Det exakta värdet av atmosfärstryck sökes ej här; snarare kommer vi att fokusera mer på att visualisera utvecklingen av denna kvantitet, jämföra den med ett rörligt index, ungefär som referensnålen som finns på en mekanisk barometer i ett vardagsrum.
Atmosfärstryck
Konceptet atmosfärstryck är väsentligt i väderprognoser. Även om den inte är lätt påtaglig, är denna fysiska kvantitet enkel att demonstrera.
Vid havsnivån är atmosfärstrycket tillräckligt starkt för att lyfta en vattenpelare till en höjd av cirka 10 meter, eller en kolonn av kvicksilver, som är betydligt tyngre, till endast 76 centimeter för en yta på 1 kvadratcentimeter.
Därför är en kvicksilverbarometer inget annat än ett böjt glasrör, öppet i ena änden och fyllt med kvicksilver.
Den är kalibrerad i millimeter, som representerar vikten (dvs trycket) som mer eller mindre utövas på jordens yta.
Den här enheten bär fortfarande namnet på sin uppfinnare, Torricelli (1608-1647), en lärjunge till den berömda Galileo.
Lufttrycket kan öka eller minska. Det är värt att notera att värdet på atmosfärstrycket också ger en bra indikation på höjden.
I huvudsak är en höjdmätare en typ av barometer kalibrerad i kilometer.
Det är olyckligt att temperaturen också påverkar denna mätning eftersom kallare luft, som är tyngre, tenderar att sjunka, medan varm luft expanderar och stiger, eftersom den är lättare.
Man kan förvänta sig en minskning på cirka 1 millibar för varje höjdökning på 8 meter.
I det internationella enhetssystemet (SI) är tryckenheten pascal (Pa), som representerar en kraft på 1 newton per kvadratmeter (ungefär 102 gram).
Detta värde är dock inte vanligt förekommande och ersätts ofta av stapeln, som är lika med 100 000 pascal.
Standardatmosfärstrycket är ett medelvärde, cirka 1,013 bar eller 1 013 millibar.
Denna enhet visas ofta på hushållsbarometrar, tillsammans med värdet 76, som representerar kvicksilverkolonnens höjd i centimeter vid havsnivån.
Men det är inte allt! Millibaren har ersatts av hektopascal (hPa), kanske för att hedra minnet av den store fysikern Blaise Pascal.
På marknaden kan man hitta metallbarometrar eller aneroidbarometrar, som fungerar baserat på metallers elasticitet.
En metallkammare, utan luft, utsätts för atmosfärstrycket som ska mätas. Med hjälp av en spak flyttar den en liten nål över en kalibrerad urtavla.
En rörlig markör gör att man kan 'lagra' ett givet tryck och senare kontrollera om det minskar eller ökar. Baserat på dessa observationer föreslår vi att vi konstruerar vår barometriska indikator.
Den elektroniska atmosfärstryckssensorn
Nuförtiden, för att mäta atmosfärstryck på ett helt elektroniskt sätt, är det tillräckligt att 'väga' vikten av luftpelaren som utövar tryck på den känsliga ytan av en sensor, och utnyttja de piezoresistiva egenskaperna hos en liten kiselskiva.
Den liknar en miniatyrtöjningsmätare som kan upptäcka små variationer i massa på sin aktiva yta.
Motorola har erbjudit en mycket intressant komponent till allmänheten i flera år nu, som är temperaturkompenserad och exakt kalibrerad på fabriken med hjälp av en laserstråle.
Denna komponent är den absoluta tryckgivaren med referensen MPX 2200AP.
En specialmodell med två ingångar mäter differenstryck för att till exempel uppskatta vattennivån i en tank. Den typiska känsligheten för sensorn är 0,2 mV per kilopascal tryck.
Således, vid det exakta trycket på 1 bar = 1000 hPa, mäter komponentens utspänning exakt 100 x 0,2 mV = 20 mV.
Hur kretsen fungerar
Atmosfärstryckindikatorkretsen presenteras i sin helhet i följande figur och består av tre distinkta sektioner: den reglerade strömförsörjningen, mät- och förstärkningssektionen och slutligen displayenheten och minnesmarkören.
Den här enhetens intermittenta strömförsörjning tillåter användning av ett 9V rektangulärt batteri.
För att eliminera eventuella spänningsvariationer på grund av batterislitage har vi en spänningsregleringsanordning bestående av ballasttransistorn T1 och zenerdioden Z1 med ett nominellt värde på 6,2V. Omkopplingsdioden D1, ansluten i serie, kompenserar exakt för spänningsfallet över transistorns PN-övergång.
Den högvärdiga elektrolytkondensatorn C1 stabiliserar också denna kontinuerliga spänning på 6,2V.
Den positiva polen på denna strömkälla passerar genom TEST-knappen, som endast driver displayenheten på begäran, vilket bidrar till en betydande förlängning av batteriets livslängd.
