трубок, наполненных гигроскопическим веществом или особыми химическими реактивами, способными впитывать влагу из воздуха;
— волосяной гигрометр – особый лабораторный прибор, предназначение которого состоит в определении относительной влажности воздуха в пределах примерно от 30 % до 100 %. Принцип работы волосяного гигрометра основан на химико-физическом свойстве обезжиренного человеческого волоса, который изменяет свою длину с изменением влажности окружающего воздуха;
— наиболее популярным измерительным прибором считается гигрометр психрометрический (психрометр). Он с высокой точностью исследует и измеряет температуру и относительное содержание влаги в воздушной среде.
Гигрометр состоит из пластикового основания, двух термометров со шкалой, психрометрической таблицы, питателя из лабораторного стекла. Принцип работы базируется на определении разности показаний «влажного» и «сухого» термометров;
— плёночный гигрометр включает органическую плёнку, способную растягиваться и сжиматься при повышении или понижении влажности. В зимнее время чаще всего используют волосной или плёночный гигрометры.
Гигрометры типа ВИТ-1 и ВИТ-2, приобрести которые можно в интернет-магазине лабораторного оборудования в Москве, предназначены для измерения температуры и влажности воздуха помещения. Приборы содержат химический реактив – толуол. Они отличаются диапазоном измерения: ВИТ-1 (0…+25), ВИТ-2 (+15…+40 ). Гигрометры типа ВИТ-3, содержащие ртуть как термометрическую жидкость, чаще всего применяются в инкубаторах.
Помимо вышеуказанных типов существуют также керамические, механические, электрические, конденсационные и другие гигрометры.
Качество измерительного прибора
Для определения качества измерительных приборов важно учесть следующие характеристики:
— постоянную величину прибора;
— пределы погрешностей;
— чувствительность прибора;
— точность прибора и используемой шкалы;
— диапазон показаний.
Лабораторное оборудование выгодно и качественно от компании “Prime Chemicals Group”!
Широкий ассортимент лабораторного оборудования по низким ценам предлагает компания “Prime Chemicals Group”. Весь товар отвечают знаку качества и прошел тщательную проверку на заводе-изготовителе.
«Прайм Кемикалс Групп» – Ваш надежный помощник в сфере лабораторного оборудования!
Гигрометр. Виды и устройство. Работа и как выбрать. Особенности
Гигрометр – точный измерительный прибор, предназначенный для определения уровня влажности в воздухе или других газах. Может использоваться как отдельное устройство, предназначенное для измерения влажности, или являться частью климатических приборов, к примеру, кондиционеров и т. д.
Прибор имеет широкую сферу применения. Данные об уровне влажности воздуха являются важными, так как позволяют поддерживать оптимальный микроклимат.
Это может быть необходимо в:
- Животноводстве.
- Медицине.
- Лабораторных исследованиях.
- Содержания хранилищ музеев и т.п.
С помощью гигрометра можно контролировать заданную влажность при производственном процессе. Ее контроль и поддержания на определенном уровне также важен для жилых помещений. Знание о влажности необходимы для корректировки микроклимата в помещениях, где содержатся животные. Также гигрометры применяются в теплицах.
Виды гигрометровДля измерения влажности могут использоваться различные физические принципы. В связи с этим существует несколько типов гигрометров, имеющих существенные технические отличия. Они бывают:
- Волосные.
- Пленочные.
- Весовые.
- Керамические.
- Конденсационные.
- Электронные.
- Психрометрические.
Это разные приборы, многие из которых дают приблизительный результат, а также имеют другие ограничения использования, вследствие чего не пользуются спросом.
ВолоснойЯвляется устаревшим и чаще всего встречается как музейный экспонат. Принцип его работы основан на физическом свойстве волоса менять длину в зависимости от уровня влажности. В конструкции гигрометра используется натянутый волос, одним концом связанный со стрелкой. В зависимости от того насколько оттянется волос, зависит угол наклона стрелки.
Приборы этого типа считаются устаревшими ввиду низкой точности, но ее достаточно для бытового применения. Однако они очень чувствительны к механическому воздействию. При сильной встряске или ударе волос может порваться, и устройство выйдет из строя. Отремонтировать его крайне сложно, так как эта функция не предусматривается. Используемый в системе обезжиренный человеческий волос позволяет определять влажность воздуха в пределах от 30% до 100%. Устройство может использоваться для расчета влажности в случае минусовой температуры.
Пленочный гигрометрСхож по принципу работы с волосяным. Он оснащается органической пленкой. Та меняет свою длину в зависимости от влажности. С пленкой связан механизм шкалы. Такое устройство не боится механического воздействия в разумных пределах, чем превосходит волосяные гигрометры. Устройство может использоваться для определения влажности воздуха при отрицательной температуре.
Зачастую устройство предусматривает наличие механизма калибровки. Его можно отрегулировать, пользуясь данными полученными на более точных приборах, которыми являются психометрические или абсолютные гигрометры.
ВесовыеТакие гигрометры очень точные. Это избыточно для домашнего применения, поэтому такими приборами больше пользуются в лабораториях, так как они являются абсолютными. Устройство представляет собой соединенные трубки. Внутри них находится вещество, способное быстро поглощать пар из воздуха. Трубки постоянно пребывают в закрытом состоянии.
Для измерения относительной влажности необходимо открыть доступ воздуха на определенное короткое время. В результате прохождения через трубки пар из воздуха останется в поглощающем веществе. Вследствие этого масса самого гигрометра увеличится. Определив текущий вес устройства после увлажнения, и сравнив его с первоначальными данными, можно рассчитать относительную влажность.
Для пользования этим устройством нужно проводить математические расчеты. Для подсчетов требуются данные о массе гигрометра до и после измерения, а также об объеме пропущенного через трубки воздуха. Таким образом, чтобы получить более-менее точные данные измерения, необходимы весы с минимальной погрешностью. Кроме этого на уровень точности может влиять фактор состаривания вещества в трубках. Со временем оно теряет свои первоначальные свойства, и поглощает влагу из воздуха хуже.
КерамическиеУстройство также называют механическим. Принцип его работы основан на зависимости уровня увлажненности диэлектрика к его токопроводности. Гигрометр оснащается керамическим пористым чувствительным элементом. Он поглощает влагу с воздуха. Если влажность высокая, то он набирает много воды, а если низкая, то керамический кубик наоборот подсыхает.
Через керамический элемент пропускается электрический ток. Когда влажность высокая, и он более увлажнен, то электрическое сопротивление снижается. Стрелка прибора реагирует на сопротивление, от чего располагается под определенным углом на циферблате, тем самым указывает на относительную влажность.
Данные устройства не самые точные, но дают вполне приемлемый результат, что позволяет их применять в системах климат-контроля и т.д. Главное их достоинство в даче прямых показаний влажности в текущем времени. Не нужно ничего считать по формулам или пользоваться вычислительными таблицами. Также устройство не нуждается в активации процесса замера. Его стрелка указывает на уровень влажности постоянно.
КонденсационныеГигрометр этого типа также дает весьма приблизительный результат. В основе принципа его действия лежит свойство конденсирования пара. Устройство оснащается небольшим зеркалом. Перед замером измеряется температура зеркала. После этого оно охлаждается по принципу эффекта Пельтье. Остывание зеркала вызывает конденсирование на нем влаги. Как только это происходит, замеряется температура зеркала уже в этот момент. Сравнивая данные температуры, с помощью таблицы можно определить уровень относительной влажности.
Чтобы данные получились максимально точными, нужно вовремя определить момент образования конденсата, и своевременно измерить температуру зеркала. Для этого в гигрометре предусматривается оптическое или электрическое устройство. Электрическое является более точным, так как исключает человеческий фактор.
ЭлектронныеЯвляется наиболее удобным и весьма точным. Гигрометр оснащается пластинкой с электроизоляционного материала. Сверху нее имеется покрытие из хлорида лития. Уровень электрической сопротивляемости хлорида лития меняется в зависимости от уровня влажности воздуха.
Основываясь на этих данных, устройство самостоятельно проводит все исчисления, выдавая на дисплее готовый результат. Прибор очень быстро реагирует на изменение относительной влажности воздуха. Обычно данные приборы дополнительно оснащаются термометром.
Нужно отметить, что электрические гигрометры имеют разный уровень погрешности, зависящий от окружающей температуры. Более сложные приборы имеют усовершенствованный вычислительный потенциал, что позволяет минимизировать погрешность.
ПсихрометрическиеДанный гигрометр также называют психрометр. Он имеет очень простую конструкцию. В основе прибора применяется 2 термометра. Один является сухим, а второй влажным. Влажный отличается от сухого тем, что внизу его колба соприкасается с батистовой лентой. Край ленты окунается в сосуд с водой. Вследствие этого лента всегда мокрая. Она увлажняет колбу мокрого термометра. Вода на нем испаряется, тем самым охлаждает термометр. По этой причине он показывает более низкую температуру.
Для определения влажности нужно сравнить нормальную температуру, полученную на сухом термометре и сниженную, из мокрого. Для этого используется специальная таблица. Обычно ее печатают прямо на корпусе психрометра.
Для работы данного прибора нужно своевременно подливать воду в колбу, в которую окунается батистовая лента. Если вода испариться, то данные с термометров будут одинаковыми.
Критерии выбора гигрометраКлючевыми моментами при выборе гигрометра являются его следующие параметры:
- Температурный диапазон проведения измерения.
- Диапазон определения влажности.
- Принцип действия.
Большинство гигрометров рассчитаны на использование только при положительной температуре. Если возникает необходимость работы при пониженных температурах, то используются мембранные и волосяные гигрометры. Кроме этого отдельные устройства могут применяться только в тепле. Так гигрометр ВИТ-2 может применяться в диапазоне температур +15…+40°С.
Также гигрометры разного устройства имеют разный диапазон определения относительной влажности. Большинство из них могут работать выдавать корректный результат замеров только в диапазоне 20-90%.
Важным критерием является принцип действия устройства. Одни приборы работают приблизительно, другие дают вполне точный результат. От принципа действия гигрометра зависит то, будет он показывается уровень относительной влажности непрерывно или только в момент проведения определенных манипуляций. Самыми удобными являются электронные и керамические гигрометры. Для работы с другими нужно делать расчеты, то есть придется потратить несколько минут, чтобы определить уровень влажности.
Похожие темы:
- Анализатор жидкости. Виды и применение. Работа и особенности
- Газоанализатор. Виды и работа. Применение и особенности
- Влагомер. Виды и работа. Применение и особенности конструкции
- Ареометр. Виды и устройство. Работа и применение. Отличия
- Барометр. Виды и работа. Применение и настройка. Особенности
Гигрометр | метеорологический прибор | Британика
- Развлечения и поп-культура
- География и путешествия
- Здоровье и медицина
- Образ жизни и социальные вопросы
- Литература
- Философия и религия
- Политика, право и правительство
- Наука
- Спорт и отдых
- Технология
- Изобразительное искусство
- Всемирная история
- Этот день в истории
- Викторины
- Подкасты
- Словарь
- Биографии
- Резюме
- Популярные вопросы
- Обзор недели
- Инфографика
- Демистификация
- Списки
- #WTFact
- Товарищи
- Галереи изображений
- Прожектор
- Форум
- Один хороший факт
- Развлечения и поп-культура
- География и путешествия
- Здоровье и медицина
- Образ жизни и социальные вопросы
- Литература
- Философия и религия
- Политика, право и правительство
- Наука
- Спорт и отдых
- Технология
- Изобразительное искусство
- Всемирная история
- Britannica объясняет
В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы. - Britannica Classics
Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica. - #WTFact Видео
В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти. - На этот раз в истории
В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории. - Demystified Videos
В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
- Студенческий портал
Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д. - Портал COVID-19
Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня. - 100 женщин
Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
Мы создали новое место, где вопросы находятся в центре обучения. Вперед, продолжать. Просить. Мы не будем возражать.- Спасение Земли
Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать! - SpaceNext50
Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы исследуем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!
Содержание
- Введение
Краткие факты
- Связанный контент
Викторины
- Апрельские дожди для мартовских львов и ягнят
Как работают гигрометры | Измерение влажности
Как работают гигрометры | Измерение влажности — объясните этоВы здесь: Домашняя страница > Инструменты, инструменты и измерения > Гигрометры
- Дом
- Индекс А-Я
- Случайная статья
- Хронология
- Учебное пособие
- О нас
- Конфиденциальность и файлы cookie
Реклама
org/Person»> Криса Вудфорда. Последнее обновление: 6 марта 2023 г.Если вы когда-нибудь были в засушливой пустыне или в изнуряющей жаре тропического леса, вы наверняка это запомните. Что делает эти экстремальные условия настолько отличаются друг от друга, что их влажность : количество водяного пара в атмосфере. Пустыни, очевидно, содержат мало воды или вообще не содержат ее, а поход по тропическому лесу может чувствовать себя так же, как пройти через душ. Измерение влажности – это важной частью прогнозирования погоды, а также очень полезным для садовники с оранжереями и люди, которые держат сауны. Мы можем сделать это просто и эффективно с хитрыми инструментами под названием
Фото: Традиционный дом погоды в стиле Шварцвальда построен вокруг очень простого гигрометра из скрученных волокон. Женщина (слева) и мужчина (справа) стоят на вращающемся поворотном столе, поддерживаемом скрученным волокном.
Содержание
- Что такое влажность
- Как мы можем измерить изменения влажности?
- Гигрометры с витыми волокнами
- Психрометры
- Электронные гигрометры
- Приложения гигрометра
- Гигрометры на метеостанциях
- Узнать больше
Что такое влажность?
Фото: Измерять влажность можно смартфоном, но только если в него встроен датчик влажности (или подключенный к нему). Это ретро-приложение влажности для Android представляет собой скриншот из «Гигрометра» Борце Трайковски.
Влажность — это влажность окружающего нас воздуха. Это определенно то, что мы можем чувствовать, но мы не всегда можем это увидеть… так как же мы можем точно измерить это?
Прежде чем мы сможем понять, как что-то измерить, мы должны иметь представление о что мы измеряем и что наши измерения будут означать. Мы измеряем большинство вещей в научных единицах того или иного типа, таких как килограммы, метры или секунды; но влажность немного другая, и мы обычно измеряем его двумя совершенно разными способами.
Одно из возможных измерений называется удельной влажностью , которая представляет собой массу водяного пара, присутствующего в килограмме массы воздуха (включая воду), выраженное в таких единицах, как граммы на килограмм. Существует очень похожее измерение, называемое коэффициентом смешивания , который представляет собой массу водяного пара в килограмме массы сухого воздуха, также записывается в таких единицах, как граммы на килограмм.
Гораздо более распространенное измерение называется относительная влажность , т.
Поскольку для большинства людей конкретная влажность практически не имеет значения, прогнозы погоды обычно указывают относительную влажность, а удобные для пользователя гигрометры откалиброваны (отмечены с измерениями на их циферблатах или дисплеях).
Произведение искусства: На протяжении столетий люди изобретали все более изощренные способы измерения влажности. На этой иллюстрации показан набор термометров и гигрометров из Флоренции 17 века. Работа Лоренцо Магалотти (1637–1712) из его классического Saggi di naturali Esperienze («Очерки естественных экспериментов») любезно предоставлена Библиотека Конгресса США.
Рекламные ссылки
Как можно измерить изменения влажности?
Фото: Сосновая шишка — простой гигрометр. Он плотно закрывается, когда влажный (вверху), и открывается, когда сухой (внизу). Хотя вы можете построить небольшой домашний гигрометр из сосновой шишки, потребуется некоторое время, чтобы отреагировать на изменения влажности.
Многие растения реагируют на изменение влажности. Сосновые шишки раскрывают свои колючки, когда она сухая (чтобы высвободить семена) и плотно закрыть их, когда мокро. Вот почему (как известно большинству детей) можно использовать упавший сосновая шишка, чтобы выяснить, насколько влажно снаружи. Сосновые шишки не самые точные гигрометры, однако не в последнюю очередь потому, что для них требуется довольно много времени открывать и закрывать, но вы все равно можете делать забавные и интересные домашние гигрометры с ними, и они проводят хорошие научные эксперименты (см. ссылки ниже).
Гигрометры с витыми волокнами
Некоторые устройства для измерения влажности не намного сложнее сосновых шишек. В дом погоды, маленький мужчина и маленькая женщина стоят по двое дверные проемы закрытого деревянного ящика.
Фото: Дом погоды, подобный этому, основан на спрятанном внутри гигрометре из скрученных волокон (оранжевого цвета).
Когда собирается дождь, мужчина выходит из своей двери с зонтиком; когда сухо, человек идет внутри, и вместо этого из двери выскакивает женщина. Внутри погоды дом, две фигуры установлены на поворотном столе и подвешены к кусок туго скрученных волос (или растительного волокна). Когда она сухая, волосы затягиваются и поворачивает проигрыватель в одну сторону. Во влажных условиях волосы ослабевают вместо этого поворотный стол вращается в другую сторону. Так же, как вы можете сделайте домашний гигрометр из сосновой шишки, чтобы вы могли сделать то же самое с прядью собственных волос или услужливого друга! (Опять же, вы найдете несколько ссылок ниже.)
Изображение: Типичный гигрометр с витыми волокнами. До того, как электронные гигрометры стали популярными в 20 веке большинство недорогих гигрометров работали так, как этот, запатентованный Луи Ульманом из Нэшвилла, штат Теннесси, в 1859 году. У него есть коробка (открытая для воздуха, чтобы влага могла проникать и выходить) с кусочком скрученного растительного волокна (оранжевого цвета) внутри. Волокно соединено с стрелкой (красной), которая вращается вокруг циферблата, и при изменении влажности волокно либо натягивается, либо ослабляется, перемещая стрелку вверх или вниз по циферблату. Как поясняет Уллман в своем патенте, можно использовать различные растительные волокна, в том числе из Герань эродиум. Изображение из патента США № 25,457: Гигрометр предоставлен Управлением по патентам и товарным знакам США.
Психрометры
Сосновые шишки и погодные домики дают довольно смутное представление о влажность в лучшем случае. Как мы можем представить некоторые цифры относительно влажности и измерять точнее? Одним из способов является использование инструмента, называемого психрометр (также известный как термометр с влажным и сухим термометрами). Он использует пару термометров, стоящих рядом. У одного есть лампочка открытые для воздуха; у другого есть лампочка, покрытая мокрой тканью. вода на ткани вызывает испарение и потерю тепла от лампочки, делает его показания ниже, чем на сухом термометре. количество испарения (и понижение температуры) зависит от того, сколько водяного пара уже находится в атмосфере. Измерение разница температур между двумя термометрами позволяет измерить относительную влажность.
Изображение: типичный психрометр (влажно-сухой термометр) имеет два термометра. бок о бок. Один из них (слева) представляет собой сухой термометр и просто измеряет температуру окружающего воздуха. как любой обычный термометр. Другой термометр (справа) — это смоченный термометр: его колба погружена в бутылку или резервуар. жидкости (зеленый) у основания. Вы измеряете влажность, сравнивая показания двух термометров. Используя скользящего указателя (синий), вы можете прочитать влажность на вращающейся диаграмме (желтый) в центре, который по сути, это справочная таблица, которая преобразует разницу температур в измерения влажности. Эта конкретная версия влажно-сухого гигрометра была изобретена в 1930-х годов Джона Леонарда Шварца из Филадельфии, а рисунок взят из его патента США № 1 933 283: гигрометр, любезно предоставленного Управлением по патентам и товарным знакам США.
Электронные гигрометры
Фото: Электронный гигрометр Холмса имеет хорошо читаемый циферблат. Доступно множество других брендов, включая Honeywell и GE Panametrics. Фото предоставлено Беном Уинслоу, опубликовано на Flickr в 2008 г. по лицензии Creative Commons.
В век, когда практически все измеряется для нас, мгновенно и в электронном виде последнее, что многие из нас хотят делать, это играть на скрипке о с термометрами и мокрыми тряпками. Тогда слава небесам за электронные гигрометры. Как правило, они измеряют емкость или сопротивления пробы воздуха и исходя из этого рассчитайте влажность. В емкостном гигрометре есть две металлические пластины, внутри которых находится воздух. между ними. Чем больше воды в воздухе, тем больше она влияет емкость пластин (способность накапливать статический электрический заряд). Измеряя, сколько заряда может быть сохранено, можно измерить влажность быстро и точно. В резистивном датчике электричество проходит через кусок керамического материала, находящегося под воздух. Чем выше влажность, тем больше водяного пара конденсируется внутри керамики, изменяя свое сопротивление. Измерение силы тока течет через керамику, дает точное измерение влажность.
Фото Керамическая чувствительная мембрана электронного гигрометра. Фото предоставлено Исследовательским центром НАСА в Лэнгли (NASA-LaRC) и Интернет-архив.
Приложения гигрометра
В наши дни вы даже можете получить приложения гигрометра для мобильных телефонов; вам понадобиться смартфон со встроенным датчиком влажности или автономный датчик, к которому вы можете подключиться с помощью USB-кабеля или Bluetooth (беспроводного) соединения, чтобы заставить их работать. Несколько приложений гигрометра также работают более косвенно, определяя ваше местоположение (из «служб определения местоположения» или спутникового GPS-приемника телефона) и отправляя запрос на сервер локальной метеостанции, который отправляет обратно измерение влажности для отображения на вашем телефоне. Теперь это грубое измерение влажности по погоде. станции, которая может находиться за много километров или миль от вашего дома. Это даст вам приблизительное представление общей влажности (если это сухой или дождливый день), но не точной местной влажности прямо там, где вы находитесь.
Гигрометры на метеостанциях
Фото: Основные части переносной военной метеостанции. Этот может отправлять свои показания автоматически с помощью передатчика на солнечной энергии. Фото Maynelinne De La Cruz предоставлено ВВС США.
Типичная электронная метеостанция содержит термометр (измеряет температуру), барометр (измеряет максимальное и минимальное давление воздуха), датчик осадков (дождей), анемометр, и наш старый друг, гигрометр!
Современные электронные метеостанции обычно имеют ЖК-дисплей, автоматически показывает все измерения и мгновенно обновляет их, избавляя от необходимости читать инструменты один за другим. Используя измерений микрочип внутри тоже вычислит и отобразит что-то под названием тенденция (приблизительный прогноз погоды на следующий день, суммируется простой картинкой, такой как солнце (хороший день), отчасти затененное солнце (пасмурный день) или дождевая туча (влажный день). Электронные станции также обычно имеют память, поэтому они могут записывать сотни отдельных измерения, охватывающие последние несколько месяцев. Некоторые станции могут быть подключен к компьютеру с помощью USB-кабеля, чтобы вы могли загружать свои данные и рисовать правильную погоду и климатические карты.
Фото: Эта традиционная метеостанция оснащена гигрометром и другим оборудованием для прогнозирования погоды. Белая коробка с жалюзи, называемая экраном Стивенсона, защищает инструменты от прямого солнечного тепла, но позволяет воздуху циркулировать внутри, что обеспечивает более надежные измерения.
Изобретение собственной метеостанции
Достаточно легко собрать вместе несколько основных приборов для измерения погоды — термометр, гигрометр, осадкомер и т. д. — чтобы делать свои собственные местные записи и прогнозы, но как насчет этого? автоматически? Есть ли альтернатива покупке готовой электронной метеостанции? Конечно! Благодаря широкой доступности электронных микроконтроллеров, таких как Ардуино (и Raspberry Pi настроен на работу аналогичным образом) это относительно легко превратить ваш компьютер в самодельную метеостанцию, которая может получать данные с электронных датчиков и составлять прогнозы погоды и климатические карты. Я добавил несколько ссылок на Arduino-типа проекты метеостанций в нижней части дальнейшего чтения ниже.
Сейчас довольно круто и современно построить собственную метеостанцию, но как насчет того, чтобы пытались сделать это полвека назад, до того, как компьютеры и микроэлектроника произвели революцию в мире. Невозможный? Не тут-то было! Пролистайте зарегистрированные патенты в US Patent and Trademark. Office, и вы обнаружите, что многие люди пытались создать механические, электрические и электронные приборы, которые могут автоматически записывать данные с метеостанций.
В 19В 42 года Гарри Даймонд и Уилбур Хинман-младший из Национального бюро стандартов США (NBS) построили замечательное автоматическое оборудование для записи погоды, которое вы можете увидеть здесь. Используя хитрую смесь механических устройства (рычаги, шестерни и часовой механизм), простые электрические схемы и радиопередатчик, он собирал данные о давлении, температуре, влажности, направлении ветра, скорости ветра и осадках и автоматически передавал их в приемный пункт с помощью кодированных радиосигналов. Ешь свое сердце, Ардуино!
Работа: Как работала автоматическая метеостанция Даймонда и Хинмана. Изображение из патента США 2 287 786: Автоматическая метеостанция Гарри Даймонда и Уилбура Хинмана-младшего, правопреемников правительства США, запатентовано 30 июня 1942 года. Изображение предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США (с незначительным редактированием и окраской оригинала). для улучшения четкости).
Во-первых, они разработали общий механизм (1, зеленый), который мог преобразовывать движения, вызванные различными видами механических датчиков, в движения переменного резистора, другими словами, превращать механические движения в измеримые электрические токи. Затем они изготовили простые механические датчики погоды, которые по-разному приводили в действие этот механизм. Здесь показаны три из них. 2 — барометр-анероид, в котором расширяющаяся и сжимающаяся ячейка-анероид перемещает рычаг вверх и вниз при изменении давления; 3 — датчик влажности, который измеряет влажность по натяжению тех проводов, которые предположительно натягиваются или ослабевают в зависимости от того, насколько влажный или сухой воздух; 4 — дождемер, в котором ведро движется вниз и вращает колеса по мере заполнения дождем. Наконец, они разработали способ преобразования измерений сопротивления в коды, которые можно было бы передавать с помощью радиосигналов. Подробнее об этом читайте в патенте США 2 287 786: Автоматическая метеостанция Гарри Даймонда и Уилбура Хинмана-младшего, правопреемников правительства США, запатентованного 30 июня 19 года.42. Изображение предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США с незначительным редактированием и раскрашиванием оригинала для повышения четкости.
Узнайте больше
На этом сайте
- Осушители
- Твердые вещества, жидкости и газы
- Вода
Книги – для читателей постарше
- Метеорология сегодня: введение в погоду, климат и окружающую среду К. Дональд Аренс, Роберт Хенсон. Cengage, 2021. Содержательный, четко написанный учебник.
- Haynes Meetorology Manual: Практическое руководство по погоде от Storm Dunlop. Haynes, 2014. Удобочитаемое введение, изложенное в доступном стиле Haynes.
- Погода для чайников, Джон Д. Кокс. John Wiley & Sons, 2011. Простое руководство, написанное в строгом формате манекенов, включая облака, штормы, местную и глобальную погоду, а также необычную погоду, такую как ураганы.
- Грубый путеводитель по погоде Роберта Хенсона. Penguin/Rough Guides, 2007. Очень четко написанное, хорошо иллюстрированное руководство. Все, что вам нужно знать, объясняется просто!
- Погода имеет значение Бернар Мерген. University Press of Kansas, 2008. Почему мы так заботимся о погоде? Как это повлияло на нашу историю?
Книги – для младших читателей
- Everything Weather Кэти Фурганг. National Geographic Kids, 2018: увлекательный, красочный 64-страничный обзор с фотографиями и заданиями (для детей 8–10 лет)
- Очевидец: погода Брайана Косгроува. Dorling Kindersley Children’s, 2016: простое иллюстрированное введение на 72 страницах. (Возраст 9–12.)
- Погода от Майкла Аллаби. Dorling Kindersley Children’s, 2001: ясное и простое введение в работу нашей погоды. (Возраст 9–12 лет.)
- Справочник по погоде для учителей Тома Конвикки. Libraries Unlimited, 1999. В нем содержится несколько хороших и простых занятий по погоде для детей, в том числе сведения о том, как построить несколько различных типов гигрометров (в главе 6).
Веб-сайты
Общие сайты
- Национальная служба погоды NOAA: официальный справочник по погоде и климату США.
- Метеобюро: Обучение: официальная метеорологическая служба Великобритании.
- The Weather Doctor: большая коллекция статей о погоде от покойного (доктора) Кейта С. Хейдорна.
Как сделать гигрометр
- Счастливый ученый: погода из сосновой шишки: Роберт Крампф объясняет, как сделать немного более точную форму гигрометра из сосновой шишки, прикрепив к конусу булавку, которая будет усиливать его движения и служить указателем по шкале.
- Сделать гигрометр из прядей волос: подробные инструкции с отличного сайта Science Buddies.
Сборка собственной метеостанции на базе Arduino
- Практический Arduino: приемник метеостанции: от авторов книги «Практический Arduino» — простой проект для мониторинга данных с метеостанции.
- Погодная станция / термостат Arduino от sspence, Instructables. Монитор погоды Arduino на солнечных батареях и контроллер кондиционирования воздуха.
- Установка USB-метеостанции на Raspberry Pi от Питера Маунта. Для поклонников Пи есть альтернативный проект.
Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.
Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.
Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2018. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.