Plik goniometr Jest to urządzenie służące do pomiaru kątów utworzonych przez dwa wizualizacje. Nazwa pochodzi od dwóch greckich słów: goniany, co oznacza kąt i metrów, w odniesieniu do faktu pomiaru. Stamtąd również wywodzi się goniometria, czyli nauka o mierzeniu kątów..
Wielkości kątowe są ważną częścią dyscyplin, takich jak astronomia, geodezja, geologia, medycyna, mineralogia, architektura, inżynieria i wiele innych. Wysokości, odległości, siły i liczne właściwości fizyczne mają wpływ na kąty, więc ich pomiar jest istotny..
Indeks artykułów
W starożytności ktoś wpadł na pomysł podzielenia obwodu na 360 równych części, zwanych stopniami. Jednak dopiero w 1538 r. Holenderski lekarz Regnier Gemma Frisius po raz pierwszy opracował goniometr, instrument wywodzący się z astrolabium (urządzenie służące do pomiaru wysokości lub obniżenia obiektu)..
Ponieważ kąt jest definiowany jako obszar między dwoma promieniami ze wspólnym punktem, który może być środkiem wspomnianego koła, jednym ze sposobów określenia miary tego obszaru jest użycie stopniowanego okręgu.
Tak więc podstawowy projekt to płaski okrąg, wyskalowany w skali 360º lub pół koła, z 180º. Prosty kątomierz z tworzywa sztucznego, jak te używane w szkole, jest bardzo podstawowym goniometrem, jeśli trzymamy się definicji.
Kątomierz jest w stanie mierzyć kąty na płaskiej powierzchni, takiej jak kartka papieru lub tablica. Więc jego zakres ruchu jest raczej ograniczony.
Goniometr jest bardziej wyrafinowany niż prosty kątomierz. Niektóre zawierają noniusz, dla większej precyzji pomiaru oraz linijki do pomiaru odległości. Mają też ramiona do umieszczania ich na niepłaskich powierzchniach.
Dlatego istnieje wiele odmian goniometrów, których użycie zależy od obszaru, na którym się znajdujesz. Jeśli chodzi o materiały produkcyjne, są one na ogół lekkie i mocne, takie jak plastik, stal stopowa i aluminium..
Jak powiedzieliśmy, goniometr służy do pomiaru kątów w wielu różnych sytuacjach, na przykład kątów stawianych przez stawy ciała, które wskazują na ich ruchliwość. Podobnie w budownictwie konieczne jest mierzenie kątów w sufitach, ścianach, drzwiach i wielu elementach.
Wspomnę tylko o kilku zastosowaniach, ponieważ są one prawie nieskończone, ponieważ kąty są wszechobecnymi bytami we wszystkim, co nas otacza..
Plik system sześćdziesiętny składa się z podzielenia obwodu na 360 równych części zwanych stopniami (º). Z kolei każdy stopień jest podzielony na minuty ('), a jedna minuta na 60 sekund (").
Ten system odnosi się do kątów i jest również bardzo znany jako miara czasu. W dalszej części będziemy odnosić się wyłącznie do kątów.
Kiedy kąt jest wyrażony w stopniach, minutach i sekundach, mówi się, że jest wyrażony w złożony środek. Ale jeśli zdecydujesz się zostawić wszystko w stopniach i ułamkach stopnia, to jest to prosta miara.
Na przykład kąt, który mierzy 25º 38 '12 "jest miarą złożoną, ale ten sam kąt w miary prostej to 25,64º. Większość kalkulatorów naukowych szybko konwertuje między jednym a drugim..
Prosty goniometr, taki jak przedstawiony na poniższym schemacie, składa się z:
- Półokrągła część zawierająca stopniowaną skalę od 0 do 180º.
- Ciało, kawałek zajmujący średnicę, na którym spoczywa półkole ze skalą.
- Folia zakończona wskaźnikiem do czytania.
Bardziej wyrafinowaną wersją jest precyzyjny goniometr, który ma przesuwną linijkę przymocowaną do przegubowego ramienia goniometru..
Ramię przegubowe przechodzi na obracającą się tarczę, która zawiera noniusz lub noniusz, i obraca się na nieruchomej tarczy, której główna skala jest wyskalowana co 1º..
Do stałego dysku przymocowana jest stała linijka, która ma powierzchnię odniesienia, na której spoczywa element, do którego będzie mierzony kąt..
Wszystkie odmiany goniometru mają tę samą zasadę działania, zobaczmy:
Plik noniusz, umieszczona na obracającej się tarczy posiada podziałkę zarówno w prawo jak iw lewo, co pozwala na dokonywanie pomiarów zarówno w kierunku zgodnym jak i przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.
Należy zauważyć, że rozdzielczość lub ocena tego typu goniometru wynosi 5 minut kątowych, co jest pokazane numerycznie później..
W środku goniometru znajduje się śruba, która służy zarówno jako oś obrotu, jak i utrwalacz położenia kątowego. Niektóre precyzyjne goniometry mają dodatkowe kółko do kontrolowania drobnego skrętu, dzięki czemu można go dokładniej dopasować do mierzonego elementu..
Wspomniana figura jest umieszczona między zmienną regułą a stałą regułą lub kwadratem. Zarówno goniometr, jak i już ustawiona część są oświetlane, aby upewnić się, że dopasowanie jest idealne..
Gdy zniknie jakiekolwiek przejście światła między elementem a powierzchnią odniesienia linijki lub kwadratu, położenie jest ustalane za pomocą ustalacza przegubu lub śruby mocującej. Na koniec przeprowadza się pomiar, którego etapy opisano szczegółowo poniżej:
Aby skorzystać z goniometru, obiekt, którego kąt nachylenia ma być zmierzony, jest klinowany między arkuszem a tarczą goniometru, jak pokazano na rysunku 4. Tam kąt, który ma być zmierzony, zaznaczono kolorem fuksji..
Aby ułatwić czytelnikowi, narysowano na obrazie zielone i niebieskie podobieństwa. Kąt w kolorze fuksji jest przeciwny do kąta żółtego na wierzchołku. Kiedy przez wierzchołek przechodzą przeciwne kąty, mierzą to samo.
Kąt na żółto jest taki sam jak na pomarańczowym, ponieważ znajdują się między zieloną i niebieską linią, które są równoległe. Po przekonaniu się o tym, odczyt jest dokonywany natychmiast, obserwując wskaźnik na arkuszu.
Kąt elementu, który ma być zmierzony, to kąt ostry, a odczyt jest wykonywany od lewej do prawej. Na powiększonym obrazie wskazywały 48º.
Oczywiście odczyty można wykonywać od prawej do lewej, ponieważ istnieje do tego podwójna skala. Zrobienie tego w ten czy inny sposób zależy od mierzonego obiektu.
Wszystkie przyrządy pomiarowe mają ocenę, która jest najmniejszą działką skali, a każdy pomiar, który jest wykonywany, czy to za pomocą goniometru, czy innego, będzie zawsze obarczony błędem.
Na przykład w prostym goniometrze, który właśnie widzieliśmy, najmniejszy podział odpowiada 1º.
Maksymalny błąd, jaki można popełnić w pomiarze wykonanym tym goniometrem, to mniej więcej uznanie. Zgodnie z tym odczytanie przykładu wyraża się jako:
L = 48 ± 1º
Ogólnie rzecz biorąc, ocena takiej skali jest obliczana poprzez wybranie dwóch dowolnych odczytów i zliczenie liczby działek między nimi, na przykład:
Uznanie = Major Reading - drobne czytanie / liczba podziałów.
Goniometr precyzyjny ma noniusz: druga waga umieszczona na ruchomym dysku, którą można przesunąć poniżej wagi głównej. Vernier pozwala na dokładniejsze odczyty.
Jak zawsze, pomiar na skali głównej jest podawany w stopniach i można go wykonać zgodnie z ruchem wskazówek zegara (od lewej do prawej) lub przeciwnie do ruchu wskazówek zegara (od prawej do lewej), w zależności od wygody..
Odczyt na skali głównej odbywa się zgodnie z procedurą opisaną w poprzednim rozdziale. W tym przypadku 0 noniusza działa jako wskaźnik.
Teraz przechodzimy do końcowego odczytu z noniuszem, który da nam minuty. Każdy podział wynosi 5 '(minuty kątowe) i można go również czytać od lewej do prawej lub od prawej do lewej.
Aby znaleźć pomiar, należy wybrać linię noniusza, która najlepiej pokrywa się z którąkolwiek z linii ustalonej skali, i będzie to ułamek w stopniach, który należy dodać, aby uzyskać pełny odczyt..
Jako przykład spójrzmy na odczyt figury w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. 0 na noniuszu wskazuje 64º (zielona linia).
Spójrzmy teraz na linię noniusza, która najlepiej pasuje do niektórych głównych linii. Na rysunku została podkreślona w kolorze fuksji. Zbiega się z działem 30 na skali noniusza. Więc nasz kąt mierzy:
DO1 = 64º 30 '= 64,5º
Jeśli chodzi o ocenę tego goniometru, zależy to nie tylko od głównej skali, ale także od noniusza. Goniometry mają zwykle 12 lub 24 noniusze działowe w każdej połowie. Ten w przykładzie ma 12.
Oblicza się go w następujący sposób:
Ocena = najmniejszy podział głównej zasady / liczba podziałów noniusza
W tym przypadku najmniejszy podział to 1º = 60 ', a podziałki to 12:
Uznanie = 60 '/ 12 = 5'
Dlatego odczyt jest raportowany w ten sposób:
DO1 = 64º (30 ± 5) ”
Spróbujmy teraz odczytać zgodnie z ruchem wskazówek zegara.
0 noniusza pokrywa się z 42º (kolor pomarańczowy), podczas gdy podział noniusza, który najlepiej pokrywa się z którymkolwiek z podziałów na głównej skali (kolor turkusowy) odpowiada 20 '. Dlatego zmierzony kąt wynosi:
DOdwa = 42º (20 ± 5) ”
Czytelnik może się zastanawiać, co się stanie, jeśli żaden podział nie będzie dokładnie zgodny. Kiedy 0 noniusza znajduje się pośrodku dwóch głównych działek, jako odczyt stopnia przyjmuje się działkę najbliższą 0. Pozostała część pomiaru jest wykonywana zgodnie z opisem
Do osoby dokonującej pomiaru zawsze należy wybór najbardziej pasujących podziałów. Dwie osoby dokonujące tego samego pomiaru mogą się nie zgodzić, ale prawie zawsze na dokładnym pomiarze.
Istnieje wiele projektów. Ten pokazany na rysunku 8 składa się z dwóch obracanych metalowych lub plastikowych linijek, które obracają się razem z stopniowanym półkolem. Obiekt, którego kąt ma być zmierzony, umieszcza się między linijkami i odczytuje z półkola z podziałką.
Pokazany goniometr jest szeroko stosowany do określania zakresu ruchu stawu lub odległości, jaką pokonuje staw od naturalnego położenia do maksymalnego ruchu..
Jest to przyrząd, który przekształca mierzony kąt w impuls elektryczny. Jest szeroko stosowany do pomiaru zakresu ruchu stawów.
Jak sama nazwa wskazuje, posiada bańkę poziomującą, zwykle umieszczoną na końcu jednego z ramion. Ponieważ wiele pomiarów wymaga wyrównania tego ramienia z poziomem, zapewnia to bardziej wiarygodne odczyty..
Jeszcze bez komentarzy