القيمة الدقيقة لـ الضغط الجوي لم يتم البحث عنه هنا ؛ بدلاً من ذلك ، سنركز أكثر على تصور تطور هذه الكمية ، ومقارنتها بمؤشر متحرك ، مثل الإبرة المرجعية الموجودة في مقياس الضغط الميكانيكي في غرفة المعيشة.
الضغط الجوي
مفهوم الضغط الجوي أساسي في التنبؤ بالطقس. على الرغم من أن هذه الكمية المادية ليست ملموسة بسهولة ، فمن السهل إثباتها.
عند مستوى سطح البحر ، يكون الضغط الجوي قويًا بما يكفي لرفع عمود من الماء إلى ارتفاع حوالي 10 أمتار ، أو عمود من الزئبق ، وهو أثقل بكثير ، إلى 76 سم فقط لمساحة 1 سم مربع.
لذلك ، فإن مقياس الزئبق ليس أكثر من أنبوب زجاجي منحني ، مفتوح من طرف واحد ومليء بالزئبق.
يتم معايرتها بالمليمترات ، والتي تمثل الوزن (أي الضغط) الذي يمارس بشكل أو بآخر على سطح الأرض.
لا يزال هذا الجهاز يحمل اسم مخترعه توريشيلي (1608-1647) ، أحد تلاميذ جاليليو الشهير.
يمكن أن يزيد ضغط الهواء أو ينقص. من الجدير بالذكر أن قيمة الضغط الجوي توفر أيضًا مؤشرًا جيدًا على الارتفاع.
في الأساس ، مقياس الارتفاع هو نوع من البارومتر يتم معايرته بالكيلومترات.
من المؤسف أن درجة الحرارة تؤثر أيضًا على هذا القياس لأن الهواء البارد ، كونه أثقل ، يميل إلى النزول ، بينما يتمدد الهواء الدافئ ويرتفع ، يكون أخف.
يمكن للمرء أن يتوقع انخفاضًا يقارب 1 ملي بار لكل زيادة في الارتفاع بمقدار 8 أمتار.
في النظام الدولي للوحدات (SI) ، وحدة الضغط هي باسكال (Pa) ، والتي تمثل قوة 1 نيوتن لكل متر مربع (حوالي 102 جرام).
ومع ذلك ، فإن هذه القيمة ليست شائعة الاستخدام وغالبًا ما يتم استبدالها بالشريط الذي يساوي 100،000 باسكال.
الضغط الجوي القياسي هو متوسط القيمة ، حوالي 1.013 بار أو 1013 مليبار.
غالبًا ما تُعرض هذه الوحدة على بارومتر منزلي ، جنبًا إلى جنب مع القيمة 76 ، التي تمثل الارتفاع بالسنتيمتر لعمود الزئبق عند مستوى سطح البحر.
لكن هذا ليس كل شيء! تم استبدال المليبار بالهاكتوباسكال (hPa) ، ربما تكريما لذكرى الفيزيائي العظيم بليز باسكال.
في السوق ، يمكن للمرء أن يجد البارومترات المعدنية أو البارومترات اللاسائلية ، والتي تعمل على أساس مرونة المعادن.
غرفة معدنية خالية من الهواء تخضع للضغط الجوي المراد قياسه. باستخدام رافعة ، تقوم بتحريك إبرة صغيرة عبر قرص معايرة.
يسمح المؤشر المتحرك للفرد 'بتخزين' ضغط معين ثم التحقق فيما إذا كان يتناقص أو يتزايد. بناءً على هذه الملاحظات ، نقترح بناء مؤشر البارومتري الخاص بنا.
جهاز استشعار الضغط الجوي الإلكتروني
في الوقت الحاضر ، لقياس الضغط الجوي بطريقة إلكترونية بالكامل ، يكفي 'وزن' وزن عمود الهواء الذي يمارس الضغط على السطح الحساس لجهاز الاستشعار ، مستغلاً الخصائص المقاومة للضغط لرقائق السيليكون الدقيقة.
إنه مشابه لمقياس إجهاد مصغر قادر على اكتشاف التغيرات الدقيقة في الكتلة على سطحه النشط.
تقدم موتورولا مكونًا مثيرًا للاهتمام للغاية لعامة الناس منذ عدة سنوات ، وهو تعويض درجة الحرارة ومعايرتها بدقة في المصنع باستخدام شعاع الليزر.
هذا المكون هو مستشعر الضغط المطلق بالمرجع MPX 2200AP.
نموذج خاص به مدخلين يقيس الضغط التفاضلي ، على سبيل المثال ، لتقدير مستوى الماء في الخزان. تبلغ الحساسية النموذجية للمستشعر 0.2 ملي فولت لكل كيلو باسكال من الضغط.
وبالتالي ، عند الضغط الدقيق البالغ 1 بار = 1000 hPa ، فإن جهد خرج المكون يقيس بدقة 100 × 0.2 مللي فولت = 20 مللي فولت.
كيف تعمل الدائرة
يتم تقديم دائرة مؤشر الضغط الجوي بالكامل في الشكل التالي وتتكون من ثلاثة أقسام متميزة: مصدر الطاقة المنظم ، وقسم القياس والتضخيم ، وأخيراً جهاز العرض ومؤشر الذاكرة.
يسمح مصدر الطاقة المتقطع لهذا الجهاز باستخدام بطارية مستطيلة 9 فولت.
للتخلص من أي اختلافات في الجهد بسبب تآكل البطارية ، لدينا جهاز تنظيم الجهد يتكون من ترانزستور الصابورة T1 والصمام الثنائي Z1 بقيمة اسمية تبلغ 6.2 فولت. يعمل الصمام الثنائي D1 ، المتصل في سلسلة ، على تعويض انخفاض الجهد بدقة عبر تقاطع PN في الترانزستور.
يعمل المكثف الكهربائي ذو القيمة الكبيرة C1 أيضًا على استقرار هذا الجهد المستمر عند 6.2 فولت.
يمر الطرف الموجب لمصدر الطاقة هذا عبر زر TEST ، والذي يقوم بتشغيل جهاز العرض فقط عند الطلب ، مما يساهم في إطالة عمر البطارية بشكل كبير.
