ГОНИОМЕТАР: ИСТОРИЈА, ДЕЛОВИ, РАД, УПОТРЕБА, ТИПОВИ - ФИЗИЧКИ - 2025

Гониометром је уређај који се користи за мерење углова је састављен од два визуелним ефектима. Назив потиче од две грчке речи: гониос, што значи угао и метре, а односи се на чињеницу мерења. Одатле такође потиче гониометрија, што је наука о мерењу углова.

Угаоне количине су важан део дисциплина као што су астрономија, геодезија, геологија, медицина, минералогија, архитектура, инжењеринг и многе друге. Висине, растојања, силе и бројна физичка својства укључују углове, па је њихово мерење релевантно.

Слика 1. Универзални гониометар. Извор: Ф. Запата,

Историја

У давним временима неко је имао идеју да подели обод на 360 једнаких делова, званих степени. Али тек 1538. године холандски лекар Регниер Гемма Фрисиус први је развио гониометар, инструмент изведен из астролабе (уређај који се користи за мерење висина или удубљења неког предмета).

Пошто је угао дефинисан као подручје између две зраке са заједничком тачком, која може бити средиште поменутог круга, један од начина за одређивање мере тог региона је коришћење степеног круга.

Дакле, основни дизајн је раван круг, дипломиран у скали од 360 ° или пола круга, са 180 °. Једноставан пластични носач, као што је онај који се користи у школи, је основни гониометар, ако се држимо дефиниције.

Носач може да мери углове на равној површини, као што је комад папира или даска. Дакле, његов опсег кретања је прилично ограничен.

Гониометар је софистициранији од једноставног носача. Неки укључују инвертер, за већу прецизност у мерењу, и владаре за мерење растојања. Такође имају оружје да их поставе на неравне површине.

Зато постоји много сорти гониометра, чија употреба зависи од подручја у коме користите. У погледу материјала за производњу, они су обично лагани и јаки, попут пластике, легираног челика и алуминијума.

За шта се користи гониометар?

Као што смо рекли, гониометар се користи за мерење углова у најразличитијим ситуацијама, на пример, углови направљени од стране зглобова тела, који су показатељи њихове покретљивости. Слично томе, у конструкцији је потребно измерити углове у плафонима, зидовима, вратима и мноштву елемената.

Овде треба напоменути само неколико апликација, јер су готово бесконачне, пошто су углови свеприсутни ентитети у свему што нас окружује.

Секагесимални систем

Сексагесимални систем састоји се од дељења обима на 360 једнаких делова који се зову степени (º). Заузврат, сваки степен је подељен на минуте (´), а један минут подељен је на 60 секунди (´´).

Овај систем се односи на углове и такође је врло познат као мерило времена. У даљем тексту ћемо се позабавити искључиво угловима.

Када је угао изражен у степенима, минутима и секундама, каже се да је изражен сложеном мером. Али ако одлучите да све оставите у ступњевима и деловима степена, онда је то једноставна мера.

На пример, угао који мери 25º 38´ 12´´ је у сложеној мери, али исти угао у једноставној мери је 25,64 °. Већина научних калкулатора брзо се претвара из једног у други.

Делови

Једноставан или традиционални гониометар

Једноставан гониометар попут оног приказаног на следећем дијаграму састоји се од:

- Полукружни део који садржи степену оцену од 0 до 180 °.

- Тело, део који заузима пречник, на коме почива полукруг са скалом.

- Лист који завршава на индикаторској игли за читање.

Слика 2. Делови основног гониометра. Извор: Ф. Запата.

Прецизни гониометар

Софистициранија верзија је прецизни гониометар, који има клизно правило везано за зглобне краке гониометра.

Зглобна рука иде на ротирајући диск, који садржи верниер или верниер, и окреће се на фиксном диску са главном скалом градуираном у 1 ° јединице.

На фиксном диску је причвршћен фиксни равнило који има референтну површину на којој је подржан део који се мери.

Слика 3. Прецизни гониометар и његови делови. Извор: Ф. Запата.

Функционисање

Све сорте гониометра имају исти принцип рада, да видимо:

Верниер, који иде на ротирајући диск, има скалу степенута и удесно и са леве стране, што омогућава мерења како у смеру казаљке на сату, тако и у смеру супротном од казаљке на сату.

Треба напоменути да је резолуција или уважавање ове врсте гониометра 5 мин лука, што се нумерички приказује касније.

У средини гониометра налази се вијак који служи и као ротациона ос и учвршћивач угаоног положаја. Неки прецизни гониометри имају додатни точак за контролу финог закрета, тако да се тачније може подесити комад који се мери.

Наведени комад се поставља између правила променљиве и фиксног правила или квадрата. И гониометар и део који је већ постављен имају свећу како би били сигурни да је намештај савршен.

Једном када нестане било који пролаз светлости између дела и референтне површине равнала или квадрата, положај се фиксира помоћу фиксаторног зглоба или фиксирајућег вијка. На крају се врши мерење, чији су кораци детаљније наведени у наставку:

Како се користи гониометар?

Да би се користио гониометар, предмет чији се угао нагиба мери се укљештава између лима и диска гониометра, као што је приказано на слици 4. Тамо је угао који треба да се мери означен у фуксији.

Слика 4. Како измерити угао основним гониометром. извор: Ф. Запата.

Зелена и плава паралела су повучене преко слике како би се читалац усмеравао. Угао фуксије је супротан врхунац жутом углу. Када имате супротне углове кроз вертекс, они мере исто.

Угао у жутој боји одговара истој као и наранџасти јер се налазе између зелене и плаве линије, које су паралелне. Кад се увери у ово, очитавање се врши одмах посматрањем индикатора на листу.

Угао дела који се мери је оштар угао и очитавање се врши са леве на десно. На повећаној слици се чита 48 °.

Слика 5. Увећани приказ мере. Извор: Ф. Запата.

Наравно, читање се може обавити с десна на лијево, јер за то постоји двострука скала. На један или други начин то зависи од објекта који се мери.

Погрешка процене

Сви мерни инструменти имају уважавање, што је најмања подела скале, а на свако мерење које се изврши, било да се ради о гониометру или било ком другом, увек ће утицати грешка.

На пример, у једноставном гониометру који смо управо видели, најмања подела одговара 1 °.

Максимална грешка која се може начинити у мерењу направљеном овим гониометром је мање или више захвална. Према томе, читање примера се изражава као:

Уопште, уважавање скале попут ове израчунава се одабиром два произвољна очитања и бројењем броја подела између њих, овако:

Очитавање прецизним гониометром

Прецизни гониометар има верниер: другу вагу која се поставља на покретни диск и која се може померати испод главне скале. Верниер омогућава финија очитања.

Као и увек, мерење извршено главном скалом резултира у степенима и може се обавити у смеру казаљке на сату (с лева на десно) или у смеру супротном смеру казаљке на сату (с десна налево), у зависности од погодности.

Очитавање главне скале врши се поступком описаним у претходном одељку. Ознака 0 верниер у овом случају делује као показатељ.

Сада идемо на завршно читање с верниером, који ће нам дати минутажу. Свака подела је еквивалентна 5´ (угаоних минута) и може се ишчитати са леве на десну или са десне на леву страну.

Да би се пронашло мерење, мора бити изабрана линија вереника која најбоље одговара било којој од линија фиксне скале и то ће бити део у степенима који се мора додати да би било потпуно очитано.

Пример читања 1

Као пример, погледајмо читање слике, урађено у супротном смеру казаљке на сату. 0 верниер означава 64º (зелена линија).

Слика 6. Пример читања с десна на лево. Извор: Ф. Запата.

А сада погледајмо линију вршњака која најбоље одговара једној од главних линија. На слици је то истакнуто у фуксији. То се поклапа са одељењем број 30 на верниер скали. Дакле, наш угао мери:

Што се тиче уважавања овог гониометра, то не зависи само од главне скале, већ и од верниер-а. Гониометри обично имају по 12 или 24 дивизиона у свакој половини. Једног у примјеру има 12.

Израчунава се на следећи начин:

У овом случају најмања подела је 1º = 60 ′, а поделе су 12:

Стога се читање извештава на овај начин:

Пример читања 2

Сада покушајмо са читањем у смеру казаљке на сату.

Слика 7. Очитавање гониометра с лијева на десно. Извор: Ф. Запата.

0 верниер-а се подудара са 42º (наранџаста боја), док подела верниер-а која се најбоље поклапа са било којом од подела на главној скали (тиркизно плава боја) одговара 20´. Стога је измерени угао:

Читалац се може запитати шта се дешава ако ниједна подела не одговара тачно. Када је 0 верниера у средини две главне поделе, дељење најближе 0 узима се као очитавање степена. Остатак мерења се врши на начин како је већ описано

Особа која врши мерење увек зависи од дела који ће се најбоље поделити. Двоје људи који раде на истом мерењу не могу се сложити, али скоро увек су у реду.

Врсте гониометра

Универзални гониометар

Постоји више дизајна. Она која је приказана на слици 8 састоји се од два ротирана метална или пластична равнала која се ротирају заједно са поступним полукругом. Предмет чији се угао мери, поставља се између равнала и очитава се из степенастог полукруга.

Приказани гониометар се широко користи да одреди опсег покрета зглоба или раздаљину коју спој изврши од природног положаја до максималног кретања.

Слика 8. Гониометар оних који се користе у медицини за мерење способности зглобова за померање. Извор: Викимедиа Цоммонс. Извор: Вокиморон

Електрогониометри

То је инструмент који трансформише угао који се мери у електрични импулс. Широко се користи за мерење опсега покрета зглобова.

Буббле гониометер

Као што му име каже, он има нивелирајући мехурић, обично смештен на крају једног од кракова. Будући да је потребно много мерења да поравнају руку са хоризонталном, ово омогућава поузданије очитавање.

Референце

1. Цалдуцх, Е. Лабораторијске праксе. Производни процесни инжењеринг. Универзитет у Каталонији. 20-22.
2. Како то функционише. Како ради гониометар. Опоравак од: цомо-фунциона.цо.
3. Диаз дел Цастилло, Ф. Димензионална метрологија. УНАМ. Цуаутитлан Факултет за више студије. Опоравак од: олимпиа.цуаутитлан2.унам.мк.
4. 4) Енцицлопеедиа Британница. Гониометар. Опоравак од: британница.цом
5. Јунта де Андалуциа. Метрологија. Опоравак од: јунтадеандалуциа.ес.
6. Математички закони и формуле. Системи за мерење угла. Опоравак од: ингемецаница.цом.
7. Гониометар. Опоравак од: гоогле.цом.