فشارسنج

فشارسنج جیوه‌ای

فشارسنج قدیمی در پاریس

دستگاه گوته

فشارسنج از ۱۸۹۰

فشارسنج یا بارومِتر (به فرانسوی: Baromètre) دستگاهی است که در هواشناسی برای اندازه‌گیری فشار اتمسفر به کار می‌رود. هرچند اصطلاح «به سبکی هوا» به معنای خیلی سبک است اما باید توجه داشت که وزن هوای روی هر متر مربع از سطح زمین معادل ۱۰۰۰۰ کیلوگرم است. نیروی وارد بر سطح را فشار می‌نامند. هر فشارسنج تشکیل شده‌است از یک قوطی فلزی تخت و درجه‌بندی شده که درون آن از هوا خالی است. فشار هوا می‌خواهد قوطی را مچاله کند اما چون فلز خاصیت فنری دارد کاملاً مچاله نمی‌شود. با تغییر فشارهوا جدار فلزی قوطی بالا و پایین می‌رود. مجموعه‌ای از اهرم‌ها حرکت جدار قوطی را به حرکت عقربه‌ای بر روی صفحهٔ مدرج (شبیه صفحهٔ ساعت) تبدیل می‌کند. با بالا رفتن از سطح زمین (مثلاً با هواپیما) و همچنین با تغییر شرایط آب و هوا، فشار هوا کم می‌شود. فشارسنج را برای سنجش ارتفاع پرواز هواپیما از سطح زمین و نیز برای پیش‌بینی وضع هوا به کار می‌برند. در هواشناسی فشار هوا را بر حسب میلی بار (mb) بیان می‌کنند. میانگین فشار هوا در مجاورت سطح دریا در حدود ۱۰۰۰mb است.

فشار

فشار یک کمیت اسکالر است که به صورت نیرو F بر واحد سطح A تعریف می‌شود واحد آن پاسکال Pa است که به صورت (N/m²) تعریف می‌شود. به عبارتی یک پاسکال برابر با نیروی یک نیوتون وارد بر سطح یک مترمربع است. پاسکال با نماد Pa در دستگاه بین‌المللی یکاها(SI) نمایش داده می‌شود. به بیانی دیگر هنگامی که نیروی F به یک سطح مشخص A اعمال می‌شود، تنش(Stress) در اجزای آن سطح به‌وجود می‌آید که باعث فشرده شدن اجزای تحت تنش می‌شود. هرچه نیرو به سطح کوچکتری وارد شود، فشار بیشتری ایجاد می‌شود. اگر نیروی وارد به یک سطح مشخص افزایش یابد، فشار وارد به سطح بیشتر می‌شود. میزان نیروی وارد بر یک سطح را به‌عنوان فشار تعریف می‌کنند که با نماد P نمایش داده می‌شود:

$P=F/A=N/m2=Kg/m.s2$

انواع فشارسنج

برای اندازه‌گیری فشار با توجه به نوع سیال مورد نظر که قصد اندازه‌گیری فشار آن را داریم، سایر موارد نظیر دامنه و میزان فشار و شرایط محیطی محل نیز می‌بایست در نظر گرفته شود تا نوع فشارسنج مناسب انتخاب شود. فشارسنج‌ها با توجه به مکانیزم عملکرد و نوع ساختارشان به سه گروه کلی تقسیم می‌شوند:

مانومترها

• مانومتر مخزنی Barometer
• مانومتر ساده Piezometer
• مانومتر U شکل U Tube Manometer
• مانومتر مورب Inclined Manometer

فشارسنج‌های ارتجاعی

• فشارسنجهای دیافراگمی Diaphragm pressure gauges
• فشارسنج‌های کپسولی Capsule pressure gauge
• بلوزها Bellows Tube
• بوردون تیوب‌ها Bourdon Tube

فشارسنج‌های الکتریکی

• استرین گیج‌ها GagesStrain
• فشارسنج‌های پیزوالکتریک piezoelectric هستند.

منابع

• دانشنامهٔ کودکان و نوجوانان آکسفورد.
• US Navy Diving Manual 2016, Table 2‑10. Pressure Equivalents.