Goniometerhistoria, delar, drift, användningar, typer

han goniometer Det är enheten som används för att mäta vinklar som bildas av två bilder. Namnet kommer från två grekiska ord: Gonios, vilket betyder vinkel och mätare, Med hänvisning till mätning. Därifrån härstammar också goniometri, som är vetenskapen om mätning av vinklar.

Vinkelmängder är en viktig del av discipliner som astronomi, topografi, geologi, medicin, mineralogi, arkitektur, teknik och många fler. Höjder, avstånd, krafter och många fysiska egenskaper har vinklar involverade, så deras mätning är relevant.

Figur 1. Universell goniometer. Källa: f. Zapata,

[TOC]

Historia

I forntida tider hade någon idén att dela omkretsen i 360 lika delar, kallad grader. Men det var först 1538 som den nederländska läkaren Regnier Gemma Frisius utvecklade för första gången en goniometer, ett instrument härrörande från Astrolabio (enhet som används för att mäta höjder eller fördjupningar av ett objekt).

Eftersom en vinkel definieras som regionen mellan två halvtida med en gemensam punkt, som kan vara centrum för nämnda omkrets, använder ett sätt att bestämma måttet på det regionen, en graderad omkrets.

Så den grundläggande designen är en platt cirkel, examen med en 360º eller halv cirkelskala, med 180º. En enkel plasttransportör, som de som används i skolan, är en mycket grundläggande goniometer, om vi håller oss till definitionen.

Transportören kan mäta vinklar på en plan yta, till exempel ett papper eller ett bräde. Så dess rörelseområde är ganska begränsat.

Goniometern är mer sofistikerad än en enkel transportör. Vissa innehåller en nonieskala, för större precision i den utsträckning och regler för mätning av avstånd. De har också armar för att hitta dem på icke -flatytor.

Det är därför det finns många sorter av goniometrar, vars användning beror på det område han använder. När det gäller tillverkningsmaterial är de vanligtvis lätta och resistenta, såsom plast, legeringsstål och aluminium.

Vad är goniometern för?

Som vi har sagt tjänar goniometern till att mäta vinklar i olika situationer, till exempel vinklarna som gör artikuleringarna i kroppen, som är ett tecken på dess rörlighet. På samma sätt är det under konstruktion nödvändigt att mäta vinklar i tak, väggar, dörrar och många element.

Detta för att bara nämna vissa applikationer, eftersom de är nästan oändliga, eftersom vinklarna är allmänt enheter i allt omkring oss.

Sexagesimal system

han Sexagesimal system Den består av att dela omkretsen i 360 lika delar som kallas grader (º). I sin tur är varje klass uppdelad i minuter (') och en minut är på 60 sekunder (").

Detta system gäller vinklar och är också mycket bekant som ett mått på tiden. I det följande kommer vi uteslutande att hänvisa till vinklarna.

Kan tjäna dig: termisk dilatation

När en vinkel uttrycks i grader, minuter och sekunder sägs det att den uttrycks i Komplex mått. Men om du väljer att lämna allt i grader och fraktioner av examen, är det en Enkla åtgärder.

Till exempel är en vinkel som mäter 25 º 38 '12 "komplex, men samma vinkel är i enkel utsträckning 25.64 º. De flesta vetenskapliga kalkylatorer gör omvandling mellan det ena och den andra.

Fester

Enkel eller traditionell goniometer

En enkel goniometer som den som visas i följande schema består av:

- En halvcirkelformad del som innehåller den graderade skalan som från 0 till 180º.

- Kroppen, en bit som upptar en diameter, på vilken halvcirkeln stöds av skalan.

- Arket som slutar i en indikatornål för läsning.

figur 2. Delar av en grundläggande goniometer. Källa: f. Zapata.

Precisionsgoniometer

En mer sofistikerad version är Precision Goniometer, som har en glidregel fixerad till den artikulerade armen på goniometern.

Den artikulerade armen går på den roterande skivan, som innehåller en nonio eller vernier, och slår på den fasta skivan som har huvudskalan examen i en 1: a enheter.

Ansluten till det fasta albumet är den fasta regeln, som har en referensyta där den bit som vinkeln kommer att mätas stöds.

Figur 3. Precision Goniometer och dess delar. Källa: f. Zapata.

Fungerande

Alla goniometervarianter har samma driftsprincip, låt oss se:

han nonieskala, Det går på den roterande skivan, har en graderad skala både höger och vänster, vilket gör att mätningar både i en vridmoment och anti -horary riktning.

Granska att upplösningen eller uppskattningen av denna typ av goniometer är 5 min båge, vilket visas numeriskt senare.

I mitten av goniometern finns en skruv som tjänar samtidigt som en svängaxel och vinkelläge fixativ. Vissa precisionsgoniometrar har ett extra hjul för att kontrollera den fina svängen, så att den kan justeras mer exakt till det stycke som ska mätas.

Det här stycket placeras mellan variabelregeln och den fasta regeln eller truppen. Både goniometern och det redan placerade stycket tittar på resan för att säkerställa att justeringen är perfekt.

När något ljussteg mellan stycket och referensytan för regeln eller truppen har försvunnit är positionen fixerad med foguppsättningen eller fixeringsskruven. Slutligen görs åtgärden, vars steg beskrivs nedan:

Hur används goniometer?

För att använda goniometern, objektet vars lutningsvinkel önskas mätas, mellan arket och goniometerskivan, som visas i figur 4. Det har påpekats att vinkeln som ska mätas i fuchsia -färg.

Kan tjäna dig: Neptune (Planet)Figur 4. Sätt att mäta en vinkel med en grundläggande goniometer. Källa: f. Zapata.

Gröna och blå paralleller har ritats på bilden, för att vägleda läsaren. Fuchsia -vinkeln motsätter sig av toppen till den gula vinkeln. När du har motsatta vinklar med toppen mäter de samma.

Den gula vinkeln mäter samma som orange, eftersom de är mellan de gröna och blå linjerna, som är parallella. När det är övertygat om detta observerar läsningen omedelbart arkindikatorn.

Vinkeln på stycket som ska mätas är en akut vinkel och avläsningen är gjord från vänster till höger. I den förstorade bilden läses 48º.

Figur 5. Utökad måttvy. Källa: f. Zapata.

Naturligtvis kan avläsningar göras från höger till vänster, eftersom det för det finns en dubbel skala. Gör det i en eller annan mening beror på objektet som ska mätas.

Uppskattningsfel

Alla mätinstrument har en uppskattning, som är den minsta uppdelningen av skalan, och alla åtgärder som görs, antingen med goniometern eller med någon annan, kommer alltid att påverkas av fel.

Till exempel, i den enkla goniometern som vi just har sett, motsvarar den minsta divisionen 1: a.

Det maximala felet som kan göras i en mätning gjord med denna goniometer är mer eller mindre uppskattningen. Enligt detta uttrycks läsningen av exemplet som:

L = 48 ± 1: a

I allmänhet beräknas uppskattningen av en skala som denna genom att välja två godtyckliga avläsningar och räkna antalet uppdelningar mellan dem, så här:

Uppskattning = större läsning - mindre läsning /antal avdelningar.

Avläsningar med precision goniometer

Precisionsgoniometern har en nonieskala: en andra skala placerad på en mobil skiva och kan röra sig under huvudskalan. Nonio låter dig göra finare avläsningar.

Som alltid resulterar åtgärden med huvudskalan i grader och kan göras i ett schema (från vänster till höger) eller anti -folie (från höger till vänster), beroende på bekvämlighet.

Läsning på huvudskalan utförs med proceduren som beskrivs i föregående avsnitt. 0 av nonio fungerar som en indikator i detta fall.

Nu ska vi till slutläsningen med Nonio, vilket ger oss protokollet. Varje division motsvarar 5 '(vinkel minuter) och kan också läsas från vänster till höger eller höger till vänster.

För att hitta åtgärden måste du välja den nonio -linjen som bäst matchar några av de fasta skala linjerna, och det kommer att vara fraktionen i grader som måste läggas till för att ha fullständig avläsning.

Kan tjäna dig: Semicircle: Hur man beräknar omkretsen, området, centroid, övningar

Läsning Exempel 1

Som ett exempel, låt oss se läsningen av figuren, gjord i en antihorarium mening. 0 av nonio indikerar 64 (Green Line).

Figur 6. Läsexempel från höger till vänster. Källa: f. Zapata.

Låt oss nu titta på nonio -linjen som bäst sammanfaller med några av huvudlinjerna. I figuren har den markerats i fuchsia. Det sammanfaller med division nummer 30 på nonio -skalan. Sedan mäter våra vinkel:

TILL₁ = 64º 30 '= 64.Femte

När det gäller uppskattningen av denna goniometer beror den inte bara på huvudskalan, utan på nonio. Goniometrar har vanligtvis inte bara 12 eller 24 divisioner i varje hälft. Exemplet har 12.

Det beräknas enligt följande:

Uppskattning = lägre uppdelning av huvudregeln /antalet divisioner i nonio

I detta fall är den minsta uppdelningen 1: a = 60 ', och uppdelningarna är 12:

Uppskattning = 60 ' / 12 = 5'

Därför rapporteras läsning på detta sätt:

TILL₁ = 64º (30 ± 5) '

Läsexempel 2

Låt oss nu prova en läsning i ett schema.

Figur 7. Goniometerläsning taget från vänster till höger. Källa: f. Zapata.

0 av nonio sammanfaller med 42º (orange färg), medan uppdelningen av nonio som bäst sammanfaller med några av uppdelningarna på huvudskalan (turkosblå färg) motsvarar 20 '. Därför är den uppmätta vinkeln:

TILL₂ = 42º (20 ± 5) '

Läsaren kanske undrar vad som händer om ingen division sammanfaller exakt. När 0 av nonio är mitt i två huvudavdelningar, tas divisionen närmast 0 som läsning av graderna. Resten av åtgärden görs som beskrivs

Det är alltid kvar på kriterierna för den person som utför mätningen och väljer de uppdelningar som bäst sammanfaller. Två personer som gör samma mätning kan inte hålla med, men nästan alltid när det gäller fin mått.

https: // www.Youtube.com/watch?v = bwz5yfmjnue

Typer av goniometer

Universell goniometer

Det finns flera mönster. Den som visas i figur 8 består av två plast- eller metallregler vända. Objektet vars vinkel önskas att mäta, placeras mellan reglerna och läser i halvcirkeln som examen examen.

Den visade goniometern används allmänt för att bestämma amplituden för den ledrörelsen, eller avståndet som kör en led från dess naturliga position till dess maximala rörelse.

Figur 8. Goniometer av dem som använder inom medicin för att mäta ledningens förmåga. Källa: Wikimedia Commons. Källa: Voxymoron [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/3.0)]

Elektroggoniometrar

Det är ett instrument som förvandlar vinkeln som ska mätas till en elektrisk impuls. Det används allmänt för att mäta ledningsområdet för lederna.

Bubbelgoniometer

Som namnet antyder har den en utjämningsbubbla, vanligtvis belägen i slutet av en av armarna. Eftersom många mätningar måste anpassa denna arm med horisontellt, tillåter detta mer pålitliga avläsningar.

Referenser

1. Calduch, e. Laboratoriepraxis. Tillverkningsprocessteknik. University of Catalonia. 20-22.
2. Hur fungerar det. Hur en goniometer fungerar. Återhämtad från: hur funktion.co.
3. Díaz del Castillo, f. Dimensionell metrologi. Unk. Fakulteten för högre studier Cuautitlán. Återhämtat sig från: olympia.Cuautitlan2.Unk.mx.
4. 4) Britannica Encyclopaedia. Goniometer. Återhämtat sig från: Britannica.com
5. Junta de Andalucía. Metrologi. Återställt från: Juntadeandalucia.är.
6. Matematiska lagar och formler. Vinkelmätningssystem. Hämtad från: Ingemecanica.com.
7. Goniometer. Återhämtat sig från: Google.com.