ค่าที่แน่นอนของ ความกดอากาศ ไม่แสวงหาที่นี่ แต่เราจะเน้นไปที่การทำให้เห็นภาพวิวัฒนาการของปริมาณนี้มากขึ้น โดยเปรียบเทียบกับดัชนีเคลื่อนที่ เหมือนกับเข็มอ้างอิงที่พบในบารอมิเตอร์เชิงกลในห้องนั่งเล่น
ความกดอากาศ
แนวคิดเรื่องความกดอากาศเป็นสิ่งจำเป็นในการพยากรณ์อากาศ แม้ว่าจะไม่สามารถจับต้องได้ง่าย แต่ปริมาณทางกายภาพนี้แสดงให้เห็นได้ง่าย
ที่ระดับน้ำทะเล ความกดอากาศแรงพอที่จะยกเสาน้ำสูงประมาณ 10 เมตร หรือเสาปรอทซึ่งหนักกว่ามากให้สูงเพียง 76 เซนติเมตรสำหรับพื้นที่ผิว 1 ตารางเซนติเมตร
ดังนั้น บารอมิเตอร์แบบปรอทจึงเป็นเพียงหลอดแก้วที่บิดงอ เปิดปลายด้านหนึ่งและบรรจุด้วยปรอท
มีการสอบเทียบหน่วยเป็นมิลลิเมตร ซึ่งแสดงถึงน้ำหนัก (เช่น ความดัน) ที่กระทำมากหรือน้อยบนพื้นผิวโลก
อุปกรณ์นี้ยังคงใช้ชื่อของผู้ประดิษฐ์ Torricelli (1608-1647) ซึ่งเป็นสาวกของกาลิเลโอที่มีชื่อเสียง
ความกดอากาศสามารถเพิ่มหรือลดได้ เป็นที่น่าสังเกตว่าค่าความกดอากาศยังบ่งชี้ความสูงได้ดีอีกด้วย
โดยพื้นฐานแล้ว เครื่องวัดความสูงคือบารอมิเตอร์ประเภทหนึ่งที่สอบเทียบเป็นกิโลเมตร
โชคไม่ดีที่อุณหภูมิส่งผลต่อการวัดนี้ด้วย เพราะอากาศที่เย็นกว่า หนักกว่า มีแนวโน้มจะเคลื่อนตัวลงมา ในขณะที่อากาศอุ่นจะขยายตัวและลอยตัวขึ้น และเบาลง
เราสามารถคาดหวังได้ว่าจะลดลงประมาณ 1 มิลลิบาร์ต่อความสูงที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 8 เมตร
ในระบบหน่วยสากล (SI) หน่วยของความดันคือปาสคาล (Pa) ซึ่งแสดงถึงแรง 1 นิวตันต่อตารางเมตร (ประมาณ 102 กรัม)
อย่างไรก็ตาม ค่านี้ไม่เป็นที่นิยมใช้ และมักจะถูกแทนที่ด้วยแถบ ซึ่งมีค่าเท่ากับ 100,000 ปาสคาล
ความดันบรรยากาศมาตรฐานมีค่าเฉลี่ยประมาณ 1.013 บาร์ หรือ 1,013 มิลลิบาร์
หน่วยนี้มักจะแสดงบนบารอมิเตอร์ในครัวเรือนพร้อมกับค่า 76 ซึ่งแสดงถึงความสูงเป็นเซนติเมตรของคอลัมน์ปรอทที่ระดับน้ำทะเล
แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด! มิลลิบาร์ถูกแทนที่ด้วยเฮกโตปาสกาล (hPa) บางทีอาจจะเป็นเพื่อเป็นเกียรติแก่ความทรงจำของนักฟิสิกส์ผู้ยิ่งใหญ่ แบลส ปาสคาล
ในตลาด เราสามารถหาบารอมิเตอร์แบบโลหะหรือบารอมิเตอร์แบบแอนรอยด์ซึ่งทำงานตามความยืดหยุ่นของโลหะ
ห้องโลหะที่ไม่มีอากาศจะต้องวัดความดันบรรยากาศ ใช้คันโยกเพื่อเลื่อนเข็มขนาดเล็กไปตามหน้าปัดที่ปรับเทียบแล้ว
เคอร์เซอร์ที่เคลื่อนที่ได้ช่วยให้สามารถ 'เก็บ' แรงกดที่กำหนดและตรวจสอบในภายหลังว่ากำลังลดลงหรือเพิ่มขึ้นหรือไม่ จากการสังเกตเหล่านี้ เราเสนอการสร้างตัวบ่งชี้ความกดอากาศ
เซ็นเซอร์ความดันบรรยากาศแบบอิเล็กทรอนิกส์
ทุกวันนี้ ในการวัดความดันบรรยากาศด้วยวิธีอิเล็กทรอนิกส์เต็มรูปแบบ ก็เพียงพอแล้วที่จะ 'ชั่งน้ำหนัก' น้ำหนักของคอลัมน์อากาศที่ออกแรงกดบนพื้นผิวที่บอบบางของเซ็นเซอร์ โดยใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติการต้านทานแบบพายโซรีซิสทีฟของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนขนาดเล็ก
มันคล้ายกับสเตรนเกจขนาดเล็กที่สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของมวลบนพื้นผิวที่ใช้งาน
โมโตโรล่าได้นำเสนอส่วนประกอบที่น่าสนใจอย่างมากแก่สาธารณชนทั่วไปเป็นเวลาหลายปีแล้ว ซึ่งได้รับการชดเชยอุณหภูมิและปรับเทียบอย่างแม่นยำที่โรงงานโดยใช้ลำแสงเลเซอร์
ส่วนประกอบนี้เป็นเซ็นเซอร์ความดันสัมบูรณ์ที่มีการอ้างอิง MPX 2200AP
รุ่นพิเศษที่มีสองอินพุตจะวัดแรงดันต่าง เช่น ประเมินระดับน้ำในถัง ความไวทั่วไปของเซ็นเซอร์คือ 0.2 mV ต่อกิโลปาสกาลของความดัน
ดังนั้น ที่ความดัน 1 บาร์ = 1,000 hPa แรงดันเอาต์พุตของส่วนประกอบวัดได้อย่างแม่นยำ 100 x 0.2 mV = 20 mV
วิธีการทำงานของวงจร
วงจรตัวบ่งชี้ความดันบรรยากาศแสดงไว้อย่างครบถ้วนในรูปต่อไปนี้ และประกอบด้วยสามส่วนที่แตกต่างกัน: แหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุม ส่วนการวัดและการขยาย และสุดท้ายคืออุปกรณ์แสดงผลและเคอร์เซอร์หน่วยความจำ
แหล่งจ่ายไฟไม่สม่ำเสมอของอุปกรณ์นี้ทำให้สามารถใช้แบตเตอรี่สี่เหลี่ยมขนาด 9 โวลต์ได้
เพื่อขจัดความผันแปรของแรงดันไฟฟ้าอันเนื่องมาจากการสึกหรอของแบตเตอรี่ เรามีอุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าซึ่งประกอบด้วยทรานซิสเตอร์บัลลาสต์ T1 และซีเนอร์ไดโอด Z1 ที่มีค่าเล็กน้อย 6.2V สวิตชิ่งไดโอด D1 ที่ต่อเป็นอนุกรมจะชดเชยแรงดันตกคร่อมทางแยก PN ของทรานซิสเตอร์ได้อย่างแม่นยำ
ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรลีติค C1 มูลค่าสูงยังทำให้แรงดันไฟฟ้าต่อเนื่องนี้คงที่ที่ 6.2V
ขั้วบวกของแหล่งพลังงานนี้จะผ่านปุ่ม TEST ซึ่งจะจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์แสดงผลเมื่อมีการร้องขอเท่านั้น ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ได้อย่างมาก
