Goniometrin historia, osat, käyttö, käyttö, tyypit

Hän goniometri Se on laite, jota käytetään kahden visuaalien muodostamien kulmien mittaamiseen. Nimi tulee kahdesta kreikkalaisesta sanasta: Gonios, mikä tarkoittaa kulmaa ja metri, Mittaus. Sieltä johdetaan myös goniometriaa, joka on kulmien mittaustiede.

Kulmaiset määrät ovat tärkeä osa tieteenaloja, kuten tähtitiede, topografia, geologia, lääketiede, mineralogia, arkkitehtuuri, tekniikka ja monet muut. Korkeuksilla, etäisyyksillä, voimilla ja lukuisilla fysikaalisilla ominaisuuksilla on kulmat, joten niiden mittaus on merkityksellinen.

Kuvio 1. Yleinen goniometri. Lähde: f. Zapata,

[TOC]

Historia

Muinaisina aikoina jollakin oli ajatus jakaa ympärysmitta 360 yhtä suureksi osaksi, nimeltään asteiksi. Mutta vasta vuonna 1538 hollantilainen tohtori Regnier Gemma Frisius kehitti ensimmäistä kertaa goniometrin, astrolabiosta johdetun instrumentin (laite, jota käytetään objektin korkeuksien tai masennusten mittaamiseen).

Koska kulma määritellään alueena kahden puolijohteen välisellä alueella, jolla on yhteinen kohta, joka voi olla mainitun ympärysmitta, tapa määrittää alueen mitta, käyttää asteittaista kehää.

Joten perussuunnittelu on litteä ympyrä, valmistettu 360º tai puolivälissä, 180º: lla. Yksinkertainen muovikuljetin, kuten koulussa käytetyt, on hyvin yksinkertainen goniometri, jos pysymme määritelmässä.

Kuljetin pystyy mittaamaan kulmat tasaisella pinnalla, kuten paperilla tai levyllä. Joten sen liikkumisalue on melko rajallinen.

Goniometri on hienostuneempi kuin yksinkertainen kuljetin. Jotkut sisältävät a vernier, suuremman tarkkuuden saavuttamiseksi ja etäisyyksien mittaussäännöt. Heillä on myös aseita paikantaa ne ei -flat -pinnoilla.

Siksi on monia goniometrien lajikkeita, joiden käyttö riippuu siitä alueesta, jolla hän käyttää. Valmistusmateriaalien suhteen ne ovat yleensä kevyitä ja kestäviä, kuten muovi, seosteräs ja alumiini.

Mikä on goniometri?

Kuten olemme sanoneet, goniometrillä on mitata kulmia monissa tilanteissa, esimerkiksi kulmat, jotka tekevät ruumiin nivelistä, jotka osoittavat sen liikkuvuutta. Samoin rakenteilla on tarpeen mitata kattojen, seinien, ovien ja monien elementtien kulmia.

Tämä mainitaan vain joitain sovelluksia, koska ne ovat melkein äärettömiä, koska kulmat ovat kaikkialla läsnä olevia kokonaisuuksia ympärillämme.

Seksuaalinen järjestelmä

Hän Seksuaalinen järjestelmä Se koostuu kehon jakamisesta 360 yhtä suureksi osaksi, joita kutsutaan asteiksi (º). Jokainen luokka on jaettu minuutteiksi (') ja minuutti on 60 sekunnissa (").

Tämä järjestelmä koskee kulmia ja on myös hyvin tuttu ajanjaksona. Seuraavassa viitamme yksinomaan kulmiin.

Voi palvella sinua: Lämpölaajennus

Kun kulma ilmaistaan ​​asteina, minuutteina ja sekunnissa, sanotaan, että se ilmaistaan Monimutkainen mitta. Mutta jos päätät jättää kaiken asteen asteina ja fraktioissa, niin se on a Yksinkertainen mitta.

Esimerkiksi kulma, joka mittaa 25 º 38 '12 ", on monimutkainen, mutta sama kulma yksinkertaisessa määrin on 25.64 º. Useimmat tieteelliset laskimet tekevät muutosta toisen ja toisen välillä.

Puolueet

Yksinkertainen tai perinteinen goniometri

Seuraavassa järjestelmässä näytetty yksinkertainen goniometri koostuu:

- Puolipyöreä osa, joka sisältää asteikon asteikon, joka 0 - 180º.

- Runko, pala, jolla on halkaisija, jolla puolipyörä tukee asteikko.

- Arkki, joka päättyy indikaattorin neulaan lukemiseen.

Kuva 2. Perus goniometrin osat. Lähde: f. Zapata.

Tarkka goniometri

Hienostuneempi versio on tarkkuus goniometri, jolla on liukuva sääntö, joka on kiinnitetty goniometrin nivelryhmään.

Nivelvarsi menee pyörivälle levylle, joka sisältää ei -IIO: n tai vernier, ja kytkee kiinteän levyn, jonka pääasteikko on valmistettu ensimmäisissä yksiköissä.

Kiinteä albumi on kiinnitetty kiinteä sääntö, jolla on referenssipinta, jossa kappale, johon kulma mitataan.

Kuva 3. Tarkkuus goniometri ja sen osat. Lähde: f. Zapata.

Toiminta

Kaikilla goniometrin lajikkeilla on sama toimintaperiaate, katsotaan:

Hän vernier, Se kulkee pyörivällä levyllä, on asteittainen asteikko sekä oikealla että vasemmalla, mikä mahdollistaa mittaukset sekä vääntömomentti- että anti -Horary -suunnassa.

Tarkista, että tämän tyyppisen goniometrin ratkaisu tai arviointi on 5 minuutin kaaria, joka osoitetaan numeerisesti myöhemmin.

Goniometrin keskellä on ruuvi, joka palvelee samanaikaisesti kääntöakselin ja kulman asennon kiinnitystä. Joillakin tarkkuus goniometreillä on ylimääräinen pyörä hienon käännöksen hallitsemiseksi, jotta sitä voidaan säätää tarkemmin mitattavaksi kappaleeksi.

Tämä pala on asetettu muuttuvan säännön ja kiinteän säännön tai joukkueen väliin. Sekä goniometri että jo sijoitettu pala katselevat matkaa varmistaakseen, että säätö on täydellinen.

Kun minkä tahansa valon askel kappaleen ja säännön tai ryhmän vertailupinnan välillä on kadonnut, sijainti kiinnitetään liitoksella tai kiinnitysruuvilla. Lopuksi tehdään mitta, jonka vaiheet on yksityiskohtaisesti esitetty:

Kuinka goniometriä käytetään?

Goniometrin käyttämiseksi esine, jonka kaltevuuskulmaa halutaan mitattavan arkin ja goniometrin levyn välillä, kuten kuvassa 4 esitetään. Fuksia -värissä mitattavan kulman on osoitettu.

Voi palvella sinua: Neptune (planeetta)Kuva 4. Tapa mitata kulma perus goniometrillä. Lähde: f. Zapata.

Kuvalle on piirretty vihreitä ja sinisiä rinnakkaisia, lukijan ohjaamiseksi. Fuksia -kulmaa vastustaa keltainen kulma. Kun kärkipiste on vastakkaiset kulmat, ne mittaavat saman.

Keltainen kulma mittaa samat kuin oranssi, koska ne ovat vihreiden ja sinisten viivojen välillä, jotka ovat yhdensuuntaisia. Kun olet vakuuttunut tästä, lukeminen tarkkailee heti arkin ilmaisinta.

Mitattavan kappaleen kulma on akuutti kulma ja lukeminen on tehty vasemmalta oikealle. Laajennetussa kuvassa 48º luetaan.

Kuva 5. Laajennettu näkymä toimenpiteestä. Lähde: f. Zapata.

Luonnollisesti lukemat voidaan tehdä oikealta vasemmalle, koska sille on kaksinkertainen asteikko. Tee se tietyssä mielessä mitattavasta esineestä.

Arvostusvirhe

Kaikilla mittausvälineillä on arvostus, joka on asteikon vähiten jakautuminen, ja kaikkiin, joko goniometrin tai muun kanssa tehdyt toimenpiteet vaikuttavat aina virheisiin.

Esimerkiksi yksinkertaisella goniometrillä, jonka olemme juuri nähneet, pienin jako vastaa ensimmäistä.

Suurin virhe, joka voidaan tehdä tällä goniometrillä tehdyssä mittauksessa, on enemmän tai vähemmän arvostusta. Tämän mukaan esimerkin lukeminen ilmaistaan ​​seuraavasti:

L = 48 ± 1

Yleensä tällaisen asteikon arviointi lasketaan valitsemalla kaksi mielivaltaista lukemaa ja laskemalla niiden välisten jakojen lukumäärä, kuten tämä:

Arvostelu = suuri lukeminen - pieni lukumäärä /divisioonat.

Lukemat tarkkuudella goniometrillä

Tarkkuus goniometrillä on a vernier: toinen asteikko, joka on asetettu matkapuhelinlevylle ja voi liikkua pääasteikolla. Nonio antaa sinun tehdä hienompia lukemia.

Kuten aina, pääasteikolla tehdyt mittaukset saadaan asteisiin ja voidaan tehdä aikataulussa (vasemmalta oikealle) tai antifolio (oikealta vasemmalle), mukavuudesta riippuen.

Pääasteikon lukeminen suoritetaan edellisessä osassa kuvatulla menettelyllä. Ei -IIO: n 0 toimii tässä tapauksessa indikaattorina.

Nyt olemme menossa lopulliseen lukemiseen ei -IIO: n kanssa, mikä antaa meille minuutteja. Jokainen jako vastaa 5 '(kulma minuutteja) ja se voidaan myös lukea vasemmalta tai oikealta vasemmalle.

Mittauksen löytämiseksi sinun on valittava ei -IIO -linja, joka vastaa parhaiten joitain kiinteitä asteikkoja, ja se on murto -osa asteina, jotka on lisättävä täydellisen lukemisen saamiseksi.

Voi palvella sinua: Puolipyöreä: Kuinka laskea kehä, pinta -ala, keskimmäinen, harjoitukset

Lukeminen Esimerkki 1

Katsotaanpa esimerkiksi kuvan lukeminen, joka on tehty antihorariumin merkityksessä. Ei -IIO: n 0 osoittaa 64 (vihreä viiva).

Kuva 6. Esimerkki oikealta vasemmalle. Lähde: f. Zapata.

Katsotaanpa nyt nonio -linjaa, joka parhaiten osuu joidenkin päälinjojen kanssa. Kuvassa se on korostettu fuksiassa. Se osuu samanaikaisesti jakautumisnumero 30 ei. Sitten kulmamme mitat:

-Lla₁ = 64º 30 '= 64.Viides

Tämän goniometrin arvioinnin suhteen se ei riipu paitsi pääasteikosta, vaan myös ei -IIO: sta. Goniometrillä on yleensä ei -vain 12 tai 24 jakoa molemmissa puolissa. Esimerkissä on 12.

Se lasketaan seuraavasti:

Arvostelu = NonIO: n jakautumisten päähallin /lukumäärän alempi jako

Tässä tapauksessa pienin jako on 1. = 60 ', ja divisioonat ovat 12:

Arvostus = 60 ' / 12 = 5'

Siksi lukemista ilmoitetaan tällä tavalla:

-Lla₁ = 64º (30 ± 5) '

Lukeminen Esimerkki 2

Kokeilemme nyt aikataulussa tehty lukeminen.

Kuva 7. Goniometrin lukeminen vasemmalta oikealle. Lähde: f. Zapata.

Ei -IIO: n 0 osuu 42º: n kanssa (oranssi väri), kun taas ei -IIO: n jakautuminen, joka parhaiten vastaa joidenkin pääasteikon (turkoosi sininen väri), vastaa 20 '. Siksi mitattu kulma on:

-Lla₂ = 42º (20 ± 5) '

Lukija voi ihmetellä, mitä tapahtuu, jos yksikään divisioona ei ole tarkalleen. Kun ei -IIO: n 0 on kahden pääjaon keskellä, asteen lukemisena on 0 jaosto, joka on lähinnä 0. Loput mittauksesta tehdään kuvatulla tavalla

Se pysyy aina mittauksen suorittaneen henkilön kriteereissä, jotka valitsevat parhaiten samat jakautumiset. Kaksi ihmistä, jotka tekevät saman mittauksen.

https: // www.YouTube.com/katsella?v = bwz5yfmjnue

Goniometrityypit

Yleinen goniometri

Malleja on useita. Kuviossa 8 esitetty. Kohde, jonka kulmaa halutaan mitata, asetetaan sääntöjen väliin ja lukee puolipyörissä valmistuneita.

Esitetty goniometriä käytetään laajasti nivelliikkeen amplitudin tai etäisyyden määrittämiseen, joka kulkee nivelen sen luonnollisesta asennosta sen maksimiliikkeeseen.

Kuva 8. Goniometri niistä, jotka käyttävät lääketieteessä nivelten liikkumisen kyvyn mittaamiseksi. Lähde: Wikimedia Commons. Lähde: voxymoron [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0)]

Sähkögoniometrit

Se on instrumentti, joka muuttaa mitattavan kulman sähköisiksi impulssiksi. Sitä käytetään laajasti nivelten liikkumisalueen mittaamiseen.

Kupla -goniometri

Kuten nimestä voi päätellä, siinä on tasoituskupla, joka sijaitsee yleensä yhden käsivarren päässä. Koska monien mittausten on kohdistettava tämä käsivarsi vaakasuoraan, tämä mahdollistaa luotettavammat lukemat.

Viitteet

1. Calduch, e. Laboratoriokäytännöt. Valmistusprosessitekniikka. Katalonian yliopisto. 20-22.
2. Kuinka se toimii. Kuinka goniometri toimii. Toipunut: How-funktio.yhteistyö.
3. Díaz del Castillo, f. Mittametrologia. Yksinäinen. Korkea -asteen tiedekunta Cuautlán. Toipunut: Olympia.Cuautitlan2.Yksinäinen.MX.
4. 4) Britannica Encyclopaedia. Goniometri. Toipunut: Britannica.com
5. Junta de andalucía. Metrologia. Toipunut: Juntadeandalucia.On.
6. Matemaattiset lait ja kaavat. Kulman mittausjärjestelmät. Haettu: Ingemecanica.com.
7. Goniometri. Palautettu: Google.com.