Что измеряет манометр и какое давление показывает

Класс точности прибора

Манометров очень много, и каждому виду присваивается определенный класс точности согласно предписаниям ГОСТ, под которым понимается допустимая погрешность, выражающаяся в процентном отношении к диапазону измерений.


Существует 6 классов точности: 0,4; 0,6; 1; 1,5; 2,5; 4. У каждого типа манометра они также различаются. Приведенный выше список относится к рабочим манометрам. Для пружинных устройств, к примеру, соответствуют следующие показатели 0,16; 0,25 и 0,4. Для поршневых — 0,05 и 0,2 и так далее.

Класс точности имеет обратно пропорциональную зависимость от диаметра шкалы прибора и от типа прибора. То есть, если диаметр шкалы больше, то точность и погрешность манометра уменьшается. Класс точности условно принято обозначать следующими латинскими буквами KL также можно встретить и CL, которая указывается на шкале прибора.

Значение погрешности можно вычислить. Для этого используется два показателя: класс точности или KL и диапазон измерений. Если класс точности (KL) равен 4, то диапазон измерений составит 2,5 МПа (Мегапаскаль), а погрешность будет равна 0,1 МПа. Вычисляется по формуле произведение класса точности и диапазона измерений, деленное на 100. Поскольку погрешность выражается в процентах, результат нужно переводить в проценты путем деления на 100.

Помимо основного вида, существует и дополнительная погрешность. Если для вычисления первого вида используются идеальные условия или натуральные величины, влияющие на особенности конструкции прибора, то второй вид напрямую зависит от условий. Например, от температуры и вибрации или других условий.

Критерии выбора

Прежде чем покупать прибор, надо точно уяснить, для чего он нужен и в каком месте его будут устанавливать.

Важные критерии выбора:

  1. Диапазон измерений. Правило: рабочее давление в трубопроводе должно быть не более 2/3 максимума шкалы измерений, но не менее 1/3. Если в трубе давление 5 атм, то надо покупать манометр со шкалой 0…10 атм.
  2. Класс точности изменяется от 0,15 до 3. Чем меньше – тем точнее. Для системы подачи холодной или горячей воды вполне достаточно точности 1,5 %.
  3. Расположение штуцера бывает радиальное или торцевое, когда он снизу; и осевое или фронтальное, когда он сзади.
  4.  Рабочий интервал температур.
  5. Температурные условия эксплуатации.
  6. Рабочая среда (вода, пар, масло и так далее);
  7. Диаметр. Он должен быть таким, чтобы прибор помещался в выбранном месте, а циферблат хорошо просматривался.

Необходимо также обратить внимание на присоединительную резьбу штуцера. Она может быть метрической – ее параметры измеряются в мм, обозначается буквой М, например М20/1,5, что означает внешний диаметр 19,9 мм, внутренний – 18,7 мм, шаг 1,5. Отечественные производители по умолчанию используют ее

Отечественные производители по умолчанию используют ее.

Трубная резьба обозначается литерой G. G1/2» означает наружный диаметр 20,9 мм, внутренний – 18,6, шаг – 1,8 мм или 14 ниток на дюйм.

В техническом паспорте нового прибора обязательно должна стаять отметка о заводской поверке. Давность поверки менее года подтверждает, что прибор дает правильные показания.

Ответ

Вакуум — состояние среды, абсолютное давление которой меньше атмосферного (по ГОСТ 5197-85).

Абсолютное давление — давление, измеряемое от абсолютного нуля (абсолютного вакуума). Относительное давление — давление, измеряемое от атмосферного.

Если вакуумный насос откачивает вакуумную камеру и откачал половину всего находившегося там воздуха, то относительное давление, которое создано в камере -0,5 атм., а если то же самое давление представить в абсолютных единицах, то оно будет равно 0,5 атм. То есть — 0,5 атм. (отн.) = 0,5 атм. (абс.).  Если давление, создаваемое вакуумным насосом указывается со знаком «-«, это значит, что давление указано в относительных единицах.

В вакуумной технике, как правило, применяется абсолютная система измерения давления, в компрессорной относительная.

Атмосферное давление (то, чем мы с вами дышим) равно в абсолютных единицах:


1 атм.

1 Бар

1000 мбар

760 мм.рт.ст.

760 Торр

10 метров водяного столба

101 500 Па

101,5 кПа

0,1 МПа

Пример 1: в описании вакуумного насоса указан параметр «предельное остаточное давление 120 мбар» Как вакуум, которой создает насос соотносится с атмосферным давлением? 1 атм. (абс.) = 1000 мбар. (абс.) = 0 атм. (отн.). Следовательно: 120 мбар = — 0,88 атм.

Пример 2: Для работы оборудования требуется создавать вакуум -0,6…-0,7 Бар. Возможно ли использовать водокольцевой вакуумный насос Robuschi серии RVS для этого применения? По таблице на нашем сайте смотрим предельное остаточное давление водокольцевых насосов: 33 мбар. Атмосферное давление 1000 мбар, следовательно, водокольцевой насос может создать вакуум -0,967 атм., это более глубокий вакуум чем требуется, следовательно водокольцевой насос сможет обеспечить вакуум, необходимый для работы оборудования. В общем случае рекомендуем проконсультироваться с нашими специалистами при подборе вакуумного оборудования, так как существует множество других факторов определяющих возможность или невозможность использования конкретных типов вакуумных насосов в конкретных применениях.

Абсолютный ноль давления недостижим. На стрелочном вакуумметре мы можем увидеть значение «-1 Бар», но это не означает, что в откачиваемом объеме не осталось ни одной молекулы газа, это значит что точности вакуумметра не достаточно что бы адекватно измерить данный уровень вакуума.

Влияние колебаний ад на организм человека

Так как баланс достигается за счет жидкостей нашего тела – кровь, лимфа, тканевая жидкость – атмосферное давление напрямую влияет на артериальное. Изменения в одном приводит к дисбалансу в другом.

Низкий показатель барометра

Снижение давления, которое наблюдается при подъеме на высоту, может привести к таким последствиям:

  • затрудненное дыхание;
  • низкий пульс;
  • усталость, сонливость;
  • апатия;
  • пониженное артериальное давление;
  • головная боль;
  • приступы головокружения;
  • тошнота или рвота;
  • расстройства пищеварительной системы;
  • проблемы с сосредоточением.

При понижении давления воздуха в группе риска находятся люди с патологиями органов дыхания и обычно пониженным артериальным давлением. Обычно их состояние в таких условиях становится хуже. Если человек не ощущает изменений, для него подобные колебания можно считать нормой.

Высокий показатель барометра

Колебания вверх ртутного столба наблюдаются при спуске в шахты, пещеры или другие низменности.


Дискомфорт будет отличаться от пониженного АД:

  • гул в ушах, закладывает уши;
  • пульсация в висках и на шее;
  • повышение артериального давления;
  • увеличение пульса;
  • прилив крови к коже человека, покраснения;
  • мушки перед глазами;
  • головная боль:
  • головокружения;
  • тошнота или рвота.

Обратите внимание!

При повышенном атмосферном давлении часто происходят инфаркты и инсульты. Людям, склонным к метеозависимости, стоит следить за погодными условиями и в дни повышенного АД не перегружать свой организм стрессом или физическими нагрузками.

Группы риска

Если ртуть за 2-3 часа сдвигается даже на одно деление, метеозависимые люди это почувствуют. Усталость, сонливость, тошнота и другие неприятные или даже болезненные симптомы сразу себя проявят. Кого отнести к зависимым от изменений атмосферного давления людям?

Различные травмы, болезни или врожденные патологии – причина подобных неприятных симптомов. Так что страдают от метеозависимости в первую очередь люди:

  • с повышенным или пониженным артериальным давлением;
  • с патологиями органов дыхания – астма, бронхит, плеврит, травмы грудной клетки, гайморит, синусит;
  • с нарушениями опорно-двигательного аппарата – артроз, остеохондроз, старые травмы;
  • с ушными болезнями;
  • после черепно-мозговых травм или с повышенным внутричерепным давлением.

Что делать для облегчения симптомов

Людям среднего и старшего возраста очень важно бережно относится к своему здоровью. Циклоны и антициклоны могут вызвать серьезные последствия

Чтобы предотвратить инсульт и инфаркт, а также облегчить неприятные симптомы, стоит прислушаться к некоторым советам:

  1. Консультация с лечащим врачом. Он, опираясь на особенности пациента, сможет подобрать нужный препарат или, например, лечение в кислородной барокамере.
  2. Регулярная проверка погодных условий. Нужно освобождать такие дни от нагрузок на работе и дома.
  3. Правильный режим сна. Продолжительность сна должна составлять не менее 7 часов. При изменениях погоды лучше ложиться спать раньше.
  4. Правильное питание. Меню должно быть сбалансированным и полноценным. Исключить жирное, но употреблять продукты содержащие омега 3-6-9 кислоты.
  5. Прогулки на свежем воздухе (желательно в вечернее время).
  6. Умеренные физические нагрузки.
  7. Снижение уровня стресса.

История

Эксперимент XVII века, выполненный Отто фон Герике. Он выкачал воздух из полости между двумя металлическими полушариями, сложенными вместе. Давление атмосферы так сильно прижало полушария друг к другу, что их не могли разорвать восемь пар лошадей.

Традиционно считалось, что всасывающие насосы работают из-за того, что «природа боится пустоты». Но голландец Исаак Бекман в тезисах своей докторской диссертации, защищенной им в 1618 году, утверждал: «Вода, поднимаемая всасыванием, не притягивается силою пустоты, но гонима в пустое место налегающим воздухом» (Aqua suctu sublata non attrahitur vi vacui, sed ab aere incumbentein locum vacuum impellitur).

В 1630 году генуэзский физик Балиани написал письмо Галилею о неудачной попытке устроить сифон для подъема воды на холм высотою примерно 21 метр. В другом письме Галилею (от 24 октября 1630 года) Балиани предположил, что подъем воды в трубе обусловлен давлением воздуха.

Наличие атмосферного давления привело людей в замешательство в 1638 году, когда не удалась затея герцога Тосканского украсить сады Флоренции фонтанами — вода не поднималась выше 10,3 метров. Поиски причин этого и опыты с более тяжёлым веществом — ртутью, предпринятые Эванджелистой Торричелли, привели к тому, что в 1643 году он доказал, что воздух имеет вес. Совместно с В. Вивиани, Торричелли провёл первый опыт по измерению атмосферного давления, изобретя первый ртутный барометр — стеклянную трубку, в которой нет воздуха. В такой трубке ртуть поднимается на высоту около 760 мм.

Биофизические и биохимические механизмы

Биофизические механизмы регуляции артериального давления мало изучены. В основе физиологических механизмов, удерживающих нормальное артериальное давление, лежит действие тех или иных хим. веществ, возбуждающих мышечный слой сосудов, то есть прессорных веществ, а также биомеханические свойства самих сосудов. Клинические и экспериментальные наблюдения позволили выявить в организме целый ряд прессорных веществ, молекулярные и клеточные основы действия которых остаются предметом исследований. К известным прессорным веществам относятся прежде всего катехоламины (см.) и некоторые биологически активные пептиды. Адреналин (и норадреналин) суживает артерии и артериолы кожи, скелетных мышц, органов брюшной полости и легких; коронарные сосуды и сосуды мозга реагируют на них расширением. Адреналин (см.) является своего рода «аварийным» гормоном, поддерживающим артериальное давление в особых условиях за счет увеличения систолического объема; норадреналин является обычным медиатором сердечно-сосудистой регуляции, повышающим периферическое сопротивление сосудов. Вазопрессин (см.) действует непосредственно на гладкомышечные Элементы артериол и капилляров, вызывая их сужение. Как адреналин, так и вазопрессин оказывают влияние на сосуды в очень малых концентрациях (10-7 М).

Вследствие своего сосудосуживающего действия адреналин и вазопрессин вызывают резкое повышение артериального давления. Незначительным сосудосуживающим эффектом обладает серотонин (см.). К сосудорасширяющим аминам относится гистамин (см.), который расширяет капилляры, уменьшая таким образом приток крови к сердцу, в результате чего артериальное давление резко падает.

К сосудорасширяющим веществам относятся также ацетилхолин (см.) и другие производные холина, оказывающие эффект на мелкие артерии. Ацетилхолин быстро разрушается в крови, поэтому его действие на сосуды в физиологических условиях чисто местное, то есть ограничено тем участком, где он образуется в нервных окончаниях парасимпатических волокон.

Биологически активные пептиды могут либо повышать, либо понижать артериальное давление крови: к ним относятся кинины (см.) и ангиотензин (см.). Кинины (каллидин, брадикинин) вызывают сокращение гладких мышц, расширение кровеносных сосудов, увеличение проницаемости капилляров. Сосудорасширяющее действие брадикинина в 15 раз сильнее действия ацетилхолина. Предполагают, что кинины непосредственно влияют на клеточные мембраны, вызывая их деполяризацию.

Ангиотензин II является самым сильнодействующим из всех известных в настоящее время соединений, повышающих артериальное давление; ангиотензин II действует сильнее норадреналина более чем в 20 раз.

На величину периферического сопротивления влияет также вязкость крови: чем она больше, тем выше сопротивление в артериолах и тем выше давление крови в артериях.

Методы измерения артериального давления и приборы для измерения артериального давления — см. Кровяное давление.

Библиография: Анохин П. К. Биология и нейрофизиология условного рефлекса, М., 1968, библиогр.; Вальдман А. В. и Ковалев Г. В. Экспериментальное изучение морфо-функциональной организации центральной регуляции регионарного кровообращения, в кн : Вопр. регуляции регионарного кровообращения, под ред. Г. П. Конради, с. 33, Д., 1969; Васильева В. В. Сосудистые реакции у спортсменов, с. 73, М., 1971, библиогр.; Дембо А. Г., Левин М. Я. и Левина Л. И. Артериальное давление у спортсменов, М., 1969; Калюжная Р. А. Физиология и патология сердечно-сосудистой системы детей и подростков, с. 29, М., 1973; он же, Биофизические основы кровообращения и клинические методы изучения гемодинамики, с. 78 и др., Л., 1963, библиогр.; Судаков К. В. Нейрофизиологические механизмы эмоциональных напряжений и их роль в генезе артериальной гипертензии, Биол. журн. Армении, т. 25, № 6, с. 167, 1972, библиогр.; Ткаченко Б. И. и др. Регионарные и системные вазомоторные реакции, с. 15, 34, Л., 1971; Хорст А. Молекулярная патология, пер. с польск., М., 1967; Burton A. C. Physiologie und Biophysik des Kreislaufs, Stuttgart — N. Y., 1969, Bibliogr.

Общая формула давления

Из классического определения того, что такое давление можно вывести общую формулу для его расчета. Выглядеть она будет таким образом:

P = F/S

Где F – это сила давления, а S – площадь поверхности на которую она действует. То есть иными словами формула нахождения давления – это сила, воздействующая на определенную поверхность, разделенная на площадь этой самой поверхности.

Как видно из формулы, при расчете давления всегда действует следующий принцип: чем меньше пространство, на которое влияет сила, тем большее количество давящей силы на него приходится и наоборот.

Это можно проиллюстрировать простым жизненным примером: хлеб легче всего порезать острым ножом, потому что у острого ножа заточенное лезвие, то есть площадь поверхности S из формулы у него минимальна, а значит, давление ножа на хлеб будет максимально равно приложенной силе F того кто держит нож. А вот тупым ножом порезать хлеб уже сложнее, так как у его лезвия большая площадь поверхности S, и давление ножа на хлеб будет меньшим, и значит, чтобы отрезать себе кусок хлеба нужно приложить большее количество силы F.

Общая формула давления, по сути, отлично описывает формулу давления твердого тела.

Нормальное давление и пульс


Норма давления – это усредненное значение АД в покое, выведенное для людей разного возраста, пола. Установлены нижняя и верхняя границы значений, характеризующие оптимальное состояние организма. Идеальное давление принято равным 120/80 миллиметров ртутного столбца. Под влиянием индивидуальных особенностей это значение колеблется. Нормальное давление человека (отклонение от указанных данных на 5-10 мм рт. ст. не говорит о патологии):

Возраст, лет

Минимальный нормальный показатель АД, мм рт. ст.

Максимальный нормальный показатель АД, мм рт. ст.

мужчины

женщины

мужчины

женщины

1-10

100/60

120/78

10-20

115/70

110/70

134/83

138/85

20-40

117/77

110/75

137/87

132/83

40-60

120/82

112/79

144/90

137/87

Более 60

145/78

144/82

147/83

159/91

Пульс – ритмичные толчки потока крови, ощущаемые на стенках кровеносных сосудов. Характеризует частоту сокращений сердца (ЧСС). Этот показатель так же отличается у людей разных возрастных категорий. Так сердцебиение у ребенка учащенное по сравнению со взрослым. Представлены нормальные показатели пульса:

Возраст, лет

Пульс в норме, уд./мин

мужчины

женщины

1-10

70-120

10-20

60-130

70-110

20-40

50-90

60-70

40-60

60-85

75-83

Более 60

70-90

80-85

У детей

У ребенка, начиная с момента рождения до 10 лет, наблюдают значительное повышение АД по мере развития сердца и сосудистого русла. Детский пульс снижается. Норма артериального давления по возрастам:

Возрастная шкала

АД в норме, мм рт. ст.

Пульс в норме, уд./мин

до 2 недель

55/40 – 95/50

100-150

2-4 недели

79/41 – 113/75

100-150

2-5 месяца

89/48 – 113/75

90-120

5-12 месяцев

89/48 – 113/75

90-120

1-3 года

98/59 – 113/75

70-120

3-6 лет

98/59 – 117/77

70-120

6-10 лет

98/59 – 123/79

70-120

Высокий показатель ЧСС у новорожденных, грудничков обусловлен большой потребностью растущего организма в энергии. Минутный объем крови в этот период ниже нужного. Для компенсации недостаточной доставки кислорода и питательных веществ к тканям сердцу необходимо чаще сокращаться. При увеличении минутного объема крови с возрастом пульс снижается. У младенцев также снижен тонус и сопротивление сосудов.

При развитии организма стенки артерий утолщаются, становятся жестче. Мышечные клетки сердца и сосудов функционируют интенсивнее. АД при взрослении постепенно повышается. Показатели у детей школьного и дошкольного возраста близки по значению, но расширяются максимально допустимые границы. Большое влияние на организм оказывает поступление в школу и связанные с ней психологические и физические нагрузки.

У подростков

В подростковом периоде происходят значимые изменения кровообращения. Показатели для этого возраста:

Возраст, лет

Нормы артериального давления по возрастам, мм рт. ст.

Пульс в норме, уд./мин

10-12

110/70 – 127/83

70-130

13-15

110/70 – 137/88

60-110

15-17

110/70 – 131/89

60-110

У старшеклассников на первое место выходят половое созревание, гормональные перестройки. Интенсивно увеличивается масса сердца, объем. В пубертате появляются половые различия в функционировании сердца. У юношей миокард способен сокращаться более сильно и мощно. У девушек с началом менструации систолическое давление поднимается, ЧСС снижается.

У взрослых

Норма давления и пульса по возрастам для людей старше 18 лет представлены в следующей таблице:

Возраст, лет

Нормальное артериальное давление, мм рт. ст.

Пульс в норме, уд./мин

мужчины

женщины

18-29

126/79

120/75

60-100

30-39

129/81

127/80

40-49

135/83

137/84

50-59

142/85

144/85

60-69

145/82

159/85

70-79

147/82

157/83

80 и старше

145/78

150/79

К 25 годам сердечно-сосудистая система созревает. Дальнейшие изменения функций связаны со старением. С возрастом снижаются ЧСС, минутный объем крови. Образование бляшек из холестерина сужает просвет сосудов. Снижается сократительная способность сердца. Атеросклеротические изменения вызывают повышение АД, риск развития гипертензии. У женщин во время беременности и менопаузы может развиваться тахикардия. При вынашивании ребенка, климаксе происходят гормональные изменения. Эстроген и прогестерон влияют на работу сердечно-сосудистой системы.

С возрастом отмечают повышение АД до старости, затем – снижение. У пожилых людей сердечная мышца ослабевает, не может сокращаться с достаточной силой. Кровь становится более вязкой, медленнее течет по сосудам, возникают застои. Эластичность стенок артерий и вен снижается. Сосуды становятся хрупкими и ломкими. Развитие гипертонии в этом возрасте вызывает возникновение инфарктов, инсультов.

Изменения давления с высотой

Изменение давления с высотой.

С высотой атмосферное давление уменьшается. Например, горная болезнь начинается на высоте около 2-3 км, а атмосферное давление на вершине Эвереста составляет примерно 1/4 от показателя на уровне моря.

В стационарных условиях атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты, поскольку оно создаётся лишь вышележащим слоем атмосферы. Зависимость давления от высоты описывается барометрической формулой.

Уравнение статики выражает закон изменения давления с высотой:

−Δp=gρΔz,{\displaystyle -\Delta p=g\rho \Delta z,}

где: p{\displaystyle p} — давление, g{\displaystyle g} — ускорение свободного падения, ρ{\displaystyle \rho } — плотность воздуха, Δz{\displaystyle \Delta z} — толщина слоя. Из основного уравнения статики следует, что при увеличении высоты (Δz>{\displaystyle \Delta z>0}) изменение давления отрицательное, то есть давление уменьшается. Строго говоря, основное уравнение статики справедливо только для очень тонкого (бесконечно тонкого) слоя воздуха Δz{\displaystyle \Delta z}. Однако на практике оно применимо, когда изменение высоты достаточно мало по отношению к приблизительной толщине атмосферы.

Приведение к уровню моря

Многие метеостанции рассылают так называемые «синоптические телеграммы», в которых указывается давление, приведённое к уровню моря (см. КН-01, METAR). Это делается для того, чтобы давление было сравнимо на станциях, расположенных на разных высотах, а также для нужд авиации. Приведённое давление используется также и на синоптических картах.

При приведении давления к уровню моря используют сокращенную формулу Лапласа:

z2−z1=18400(1+λt)lg⁡(p1p2).{\displaystyle z_{2}-z_{1}=18400(1+\lambda t)\lg(p_{1}/p_{2}).}

То есть, зная давление и температуру на уровне z2{\displaystyle z_{2}}, можно найти давление p1{\displaystyle p_{1}} на уровне моря z1={\displaystyle z_{1}=0}.

Вычисление давления на высоте h{\displaystyle h} по давлению на уровне моря P{\displaystyle P_{0}} и температуре воздуха T{\displaystyle T}:

P=Pe−MghRT,{\displaystyle P=P_{0}e^{-Mgh/RT},}

где P{\displaystyle P_{0}} — давление Па на уровне моря ;M{\displaystyle M} — молярная масса сухого воздуха, M = 0,029 кг/моль;g{\displaystyle g} — ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²;R{\displaystyle R} — универсальная газовая постоянная, R = 8,31 Дж/моль·К;T{\displaystyle T} — абсолютная температура воздуха, К, T=t+273,15{\displaystyle T=t+273,15}, где t{\displaystyle t} — температура Цельсия, выражаемая в градусах Цельсия (обозначение: °C);h{\displaystyle h} — высота, м.

На небольших высотах каждые 12 м подъёма уменьшают атмосферное давление на 1 мм рт. ст. На больших высотах эта закономерность нарушается.

Более простые расчёты (без учёта температуры) дают:

P=P(,87)h=P⋅10−,06h,{\displaystyle P=P_{0}(0,87)^{h}=P_{0}\cdot 10^{-0,06h},}

где h{\displaystyle h} — высота в километрах.

Измерения и расчёт показывают в полном согласии, что при подъёме над уровнем моря на каждый километр давление будет падать на 0,1 долю; то же самое относится и к спуску в глубокие шахты под уровень моря — при опускании на один километр давление будет возрастать на 0,1 своего значения.

Речь идёт об изменении на 0,1 от значения на предыдущей высоте. Это значит, что при подъёме на один километр давление уменьшается до 0,9 (точнее 0,87) от давления на уровне моря.

В прогнозах погоды и сводках, распространяемых для населения через интернет и по радио, используется неприведённое давление, то есть, фактическое давление на уровне местности.


С этим читают