Приборы для измерения давления: виды, выбор и цены

Какое давление вы измеряете — такой прибор и нужен

Школьный вопрос: чем измеряют давление

В курсе физики 7 класса и дальше на ОГЭ и ЕГЭ этот материал спрашивают почти дословно: «Каким прибором измеряют атмосферное давление?» Правильный ответ — барометр, а в школьной лаборатории конкретно барометр-анероид: металлическая гофрированная коробка, из которой откачан воздух, деформируется при изменении давления, и это движение через рычаги передаётся на стрелку.^[3]

Второй вопрос той же серии — «Каким прибором измеряют давление газа в сосуде?». Ответ: манометром, обычно жидкостным U-образным в демонстрационном опыте и металлическим (с трубкой Бурдона) в реальной технике. Третий типовой пункт — опыт Торричелли: столб ртути высотой 760 мм уравновешивает нормальное атмосферное давление, отсюда и берётся единица «миллиметр ртутного столба».

Типичная ошибка — назвать барометр прибором для измерения любого давления: он измеряет только атмосферное, и шкала у него узкая, примерно от 680 до 800 мм рт. ст.

Что такое давление и в чём его меряют

Давление — это сила, действующая перпендикулярно поверхности, делённая на площадь этой поверхности: p = F / S. Единица СИ — паскаль (Па), это ньютон на квадратный метр. Паскаль крайне мал, поэтому в быту и технике его почти не используют напрямую.

Практические переводы, которые стоит держать в голове: 1 бар ≈ 1,02 кгс/см² ≈ 14,5 psi ≈ 750 мм рт. ст. ≈ 10,2 м водяного столба, а 1 МПа = 10 бар.

Два якоря снимают большинство путаницы. Первый: нормальное атмосферное давление на уровне моря — 1013 гПа = 760 мм рт. ст. = 1,013 бар. Второй: 1 бар — это примерно 10 метров воды, поэтому на глубине 10 м дайвер испытывает вдвое большее абсолютное давление, чем на поверхности, а водонапорная башня высотой 30 м даёт в кране около 3 бар.

Отдельная ловушка — «атмосферы» в разговорной речи: «накачал 2,2 атмосферы» означает 2,2 кгс/см², то есть 2,16 бар. Для шин эти 2 % несущественны, в расчёте — уже нет.

Абсолютное, избыточное, дифференциальное и вакуум

Разделение простое, и оно определяет, какой прибор покупать.

Абсолютное давление отсчитывается от полного вакуума. Его показывают барометры, приборы с индексом «абс.» и специальные датчики. Именно абсолютное давление входит в уравнение состояния газа, поэтому в расчётах используют его.

Избыточное (манометрическое, gauge) — разность между давлением среды и атмосферным. Это то, что показывает манометр котла, компрессора и шинный измеритель. Классический пример: шинный манометр показывает 2,2 бар, а абсолютное давление воздуха в шине при этом ≈ 3,2 бар, потому что к показанию прибавляется атмосферное 1,0 бар. Отсюда следует и то, что показания шинного манометра слегка «плывут» при подъёме в горы: атмосферное давление падает, избыточное растёт.

Дифференциальное (перепад) — разность давлений в двух точках. Его меряют дифманометром: перепад на фильтре вентиляции, на теплообменнике, на диафрагме расходомера. Значения крошечные, десятки и сотни паскалей, поэтому у таких приборов свои единицы — Па и мм вод. ст.

Вакуумметрическое — насколько давление ниже атмосферного. Шкала вакуумметра идёт от 0 до −1 бар (глубже физически некуда, ведь абсолютный ноль отстоит от атмосферы ровно на 1 бар).

Механические приборы: как они устроены

1. 1
   Жидкостный U-образный манометр. Изогнутая трубка с водой, спиртом или ртутью. Давление сдвигает уровень, разность высот столбов и есть измеряемая величина. Точен, не требует калибровки как таковой, но громоздок и годится только для малых давлений.
2. 2
   Пьезометр. Вертикальная открытая трубка, врезанная в трубопровод. Вода в ней поднимается на высоту, соответствующую статическому напору. Показывает результат прямо в метрах водяного столба, поэтому до сих пор применяется в гидравлике и на скважинах.
3. 3
   Манометр с трубкой Бурдона. Самый распространённый тип. Сплющенная в сечении латунная или стальная трубка, свёрнутая дугой, под давлением стремится распрямиться; её свободный конец через тягу и трибко-секторный механизм поворачивает стрелку. Расширенная шкала на 270–300° даёт заметно лучшую читаемость, чем рычажные механизмы с сектором до 90°.^{[[2]](https://valtec.ru/document/article/manometr.html)}
4. 4
   Мембранный манометр. Чувствительный элемент — гофрированная мембрана или мембранная коробка. Держит вязкие, загрязнённые и агрессивные среды, легко отделяется разделителем от продукта. Рабочий выбор для малых давлений и пищевых производств.
5. 5
   Сильфонный манометр. Внутри гофрированный цилиндр-сильфон, который под давлением растягивается вдоль оси. Ход больше, чем у мембраны, значит выше чувствительность; используется в тягомерах и напоромерах на малых перепадах.
6. 6
   Ртутный барометр. Прямой потомок опыта Торричелли: запаянная сверху трубка с ртутью в чашке. Эталонная точность, но ртуть токсична, поэтому такие барометры остались на метеостанциях и в поверочных лабораториях.
7. 7
   Барометр-анероид. Безжидкостный: вакуумированная гофрированная коробка сжимается и разжимается вслед за атмосферой. Реагирует на перепад высоты в 2–3 метра, безопасен, поэтому это стандартный бытовой и школьный барометр.
8. 8
   Микроманометр. Жидкостный прибор с наклонной трубкой: наклон растягивает шкалу и позволяет читать доли паскаля. Применяется при аттестации вентиляции и в аэродинамических измерениях.

Электронные приборы

Тензорезистивные и пьезорезистивные датчики — рабочая лошадка промышленности. На мембрану напылён мост из тензорезисторов; деформация меняет их сопротивление, электроника превращает это в унифицированный сигнал 4–20 мА или в цифровой протокол. Отсюда и слово «преобразователь давления» вместо «манометр»: показаний у него нет, он отдаёт сигнал в контроллер.

Пьезоэлектрические датчики дают заряд при деформации кристалла. Важное ограничение: заряд стекает, поэтому статическое давление такой датчик измерить не может — он предназначен для быстрых процессов: детонации в цилиндре двигателя, гидроударов, ударных волн.

Ёмкостные датчики ловят изменение ёмкости между мембраной и неподвижным электродом; они стабильны и чувствительны, поэтому стоят в прецизионных дифманометрах и барометрах.

Вакуумметры Пирани судят о давлении по теплоотдаче нагретой нити: чем меньше молекул, тем хуже нить остывает; диапазон примерно от 100 до 10⁻³ Па. Глубже работают ионизационные вакуумметры, где давление определяют по ионному току, — до 10⁻⁸ Па и ниже.

МЕМС-барометр в смартфоне — кремниевый чип размером с рисовое зерно. Он есть в большинстве современных телефонов и работает на приложения-высотомеры, на счётчик этажей в шагомере и на ускоренную привязку GPS по высоте.

Где вы встречаете эти приборы каждый день

Манометр газового котла. Круглый прибор на 0–4 бар с зелёным сектором. В закрытой системе отопления частного дома на холодной воде нормой считают 1,0–1,5 бар; предохранительный клапан обычно настроен на 3 бар.^[4] Если приходится подпитывать систему чаще раза в месяц — это не «нормальная убыль», а утечка или мёртвый расширительный бак.

Шинный манометр. Правильные значения для вашей машины — на наклейке в проёме водительской двери или на лючке бака, а не на боковине покрышки (там указан максимум). Мерить нужно на холодных шинах: после часа езды воздух нагревается и давление растёт на 0,2–0,3 бар, так что «стравить лишнее» на прогретом колесе — прямой путь к недокачке.

Тонометр. Показывает систолическое и диастолическое давление в мм рт. ст. Плечевые модели точнее запястных; запястные удобно брать в поездку, но их надо держать на уровне сердца, иначе гидростатический столб крови сам по себе даст сдвиг на 8–10 мм рт. ст.

Скороварка. Клапан держит избыточные 0,7–1,0 бар, вода кипит при 115–120 °C — только поэтому в ней всё готовится втрое быстрее.

Домашняя метеостанция. Абсолютное значение давления менее важно, чем направление его изменения: падение на 3–5 гПа за три часа надёжно предсказывает ухудшение погоды, а медленный рост — прояснение. Поэтому у бытовых барометров стрелка-указатель ставится на текущее значение вручную — чтобы через сутки увидеть смещение.

Реле давления насосной станции. Дешёвая коробочка с двумя пружинами, которая включает насос при падении до 1,4–1,8 бар и выключает при 2,8–3,0 бар. Без неё гидроаккумулятор бесполезен.

Модели и цены в российских магазинах

Ориентировочные цены по состоянию на сентябрь 2026 года; наличие и стоимость меняются, диапазон дан по фактическим карточкам товаров.

Как выбрать манометр: семь правил

1. Правило 25–75 %. Рабочее давление должно попадать в среднюю часть шкалы. Для системы на 2 бар берите прибор 0–4 или 0–6 бар, но не 0–25: на краю шкалы погрешность в процентах от диапазона превращается в бессмыслицу, а постоянная работа у верхнего предела «сажает» пружину.
2. Класс точности. Обозначает погрешность в процентах от диапазона: у прибора класса 1,5 со шкалой 0–10 бар допустимая ошибка ±0,15 бар. Для отопления и компрессора достаточно 2,5, для узлов учёта и наладки берут 1,0 или 0,6, эталонные — 0,15–0,4.^[1]
3. Глицериновое заполнение. Если рядом насос, компрессор или гидроудары, стрелка сухого манометра пляшет и механизм разбивается за сезон. Корпус, залитый глицерином, гасит вибрацию и позволяет вообще прочитать показание.
4. Присоединительная резьба. В России стандарт — трубная цилиндрическая G1/4, G1/2, реже M20×1,5 и G3/8. Диаметр корпуса связан с резьбой: Ø50–63 мм обычно идут с G1/4, Ø100 мм — с G1/2.
5. Материал смачиваемых частей. Латунь и медный сплав — для воды, воздуха, масла. Для агрессивных сред, пара и пищевых производств нужна нержавеющая сталь либо мембранный разделитель.
6. Абсолютный или избыточный. Для метеорологии, вакуумной техники и физических расчётов нужен абсолютный прибор; для всего остального — обычный избыточного давления.
7. Аналоговый или цифровой. Стрелка лучше показывает тенденцию и колебания, читается издалека и не требует питания. Цифровой даёт разрешение до 0,01 бар, переключение единиц и фиксацию минимума-максимума. На щите котельной уместнее стрелка, при наладке — цифра.

Поверка и откуда берутся ошибки

Смещение нуля. Снятый с линии манометр должен показывать ровно ноль. Стрелка «зависла» на 0,2 бар — пружина получила остаточную деформацию; подгибать стрелку бесполезно, нелинейность останется.

Температура. Паспортная точность заявлена при +20 °C. На морозе или у горячей магистрали добавляется температурная погрешность; между манометром и паром всегда ставят сифонную трубку-петлю, которая заполняется конденсатом и защищает механизм.

Мениск. У жидкостного манометра отсчёт ведут по нижней точке вогнутого мениска воды и по верхней точке выпуклого мениска ртути, держа глаз строго на уровне жидкости, иначе параллакс даст ошибку в несколько миллиметров.

Высота установки. Каждый метр вертикального смещения точки отбора меняет показание на 0,098 бар для воды: манометр на два метра ниже котла честно покажет лишние 0,2 бар.

Периодичность поверки. В сфере государственного регулирования — учёт, промбезопасность, медицина — поверка обязательна с интервалом 1 или 2 года. Бытовой манометр на котле поверять не нужно, но раз в несколько лет полезно сравнить его с заведомо исправным.

Грузопоршневой манометр (dead weight tester) — эталон, на котором создаётся образцовое давление: калиброванные гири давят на поршень известной площади, и давление вычисляется из массы и площади без всякой электроники.

Шесть частых ошибок

1. Покупают манометр с диапазоном «с запасом» в 10 раз — и получают прибор, у которого рабочая точка сидит в первой десятой шкалы, где читать нечего.
2. Меряют давление в шинах на горячих колёсах и стравливают «лишнее», после чего ездят с недокачкой.
3. Ставят сухой манометр на компрессор или насос, а через месяц удивляются, что стрелка не возвращается на ноль.
4. Путают кгс/см² и бар в расчётах, где разница в 2 % уже важна, — и наоборот, спорят об этой разнице там, где она не значит ничего.
5. Меряют артериальное давление запястным тонометром с рукой на коленях: результат завышен на величину столба крови между запястьем и сердцем.
6. Считают показание манометра абсолютным давлением при расчёте объёма газа — и ошибаются ровно на одну атмосферу.

Часто задаваемые вопросы

Как называется прибор для измерения давления? Общее название — манометр; для атмосферного давления это барометр, для разрежения — вакуумметр, для артериального давления — тонометр (сфигмоманометр).

Чем измеряют атмосферное давление? Барометром: ртутным в лаборатории, барометром-анероидом в быту и школе, электронным барометром с МЕМС-датчиком в метеостанциях и смартфонах.

Чем отличается манометр от барометра? Манометр измеряет избыточное давление среды в закрытом объёме и имеет широкий диапазон, а барометр измеряет абсолютное атмосферное давление в узком диапазоне около 680–800 мм рт. ст.

Какое нормальное атмосферное давление? На уровне моря — 760 мм рт. ст., что равно 1013,25 гПа или 101 325 Па; для конкретного города норма ниже пропорционально высоте над уровнем моря.

Сколько атмосфер в одном баре? Одна физическая атмосфера равна 1,013 бар, одна техническая (кгс/см²) — 0,981 бар, поэтому в бытовых разговорах бар и атмосферу считают равными.

Как перевести бар в кгс/см² и psi? Умножьте бары на 1,02 для получения кгс/см² и на 14,5 для psi: 2 бар = 2,04 кгс/см² = 29 psi.

Какое давление должно быть в системе отопления частного дома? В закрытой системе на холодном теплоносителе обычно 1,0–1,5 бар, при нагреве значение поднимается на 0,3–0,5 бар, а предохранительный клапан срабатывает около 3 бар.

Какое давление в шинах легкового автомобиля? Как правило 2,0–2,5 бар, но точное значение указано на наклейке в проёме водительской двери и зависит от загрузки; проверять надо на холодных шинах.

Чем измеряют вакуум? Вакуумметром: механическим со шкалой от 0 до −1 бар для форвакуума, датчиком Пирани для среднего вакуума и ионизационным вакуумметром для высокого и сверхвысокого.

Что такое класс точности манометра и какой выбрать? Это допустимая погрешность в процентах от диапазона шкалы; для отопления и компрессора хватает класса 2,5, для измерительных узлов берут 1,0 или 0,6, для эталонных приборов — 0,15–0,4.

Нужна ли поверка бытовому манометру? Обязательная поверка требуется приборам в сфере государственного регулирования — учёт, промышленная безопасность, медицина; манометр на домашнем котле поверять не обязательно, но полезно периодически сверять его с исправным прибором.

Можно ли измерить давление смартфоном? Да, если в телефоне есть МЕМС-барометр: он показывает атмосферное давление и позволяет оценивать высоту, но измерить давление в шине или в трубе смартфон не может.

Источники

1. Манометр — Википедия
2. VALTEC. Манометр: устройство, характеристики, выбор
3. ЯКласс. Барометр-анероид, физика 7 класс
4. WOLF. Давление в системе отопления: оптимальные значения
5. ВсеИнструменты.ру — манометры и барометры
6. Чип и Дип — манометры и датчики давления
7. Официальный магазин Omron — тонометр M2 Basic