فشارسنج

فشارسنج جیوه‌ای

فشارسنج قدیمی در پاریس

دستگاه گوته

فشارسنج از ۱۸۹۰

فشارسنج 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 Fبر واحد سطح A تعریف می‌ شود واحد آن پاسکال Pa است که به صورت  (N/m²) تعریف می شود. به عبارتی یک پاسکال برابر با نیروی یک نیوتون وارد بر سطح یک مترمربع است. پاسکال با نماد Pa  در دستگاه بین المللی یکاها(SI) نمایش داده می شود. 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 می‌ کنند که با نماد P نمایش داده می‌شود:

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

انواع فشار سنج

برای اندازه گیری فشار با توجه به نوع سیال مورد نظر که قصد اندازه گیری فشار آن را داریم، سایر موارد نظیر دامنه و میزان فشار و شرایط محیطی محل  نیز می‌ بایست در نظر گرفته شود تا نوع فشارسنج مناسب انتخاب شود. فشارسنج‌ ها با توجه به مکانیزم عملکرد و نوع ساختارشان به سه گروه کلی تقسیم می‌شوند: مانومترها، فشارسنج های ارتجاعی، فشارسنج‌ها الکتریکی

مانومترها شامل چهار دسته کلی زیر هستند:

مانومتر مخزنی Barometer

مانومتر ساده Piezometer

مانومتر U شکل U Tube Manometer

مانومتر مورب Inclined Manometer

فشارسنج‌های ارتجاعی نیز به چهار دسته کلی تقسیم می شوند:

فشارسنجهای دیافراگمی Diaphragm pressure gauges

فشارسنج‌های کپسولی Capsule pressure gauge

بلوزها Bellows Tube

بوردون تیوب ها Bourdon Tube

فشارسنج‌های الکتریکی نیزدارای دو ساختار کلی

استرین گیج ها GagesStrain

فشارسنج‌های پیزوالکتریک piezoelectric هستند.

منابع

دانشنامهٔ کودکان و نوجوانان آکسفورد.

ترجمه US Navy Diving Manual 2016, Table 2‑10. Pressure Equivalents..