気圧表示回路［LED気圧計回路］

の正確な値 大気圧 ここでは求められていません。むしろ、リビングルームにある機械式気圧計の基準針のような、移動する指標と比較して、この量の変化を視覚化することに重点を置きます。

大気圧

天気予報には気圧の概念が欠かせません。この物理量は、簡単に具体化することはできませんが、実証するのは簡単です。

海面では、大気圧は水柱を約 10 メートルの高さまで持ち上げるのに十分なほど強いですが、水銀柱はそれよりはるかに重いですが、表面積 1 平方センチメートル当たりわずか 76 センチメートルまで持ち上げられます。

したがって、水銀気圧計は、一端が開いていて水銀が満たされた、曲がったガラス管にすぎません。

これはミリメートル単位で校正され、多かれ少なかれ地球の表面にかかる重さ (つまり、圧力) を表します。

この装置には今でも、有名なガリレオの弟子である発明者トリチェリ (1608-1647) の名前が付いています。

空気圧は増加または減少する可能性があります。大気圧の値も高度の適切な指標となることに注意してください。

本質的に、高度計はキロメートル単位で校正される一種の気圧計です。

残念なことに、温度もこの測定に影響を及ぼします。なぜなら、冷たい空気は重くて下降する傾向があるのに対し、暖かい空気は膨張して上昇し、軽いからです。

高度が 8 メートル上昇するごとに、約 1 ミリバールの低下が期待できます。

国際単位系 (SI) では、圧力の単位はパスカル (Pa) で、1 平方メートルあたり 1 ニュートン (約 102 グラム) の力を表します。

ただし、この値は一般的には使用されず、多くの場合、100,000 パスカルに等しいバールに置き換えられます。

標準大気圧は平均値で、約 1.013 バールまたは 1,013 ミリバールです。

この単位は、海面での水銀柱の高さをセンチメートル単位で表す値 76 とともに家庭用気圧計に表示されることがよくあります。

しかしそれだけではありません！おそらく偉大な物理学者ブレーズ・パスカルを記念して、ミリバールはヘクトパスカル (hPa) に置き換えられました。

市場では、金属の弾性を利用して動作する金属気圧計やアネロイド気圧計が販売されています。

空気のない金属製チャンバーに大気圧を加えて測定します。レバーを使用して、校正されたダイヤル上で小さな針を動かします。

可動カーソルを使用すると、特定の圧力を「保存」し、後で圧力が減少しているか増加しているかを確認できます。これらの観察に基づいて、気圧インジケーターの構築を提案します。

電子気圧センサー

現在、完全に電子的な方法で大気圧を測定するには、小さなシリコン ウェーハのピエゾ抵抗特性を利用して、センサーの感知面に圧力を加える気柱の重量を「計量」するだけで十分です。

これは、活性表面上の質量の微小な変化を検出できる小型ひずみゲージに似ています。

Motorola は数年前から非常に興味深いコンポーネントを一般の人々に提供してきました。このコンポーネントは温度補償され、工場でレーザー ビームを使用して正確に校正されています。

このコンポーネントは、参照番号 MPX 2200AP の絶対圧力センサーです。

2 つの入力を備えた特別なモデルは、差圧を測定して、たとえばタンク内の水位を推定します。センサーの標準的な感度は、圧力 1 キロパスカルあたり 0.2 mV です。

したがって、1 bar = 1000 hPa の正確な圧力では、コンポーネントの出力電圧は正確に 100 x 0.2 mV = 20 mV と測定されます。

回路の仕組み

大気圧インジケータ回路の全体を次の図に示します。これは、安定化電源、測定および増幅セクション、最後に表示デバイスとメモリ カーソルの 3 つの異なるセクションで構成されています。

この装置は間欠電源のため、9V 角形電池が使用できます。

バッテリの磨耗による電圧変動を排除するために、バラスト トランジスタ T1 と公称値 6.2 V のツェナー ダイオード Z1 で構成される電圧調整デバイスがあります。直列に接続されたスイッチング ダイオード D1 は、トランジスタの PN 接合での電圧降下を正確に補償します。

大きな値の電解コンデンサ C1 もこの連続電圧を 6.2V に安定させます。

この電源のプラス端子は TEST ボタンを通過し、要求された場合にのみディスプレイ デバイスに電力を供給し、バッテリー寿命の大幅な延長に貢献します。