Одиниці вимірювання в дифманометрах
Багато цифрових дифманометрів можуть показувати результат в різних одиницях: mBar, Bar, kPa, Psi, oz/in², kgf/cm², mmHg, inHg, cmH₂O, inH₂O, ftH₂O. На перший погляд це заплутує, але насправді всі вони вимірюють одне й те саме – тиск (точніше, силу, що припадає на одиницю площі). Різняться лише «лінійки»: історично тиск міряли по-різному в різних країнах і галузях, звідси й різноманіття одиниць. Розберемо, звідки кожна походить, де застосовується і як вони пов'язані між собою.
Метричні одиниці (система СІ)
Паскаль (Pa) і кілопаскаль (кПа). Названі на честь французького вченого XVII століття Блеза Паскаля, який досліджував тиск у рідинах і газах. Паскаль – основна одиниця тиску в системі СІ. 1 Па – це сила 1 ньютон на площу 1 м². Паскаль дуже малий, тому на практиці частіше беруть кілопаскаль (1 кПа = 1000 Па). кПа – зручна інженерна одиниця, поширена в Європі та в українських нормативах.
Бар (Bar) і мілібар (мбар). Назва походить від грецького baros («вага»). Один бар приблизно дорівнює атмосферному тиску на рівні моря (1 бар = 100 кПа = 100 000 Па). Бар зручний саме тим, що близький до звичного атмосферного тиску, тому широко застосовується в техніці, гідравліці, для тиску в трубопроводах і шинах. Одиницю мілібар (1 мбар = 1/1000 бара = 100 Па) традиційно використовують у метеорології.
Одиниці «водяного стовпа»
Сантиметр, дюйм і фут водяного стовпа (cmH₂O, inH₂O, ftH₂O). Ці одиниці прийшли з рідинних U-подібних манометрів, де тиск урівноважується стовпом води (чим вищий стовп, тим більший тиск). Вони інтуїтивно зрозумілі (тиск = висота стовпа рідини) і найзручніші для малих тисків – вентиляції, димоходів, тиску повітря в каналах, медичних приладів. 1 см вод.ст. ≈ 98 Па. Співвідношення всередині родини просте: 1 фут = 12 дюймів, 1 дюйм = 2,54 см.
Одиниці «ртутного стовпа»
Міліметр і дюйм ртутного стовпа (mmHg, inHg). Історично – це найдавніші «стовпові» одиниці і походять від ртутного барометра Евангеліста Торрічеллі (1643 рік). Ртуть у 13,6 раза щільніша за воду, тож її стовп значно коротший за водяний за того самого тиску, що зручно для компактних приладів. 1 мм рт.ст. (він же торр) ≈ 133 Па. Ртутні одиниці широко застосовують у медицині (артеріальний тиск), вакуумній техніці й барометрії. Дюйм ртутного стовпа (inHg) поширений у США та авіації, 1 дюйм = 25,4 мм.
Імперські одиниці «сила / площа»
Фунт на квадратний дюйм (psi) і унція на квадратний дюйм (oz/in²). Це англо-американські одиниці. Psi – це сила у фунтах на площу в квадратний дюйм. Одиниця фактично є промисловим стандартом у США й дуже поширена у техніці (шини, гідравліка, пневматика), 1 psi ≈ 6895 Па. Унція на квадратний дюйм (oz/in²) – це «дрібніша» одиниця для малих тисків, оскільки у фунті 16 унцій, 1 psi = 16 oz/in². Її застосовують, наприклад, для газових приладів низького тиску.
Технічна одиниця
Кілограм-сила на квадратний сантиметр (kgf/cm²). Технічна метрична одиниця, дуже поширена на старих манометрах, зокрема пострадянських і європейських. Це сила в один кілограм-силу на квадратний сантиметр, і вона майже дорівнює одній атмосфері (1 kgf/cm² ≈ 0,98 бар ≈ 98,07 кПа), тому її називають «технічною атмосферою». Поступово витісняється барами й паскалями, але й досі трапляється на шкалах приладів та в документації.
Як одиниці пов'язані між собою
Усередині кожної «родини» співвідношення прості й круглі:
- метричні: 1 бар = 100 кПа = 1000 мбар = 100 000 Па;
- водяний стовп: 1 ftH₂O = 12 inH₂O; 1 inH₂O = 2,54 cmH₂O;
- ртутний стовп: 1 inHg = 25,4 mmHg;
- імперські: 1 psi = 16 oz/in²;
- технічна: 1 kgf/cm² ≈ 1 атмосфера.
А от щоб переходити між родинами, потрібні перевідні коефіцієнти. Нижче – зведена таблиця перерахунку всіх згаданих вище одиниць.
| mBar | Bar | kPa | Psi | oz/in² | kgf/cm² | mmHg | inHg | cmH₂O | inH₂O | ftH₂O | |
| mBar → | 1 | 0,001 | 0,1 | 0,01450 | 0,2321 | 0,001020 | 0,7501 | 0,02953 | 1,0197 | 0,4015 | 0,03346 |
| Bar → | 1000 | 1 | 100 | 14,504 | 232,06 | 1,0197 | 750,06 | 29,530 | 1019,7 | 401,46 | 33,455 |
| kPa → | 10 | 0,01 | 1 | 0,1450 | 2,3206 | 0,01020 | 7,5006 | 0,2953 | 10,197 | 4,0146 | 0,3346 |
| Psi → | 68,948 | 0,06895 | 6,8948 | 1 | 16 | 0,07031 | 51,715 | 2,0360 | 70,307 | 27,680 | 2,3067 |
| oz/in² → | 4,3092 | 0,004309 | 0,4309 | 0,0625 | 1 | 0,004394 | 3,2322 | 0,1273 | 4,3942 | 1,7300 | 0,1442 |
| kgf/cm² → | 980,66 | 0,98067 | 98,067 | 14,223 | 227,57 | 1 | 735,56 | 28,959 | 1000 | 393,70 | 32,808 |
| mmHg → | 1,3332 | 0,001333 | 0,1333 | 0,01934 | 0,3094 | 0,001360 | 1 | 0,03937 | 1,3595 | 0,5352 | 0,04460 |
| inHg → | 33,864 | 0,03386 | 3,3864 | 0,4912 | 7,8585 | 0,03453 | 25,4 | 1 | 34,532 | 13,595 | 1,1329 |
| cmH₂O → | 0,98067 | 0,000981 | 0,09807 | 0,01422 | 0,2276 | 0,001 | 0,7356 | 0,02896 | 1 | 0,3937 | 0,03281 |
| inH₂O → | 2,4909 | 0,002491 | 0,2491 | 0,03613 | 0,5780 | 0,00254 | 1,8683 | 0,07356 | 2,54 | 1 | 0,08333 |
| ftH₂O | 29,891 | 0,02989 | 2,9891 | 0,4335 | 6,9364 | 0,03048 | 22,420 | 0,8827 | 30,48 | 12 | 1 |
Значення наведені для стандартних умов: водяний стовп – за температури 4°C, ртутний – за 0°C. У приладах можливі мінімальні розбіжності через інші референсні температури.
Яку одиницю обирати на практиці
На самому дифманометрі одиницю обирають під завдання й звичну «мову» галузі:
- малі перепади (вентиляція, димоходи, фільтри, чисті приміщення) – зручні cmH₂O, inH₂O, мбар або паскалі;
- тиск рідин, гідравліка, напірні системи – бар, kPa, psi;
- робота зі старим обладнанням чи документацією – kgf/cm² («технічна атмосфера»);
- порівняння з нормою або з іншим приладом – переходьте на ту одиницю, у якій задано норму, скориставшись таблицею вище.
Головне пам'ятати: сама фізична величина не змінюється – 5 кПа це те саме, що 50 мбар чи ≈0,725 psi. Змінюється лише одиниця, у якій ви її записуєте.
