Goniometergeschichte, Teile, Betrieb, Verwendungen, Typen

Er Goniometer Es ist das Gerät, das zum Messen von Winkeln verwendet wird, die von zwei Visuals gebildet werden. Der Name stammt aus zwei griechischen Wörtern: Gonios, was bedeutet Winkel und Meter, In Bezug auf die Messung. Von dort leitet sich auch die Goniometrie ab, die die Wissenschaft der Messung von Winkeln ist.

Winkelmengen sind ein wichtiger Bestandteil von Disziplinen wie Astronomie, Topographie, Geologie, Medizin, Mineralogie, Architektur, Ingenieurwesen und vieler mehr. Höhen, Entfernungen, Kräfte und zahlreiche physikalische Eigenschaften haben Winkel, sodass ihre Messung relevant ist.

Abbildung 1. Universal Goniometer. Quelle: f. Zapata,

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Geschichte

In der Antike hatte jemand die Idee, den Umfang in 360 gleiche Teile zu unterteilen, genannt Grad. Erst 1538 entwickelte sich der niederländische Arzt Regnier Gemma Frisius zum ersten Mal ein Goniometer, ein aus Astrolabio abgeleiteter Instrument (Gerät zur Messung der Höhen oder Vertiefungen eines Objekts).

Da ein Winkel als die Region zwischen zwei halbwältigten Semisstraßen mit einem gemeinsamen Punkt definiert ist, der das Zentrum des Umfangs sein kann, ist ein Weg, um das Maß dieser Region zu bestimmen.

Das grundlegende Design ist also ein flacher Kreis, der mit einer Skala von 360 ° oder Halbkreis mit 180 ° abgeschlossen ist. Ein einfacher Plastikförderer, wie sie in der Schule verwendet werden, ist ein sehr einfacher Goniometer, wenn wir uns an die Definition halten.

Der Förderer kann Winkel auf einer flachen Oberfläche wie einem Papier oder einer Brett messen. Sein Bewegungsbereich ist also eher begrenzt.

Das Goniometer ist ausgefeilter als ein einfacher Förderer. Einige enthalten a Vernier, für eine größere Präzision im Umfang und Regeln für die Messung der Entfernungen. Sie haben auch Arme, um sie auf nicht -flachen Oberflächen zu finden.

Deshalb gibt es viele Sorten von Goniometern, deren Verwendung von dem Bereich abhängt, in dem er verwendet. In Bezug auf die Herstellungsmaterial.

Wofür ist das Goniometer für?

Wie wir gesagt haben, dient das Goniometer dazu, Winkel in verschiedenen Situationen zu messen, zum Beispiel die Winkel, die die Artikulationen des Körpers machen, die ein Hinweis auf seine Mobilität sind. Ebenso ist es im Konstruktion erforderlich, Winkel in Decken, Wänden, Türen und Vielzahl von Elementen zu messen.

Dies erwähnt nur einige Anwendungen, da sie fast unendlich sind, da die Winkel allgegenwärtige Einheiten in allem um uns herum sind.

Sexagesimales System

Er Sexagesimales System Es besteht darin, den Umfang in 360 gleiche Teile zu teilen, die als Grad (º) bezeichnet werden (º). Im Gegenzug ist jede Klasse in Minuten (') unterteilt und eine Minute in 60 Sekunden (").

Dieses System gilt für Winkel und ist auch als Zeitmaß sehr vertraut. Im Folgenden werden wir uns ausschließlich auf die Winkel beziehen.

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Wenn ein Winkel in Grad, Minuten und Sekunden ausgedrückt wird, wird gesagt, dass er in ausgedrückt wird Komplexes Maß. Aber wenn Sie sich dafür entscheiden, alles in Grad und Gradfraktionen zu lassen, dann ist es a Einfaches Maß.

Beispielsweise ist ein Winkel, der 25 º 38 '12 "misst, komplex, aber der gleiche Winkel in einfachem Ausmaß beträgt 25.64 º. Die meisten wissenschaftlichen Taschenrechner machen die Konvertierung zwischen dem und dem anderen.

Partys

Einfacher oder traditioneller Goniometer

Ein einfaches Goniometer wie das, das im folgenden Schema gezeigt wird, besteht aus:

- Ein halbkreisförmiger Teil, der die abgestufte Skala enthält, die von 0 bis 180º.

- Der Körper, ein Stück, das einen Durchmesser einnimmt, auf dem der Halbkreis von der Skala getragen wird.

- Das Blatt, das in einer Indikatornadel zum Lesen endet.

Figur 2. Teile eines einfachen Goniometers. Quelle: f. Zapata.

Präzisionsgoniometer

Eine ausgefeiltere Version ist das Präzisions -Goniometer, bei dem eine gleitende Regel am artikulierten Arm des Goniometers festgelegt ist.

Der artikulierte Arm geht auf die rotierende Scheibe, die einen Nicht -Iio oder ein Vernier enthält, und schaltet die feste Scheibe ein, die die Hauptskala -Absolventen in einer ersten Einheiten hat.

Das feste Album ist die feste Regel, die eine Referenzfläche hat, auf der das Stück, an dem der Winkel gemessen wird, unterstützt wird.

Figur 3. Präzisionsgoniometer und seine Teile. Quelle: f. Zapata.

Funktion

Alle Goniometer -Sorten haben das gleiche Betriebsprinzip. Sehen wir uns an:

Er Vernier, Das geht auf der rotierenden Scheibe, hat eine abgestufte Skala sowohl rechts als auch links, wodurch Messungen sowohl in einem Drehmoment als auch in der Anti -Hory -Richtung ermöglicht werden.

Überprüfen.

In der Mitte des Goniometers befindet sich eine Schraube, die gleichzeitig mit einer Drehachse und einer Winkelposition fixiert ist. Einige Präzisionsgoniometer haben ein zusätzliches Rad, um die feine Kurve zu steuern, damit es genauer auf das zu gemessene Stück eingestellt werden kann.

Dieses Stück wird zwischen der variablen Regel und der festen Regel oder der Kader platziert. Sowohl das Goniometer als auch das bereits positionierte Stück betrachten die Reisemaßnahmen, um sicherzustellen, dass die Einstellung perfekt ist.

Sobald ein leichter Schritt zwischen dem Stück und der Referenzfläche der Regel oder des Kaders verschwunden ist, wird die Position mit dem Gelenksatz oder der Befestigungsschraube festgelegt. Schließlich wird die Maßnahme erstellt, deren Schritte unten detailliert sind:

Wie wird Goniometer verwendet??

Um das Goniometer zu verwenden, wird das Objekt, dessen Neigungwinkel zu gemessen werden soll, zwischen dem Blatt und der Goniometerscheibe, wie in Abbildung 4 gezeigt. Es wurde darauf hingewiesen, dass der Winkel in Fuchsia -Farbe gemessen wird.

Kann Ihnen dienen: Neptun (Planet)Figur 4. Möglichkeit, einen Winkel mit einem grundlegenden Goniometer zu messen. Quelle: f. Zapata.

Grüne und blaue Parallelen wurden auf dem Bild gezeichnet, um den Leser zu führen. Der Fuchsia -Winkel wird vom Scheitelpunkt gegen den gelben Winkel abgelehnt. Wenn Sie entgegengesetzte Winkel vom Scheitelpunkt haben, messen sie dasselbe.

Der gelbe Winkel misst genauso wie die Orange, da sie zwischen den grünen und blauen Linien, die parallel sind. Sobald dies davon überzeugt ist, beobachtet die Lesung sofort den Blattindikator.

Der gemessene Stück des zu gemessenen Stücks ist ein akuter Winkel und der Messwert von links nach rechts wird hergestellt. Im vergrößerten Bild werden 48º gelesen.

Abbildung 5. Erweiterte Sicht der Maßnahme. Quelle: f. Zapata.

Natürlich können Lesungen von rechts nach links durchgeführt werden, da es dafür eine doppelte Skala gibt. Tun Sie es in dem einen oder anderen Sinne ab, hängt davon ab, dass das zu gemessene Objekt.

Wertschätzungsfehler

Alle Messinstrumente haben eine Wertschätzung, die die geringste Aufteilung der Skala darstellt, und jede Maßnahme, die entweder mit dem Goniometer oder mit jedem anderen durchgeführt wird, wird immer durch Fehler beeinflusst.

In dem einfachen Goniometer, das wir gerade gesehen haben.

Der maximale Fehler, der in einer Messung mit diesem Goniometer durchgeführt werden kann, ist mehr oder weniger die Wertschätzung. Danach wird die Lektüre des Beispiels ausgedrückt als:

L = 48 ± 1

Im Allgemeinen wird die Wertschätzung einer solchen Skala berechnet, indem zwei willkürliche Lesungen ausgewählt und die Anzahl der Abteilungen zwischen ihnen wie folgt gezählt werden:

Wertschätzung = Hauptlesung - Kleinere Lesung /Anzahl der Abteilungen.

Messwerte mit Präzisionsgoniometer

Das Präzisionsgoniometer hat a Vernier: Eine zweite Skala auf einer mobilen CD und kann sich unter der Hauptskala bewegen. Mit dem Nonio können Sie feinere Lesungen vornehmen.

Wie immer führt die mit der Hauptskala durchgeführte Maßnahme zu Grad und kann in einem Zeitplan (von links nach rechts) oder Anti -Folien (von rechts nach links) abhängig von der Bequemlichkeit erfolgen.

Das Lesen in der Hauptskala wird mit dem im vorherigen Abschnitt beschriebenen Verfahren durchgeführt. Die 0 des Nonio fungiert in diesem Fall als Indikator.

Jetzt gehen wir mit dem Nonio zur letzten Lesung, was uns die Minuten geben wird. Jede Division entspricht 5 Zoll (Winkelminuten) und kann auch von links nach rechts oder rechts nach links gelesen werden.

Um die Maßnahme zu finden, müssen Sie die Nonio -Zeile auswählen, die zu einigen der festen Skalierungslinien am besten übereinstimmt, und dies ist der Bruch an Grad, der hinzugefügt werden muss, um die vollständige Lesung zu haben.

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Lesen Beispiel 1

Lassen Sie uns beispielsweise das Lesen der Figur sehen, der in einem Antihorarium -Sinne hergestellt wird. Die 0 des Nonio gibt 64 an (grüne Linie).

Abbildung 6. Lesen Sie ein Beispiel von rechts nach links. Quelle: f. Zapata.

Schauen wir uns nun die Nonio -Linie an, die am besten mit einigen der Hauptlinien zusammenfällt. In der Figur wurde es in Fuchsia hervorgehoben. Es fällt mit der Division Nummer 30 auf der Nonio -Skala zusammen. Dann misst unser Winkel:

ZU₁ = 64º 30 '= 64.5

Die Wertschätzung dieses Goniometers hängt nicht nur von der Hauptskala, sondern auch von der Nonio ab. Goniometer haben normalerweise nicht nur 12 oder 24 Abteilungen in jeder Hälfte. Das Beispiel hat 12.

Es wird wie folgt berechnet:

Wertschätzung = niedrigere Aufteilung der Hauptregel /Anzahl der Abteilungen des NichtIO

In diesem Fall beträgt die geringste Aufteilung 1. = 60 'und die Abteilungen sind 12:

Wertschätzung = 60 ' / 12 = 5'

Daher wird das Lesen auf diese Weise gemeldet:

ZU₁ = 64º (30 ± 5) '

Lesen Beispiel 2

Versuchen wir nun eine Lesung, die in einem Zeitplan erstellt wurde.

Abbildung 7. Goniometer -Lesung von links nach rechts genommen. Quelle: f. Zapata.

Die 0 der Nicht -Iio fällt mit 42 ° (orangefarben) zusammen, während die Aufteilung des Nicht -ISIO, die am besten mit einigen der Abteilungen in der Hauptskala (türkisblaue Farbe) zusammenfällt, 20 'entspricht 20'. Daher ist der gemessene Winkel:

ZU₂ = 42º (20 ± 5) '

Der Leser kann sich fragen, was passiert, wenn keine Abteilung genau zusammenfällt. Wenn sich die 0 der Nicht -Iio inmitten von zwei Hauptabteilungen befindet, wird die Abteilung, die 0 am nächsten liegt. Der Rest der Maßnahme wird wie beschrieben gemacht

Es bleibt immer bei den Kriterien der Person, die die Messung durchführt, und wählt die Spaltungen aus, die am besten zusammenfallen. Zwei Personen, die die gleiche Messung durchführen.

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Arten von Goniometern

Universal Goniometer

Es gibt mehrere Designs. Der in Abbildung 8 gezeigte besteht aus zwei Plastik- oder Metallregeln, die gedreht wurden. Das Objekt, dessen Winkel zu messen ist, wird zwischen den Regeln platziert und liest im Semicircle -Abschluss.

Das gezeigte Goniometer wird weit verbreitet, um die Amplitude der Gelenkbewegung oder den Abstand zu bestimmen, der eine Verbindung von ihrer natürlichen Position bis zu seiner maximalen Bewegung betreibt.

Abbildung 8. Goniometer derer, die in der Medizin die Fähigkeit der Bewegung der Gelenke messen, um die Bewegungskapazität zu messen. Quelle: Wikimedia Commons. Quelle: Voxymoron [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0)]]

Elektroggoniometer

Es ist ein Instrument, das den zu gemessenen Winkel in einen elektrischen Impuls umwandelt. Es wird häufig verwendet, um den Bewegungsbereich der Gelenke zu messen.

Bubble Goniometer

Wie der Name schon sagt, hat es eine Levelblase, die sich normalerweise am Ende eines der Arme befindet. Da viele Messungen diesen Arm auf die Horizontale ausrichten müssen, ermöglicht dies zuverlässigere Messwerte.

Verweise

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