The goniometr Jedná se o zařízení používané k měření úhlů tvořených dvěma vizuály. Název pochází ze dvou řeckých slov: gonians, což znamená úhel a metrů, ve vztahu ke skutečnosti měření. Odtud také pochází goniometrie, což je věda měření úhlů..
Úhlové veličiny jsou důležitou součástí oborů, jako je astronomie, geodetické práce, geologie, medicína, mineralogie, architektura, strojírenství a mnoho dalších. Výšky, vzdálenosti, síly a četné fyzikální vlastnosti zahrnují různé úhly, takže jejich měření je relevantní..
Rejstřík článků
V dávných dobách někdo měl myšlenku rozdělit obvod na 360 stejných částí, nazývaných stupně. Avšak až v roce 1538 vyvinula nizozemská lékařka Regnier Gemma Frisius goniometr, nástroj odvozený z astrolábu (zařízení používané k měření výšek nebo prohlubní objektu)..
Protože úhel je definován jako oblast mezi dvěma paprsky se společným bodem, kterým může být střed zmíněné kružnice, jedním ze způsobů, jak určit míru této oblasti, je použití odstupňované kružnice.
Základní konstrukce je tedy plochý kruh odstupňovaný na stupnici 360 ° nebo půlkruhu se 180 °. Jednoduchý plastový úhloměr, stejně jako ten, který se používá ve škole, je velmi základní goniometr, pokud se držíme definice.
Úhloměr je schopen měřit úhly na rovném povrchu, jako je kousek papíru nebo lepenka. Jeho rozsah pohybu je tedy poměrně omezený.
Goniometr je sofistikovanější než jednoduchý úhloměr. Některé obsahují a nonius, pro větší přesnost měření a pravítka pro měření vzdáleností. Mají také paže, které je umisťují na nerovné povrchy.
Proto existuje mnoho druhů goniometrů, jejichž použití závisí na oblasti, ve které používáte. Pokud jde o výrobní materiály, jsou obecně lehké a pevné, jako je plast, legovaná ocel a hliník..
Jak jsme již řekli, goniometr se používá k měření úhlů v nejrůznějších situacích, například úhlů vytvořených klouby těla, což naznačuje jejich pohyblivost. Stejně tak při konstrukci je nutné měřit úhly ve stropech, stěnách, dveřích a mnoha prvcích.
To zmiňuje jen několik aplikací, protože jsou téměř nekonečné, protože úhly jsou všudypřítomné entity ve všem, co nás obklopuje..
The sexagesimální systém spočívá v dělení obvodu na 360 stejných částí, které se nazývají stupně (º). Každý stupeň je zase rozdělen na minuty (') a jedna minuta je rozdělena na 60 sekund (").
Tento systém platí pro úhly a je také velmi dobře znám jako měřítko času. V následujícím budeme hovořit výhradně o úhlech.
Když je úhel vyjádřen ve stupních, minutách a sekundách, říká se, že je vyjádřen v komplexní opatření. Pokud se ale rozhodnete nechat vše ve stupních a zlomcích stupně, pak je to jednoduché opatření.
Například úhel, který měří 25 ° 38 '12 ", je v komplexním měřítku, ale stejný úhel v jednoduchém měřítku je 25,64 °. Většina vědeckých kalkulaček převádí mezi sebou rychle..
Jednoduchý goniometr, jako je ten, který je znázorněn v následujícím diagramu, se skládá z:
- Půlkruhová část, která obsahuje stupnici od 0 do 180 °.
- Tělo, kus, který zaujímá průměr, na kterém spočívá půlkruh se stupnicí.
- Fólie končící na ukazatel pro čtení.
Sofistikovanější verzí je přesný goniometr, který má posuvné pravítko připojené k kloubovému ramenu goniometru..
Kloubové rameno jde na rotující disk, který obsahuje nonius nebo nonius, a otáčí se na pevném disku, který má hlavní stupnici odstupňovanou po 1 ° jednotkách..
K pevnému disku je připevněno pevné pravítko, které má referenční plochu, kde spočívá kus, ke kterému bude měřen úhel..
Všechny odrůdy goniometru mají stejný princip činnosti, podívejme se:
The nonius, který jde na rotující disk, má stupnici odstupňovanou doprava i doleva, což umožňuje provádět měření jak ve směru hodinových ručiček, tak proti směru hodinových ručiček.
Je třeba poznamenat, že rozlišení nebo zhodnocení tohoto typu goniometru je 5 minut oblouku, což je později zobrazeno numericky..
Ve středu goniometru je šroub, který slouží jak jako osa otáčení, tak jako fixátor úhlové polohy. Některé přesné goniometry mají přídavné kolečko, které ovládá jemné otáčení, aby bylo možné jej přesněji přizpůsobit měřenému kusu..
Uvedený díl je umístěn mezi proměnné pravidlo a pevné pravidlo nebo čtverec. Jak goniometr, tak i již umístěná část jsou osvětleny svíčkami, aby se zajistilo dokonalé přizpůsobení..
Jakmile jakýkoli průchod světla mezi dílem a referenční plochou pravítka nebo čtverce zmizí, je poloha fixována pomocí fixačního členu nebo upevňovacího šroubu. Nakonec se provede měření, jehož kroky jsou podrobně popsány níže:
Chcete-li použít goniometr, objekt, jehož úhel sklonu se má měřit, se vklíní mezi plech a disk goniometru, jak je znázorněno na obrázku 4. Tam byl měřený úhel označen barvou fuchsie.
Přes obrázek byly nakresleny zelené a modré paralely, které čtenáře provedou. Úhel fuchsie je naproti žlutému úhlu na vrcholu. Jsou-li vrcholem protilehlé úhly, měří se stejně.
Úhel žluté barvy je stejný jako oranžový, protože jsou mezi zelenou a modrou čarou, které jsou rovnoběžné. Jakmile se o tom přesvědčíte, odečet se provede okamžitě sledováním indikátoru na listu.
Úhel měřeného kusu je ostrý úhel a odečet se provádí zleva doprava. Na zvětšeném obrázku čtou 48 °.
Čtení lze samozřejmě provádět zprava doleva, protože k tomu existuje dvojitá stupnice. Dělat to tak či onak závisí na měřeném objektu.
Všechny měřicí přístroje mají ocenění, což je nejmenší dělení stupnice, a každé měření, ať už pomocí goniometru nebo jiného, bude vždy ovlivněno chybou.
Například v jednoduchém goniometru, který jsme právě viděli, odpovídá nejmenší dělení 1 °.
Maximální chyba, které může být dosaženo při měření provedeném tímto goniometrem, je víceméně uznání. Podle toho je čtení příkladu vyjádřeno jako:
L = 48 ± 1 °
Obecně se zhodnocení stupnice, jako je tato, vypočítá výběrem dvou libovolných hodnot a počítáním počtu dělení mezi nimi, například takto:
Ocenění = větší čtení - menší čtení / počet dílků.
Přesný goniometr má a nonius: druhá stupnice umístěná na pohyblivém disku a kterou lze posunout pod hlavní stupnici. Vernier umožňuje jemnější odečty.
Měření provedené hlavní stupnicí jako vždy vede ke stupňům a lze jej podle pohodlí provádět ve směru hodinových ručiček (zleva doprava) nebo proti směru hodinových ručiček (zprava doleva)..
Odečítání na hlavní stupnici se provádí postupem popsaným v předchozí části. V tomto případě slouží jako ukazatel hodnota 0 nonia.
Nyní přejdeme k závěrečnému čtení s noniem, které nám dá zápis. Každá divize se rovná 5 '(úhlové minuty) a lze ji také číst zleva doprava nebo zprava doleva.
Chcete-li najít měření, musí být vybrána čára nonia, která se nejlépe shoduje s jakoukoli z čar pevné stupnice, a to bude zlomek ve stupních, který musí být přidán, aby bylo možné úplné čtení..
Jako příklad se podívejme na čtení obrázku, provedené proti směru hodinových ručiček. 0 nonia označuje 64º (zelená čára).
Nyní se podívejme na řádek nonia, který nejlépe odpovídá některým z hlavních řádků. Na obrázku je zvýrazněno fuchsií. Shoduje se s divizí číslo 30 na noniové stupnici. Náš úhel tedy měří:
NA1 = 64º 30 '= 64,5º
Pokud jde o zhodnocení tohoto goniometru, záleží nejen na hlavní stupnici, ale na noni. Goniometry mají obvykle v každé polovině 12 nebo 24 dělicích vernier. Ten v příkladu má 12.
Vypočítává se takto:
Ocenění = nejmenší rozdělení hlavního pravidla / počet dílků nonia
V tomto případě je nejmenší rozdělení 1º = 60 'a rozdělení je 12:
Ocenění = 60 '/ 12 = 5'
Odečty se proto vykazují tímto způsobem:
NA1 = 64 ° (30 ± 5) '
Nyní zkusme čtení ve směru hodinových ručiček.
0 nonia se shoduje s 42º (oranžová barva), zatímco rozdělení nonia, které se nejlépe shoduje s jakýmkoli z divizí na hlavní stupnici (tyrkysově modrá barva), odpovídá 20 '. Proto je měřený úhel:
NAdva = 42 ° (20 ± 5) '
Čtenář se může divit, co se stane, pokud se žádné rozdělení přesně neshoduje. Když je 0 nonia uprostřed dvou hlavních divizí, považuje se za čtení stupně divize nejblíže k 0. Zbytek měření se provádí, jak již bylo popsáno
Je vždy na osobě provádějící měření, aby vybral divize, které se nejlépe shodují. Dva lidé provádějící stejné měření mohou nesouhlasit, ale téměř vždy s jemným měřením.
Existuje několik návrhů. Ten, který je znázorněn na obrázku 8, se skládá ze dvou otočených kovových nebo plastových pravítek, která se otáčejí společně s odstupňovaným půlkruhem. Objekt, jehož úhel se má měřit, se umístí mezi pravítka a načte se z odstupňovaného půlkruhu.
Zobrazený goniometr je široce používán k určení rozsahu pohybu kloubu nebo vzdálenosti, kterou kloub urazí ze své přirozené polohy k maximálnímu pohybu..
Jedná se o nástroj, který transformuje měřený úhel na elektrický impuls. Je široce používán k měření rozsahu pohybu kloubů.
Jak název napovídá, má nivelační bublinu, která se obvykle nachází na konci jedné z ramen. Vzhledem k tomu, že je potřeba mnoho měření zarovnat toto rameno s horizontálou, umožňuje to spolehlivější odečty..
Zatím žádné komentáře