Sejarah Goniometer, Bahagian, Operasi, Kegunaan, Jenis

Dia Goniometer Ia adalah peranti yang digunakan untuk mengukur sudut yang dibentuk oleh dua visual. Nama itu berasal dari dua perkataan Yunani: Gonios, yang bermaksud sudut dan meter, Merujuk kepada mengukur. Dari sana juga memperoleh goniometri, yang merupakan sains pengukuran sudut.

Jumlah sudut adalah bahagian penting disiplin seperti astronomi, topografi, geologi, perubatan, mineralogi, seni bina, kejuruteraan dan banyak lagi. Ketinggian, jarak, daya dan pelbagai sifat fizikal mempunyai sudut yang terlibat, jadi pengukurannya relevan.

Rajah 1. Goniometer Universal. Sumber: f. Zapata,

[TOC]

Sejarah

Pada zaman purba, seseorang mempunyai idea untuk membahagikan lilitan ke 360 ​​bahagian yang sama, dipanggil darjah. Tetapi tidak sampai 1538 bahawa doktor Belanda Regnier Gemma Frisius dibangunkan untuk kali pertama goniometer, instrumen yang diperoleh dari astrolabio (peranti yang digunakan untuk mengukur ketinggian atau lekukan objek).

Oleh kerana sudut ditakrifkan sebagai rantau di antara dua setengah -pulih dengan titik umum, yang boleh menjadi pusat lilitan tersebut, cara untuk menentukan ukuran rantau itu, menggunakan lilitan lulus.

Jadi reka bentuk asas adalah bulatan rata, lulus dengan skala 360º atau separuh bulatan, dengan 180º. Penghantar plastik yang mudah, seperti yang digunakan di sekolah, adalah goniometer yang sangat asas, jika kita berpegang pada definisi.

Penghantar dapat mengukur sudut di permukaan rata, seperti kertas atau papan. Jadi julat pergerakannya agak terhad.

Goniometer lebih canggih daripada penghantar mudah. Ada yang menggabungkan a Vernier, untuk ketepatan yang lebih besar setakat, dan peraturan untuk mengukur jarak. Mereka juga mempunyai senjata untuk mencari mereka di permukaan bukan -flat.

Itulah sebabnya terdapat banyak jenis goniometer, yang penggunaannya bergantung pada kawasan di mana dia menggunakan. Bagi bahan pembuatan, mereka biasanya ringan dan tahan, seperti plastik, keluli aloi dan aluminium.

Apa itu goniometer untuk?

Seperti yang telah kita katakan, goniometer berfungsi untuk mengukur sudut dalam pelbagai situasi, contohnya sudut yang menjadikan artikulasi badan, yang merupakan petunjuk mobilitasnya. Begitu juga, dalam pembinaan adalah perlu untuk mengukur sudut dalam siling, dinding, pintu dan banyak elemen.

Ini hanya menyebutkan beberapa aplikasi, kerana mereka hampir tidak terhingga, kerana sudut adalah entiti di mana -mana di sekeliling kita.

Sistem Sexagesimal

Dia Sistem Sexagesimal Ia terdiri daripada membahagikan lilitan ke 360 ​​bahagian yang sama yang disebut darjah (º). Sebaliknya, setiap gred dibahagikan kepada minit (') dan satu minit dalam 60 saat (").

Sistem ini terpakai pada sudut dan juga sangat biasa sebagai ukuran masa. Dalam apa yang berikut kita akan merujuk secara eksklusif ke sudut.

Boleh melayani anda: peleburan terma

Apabila sudut dinyatakan dalam darjah, minit dan saat, dikatakan bahawa ia dinyatakan dalam Ukuran kompleks. Tetapi jika anda memilih untuk meninggalkan segala -galanya dalam darjah dan pecahan darjah, maka itu adalah Ukuran mudah.

Sebagai contoh, sudut yang mengukur 25 º 38 '12 "adalah kompleks, tetapi sudut yang sama pada tahap yang mudah ialah 25.64 º. Kebanyakan kalkulator saintifik membuat penukaran antara satu dan yang lain.

Pihak

Goniometer sederhana atau tradisional

Goniometer mudah seperti yang ditunjukkan dalam skim berikut terdiri daripada:

- Bahagian separuh bulatan yang mengandungi skala lulus dari 0 hingga 180º.

- Tubuh, sekeping yang menduduki diameter, di mana separuh bulatan disokong oleh skala.

- Lembaran yang berakhir dengan jarum penunjuk untuk membaca.

Rajah 2. Bahagian goniometer asas. Sumber: f. Zapata.

Goniometer Precision

Versi yang lebih canggih adalah goniometer ketepatan, yang mempunyai peraturan gelongsor yang ditetapkan pada lengan yang diartikulasikan dari goniometer.

Lengan yang diartikulasikan pergi ke cakera berputar, yang mengandungi nonio atau vernier, dan menghidupkan cakera tetap yang mempunyai skala utama lulus dalam unit 1.

Dipatuhi album tetap adalah peraturan tetap, yang mempunyai permukaan rujukan di mana bahagian yang akan diukur sudut disokong.

Rajah 3. Goniometer ketepatan dan bahagiannya. Sumber: f. Zapata.

Berfungsi

Semua jenis goniometer mempunyai prinsip operasi yang sama, mari kita lihat:

Dia Vernier, Yang berjalan pada cakera berputar, mempunyai skala lulus kedua -dua kanan dan kiri, yang membolehkan pengukuran baik dalam tork dan anti -horari.

Semak bahawa resolusi atau penghargaan terhadap jenis goniometer ini adalah 5 minit arka, yang ditunjukkan secara berangka kemudian.

Di tengah -tengah goniometer terdapat skru yang berfungsi pada masa yang sama sebagai paksi giliran dan penetapan kedudukan sudut. Sesetengah goniometer ketepatan mempunyai roda tambahan, untuk mengawal giliran halus, supaya ia dapat diselaraskan dengan lebih tepat untuk diukur.

Potongan ini diletakkan di antara peraturan pembolehubah dan peraturan tetap atau skuad. Kedua -dua goniometer dan sekeping yang sudah diposisikan melihat travele, untuk memastikan bahawa pelarasan itu sempurna.

Sebaik sahaja langkah cahaya di antara sekeping dan permukaan rujukan peraturan atau skuad telah hilang, kedudukannya ditetapkan dengan set sendi atau skru penetapan. Akhirnya ukuran dibuat, langkahnya terperinci di bawah:

Bagaimana goniometer digunakan?

Untuk menggunakan goniometer, objek yang sudut kecenderungannya dikehendaki diukur, antara lembaran dan cakera goniometer, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4. Terdapat sudut yang akan diukur dalam warna fuchsia.

Boleh melayani anda: Neptune (planet)Rajah 4. Cara untuk mengukur sudut dengan goniometer asas. Sumber: f. Zapata.

Paralel hijau dan biru telah ditarik pada imej, untuk membimbing pembaca. Sudut Fuchsia ditentang oleh puncak ke sudut kuning. Apabila anda mempunyai sudut bertentangan dengan puncaknya, mereka mengukur perkara yang sama.

Sudut kuning mengukur sama seperti oren, kerana ia berada di antara garis hijau dan biru, yang selari. Setelah yakin tentang hal ini, bacaan itu segera memerhatikan penunjuk lembaran.

Sudut bahagian yang akan diukur adalah sudut akut dan bacaan dibuat dari kiri ke kanan. Dalam imej yang diperbesar 48º dibaca.

Rajah 5. Pandangan langkah yang diperluaskan. Sumber: f. Zapata.

Sememangnya, bacaan boleh dilakukan dari kanan ke kiri, kerana untuk itu terdapat skala berganda. Lakukan dalam satu segi atau yang lain bergantung pada objek yang akan diukur.

Kesalahan penghargaan

Semua instrumen pengukur mempunyai penghargaan, yang merupakan pembahagian skala paling sedikit, dan apa -apa ukuran yang dibuat, sama ada dengan goniometer atau dengan yang lain, akan sentiasa terjejas oleh kesilapan.

Sebagai contoh, dalam goniometer yang mudah kita lihat, bahagian yang sedikit sepadan dengan 1.

Kesalahan maksimum yang boleh dibuat dalam pengukuran yang dibuat dengan goniometer ini lebih kurang penghargaan. Menurut ini, bacaan contohnya dinyatakan sebagai:

L = 48 ± 1

Secara umum, penghargaan skala seperti ini dikira dengan memilih dua bacaan sewenang -wenangnya, dan mengira bilangan bahagian di antara mereka, seperti ini:

Penghargaan = Bacaan Utama - Bacaan /Bilangan Bahagian Kecil.

Bacaan dengan goniometer ketepatan

Goniometer ketepatan mempunyai Vernier: skala kedua diletakkan di cakera mudah alih dan boleh bergerak di bawah skala utama. Nonio membolehkan anda membuat bacaan yang lebih baik.

Seperti biasa, ukuran yang dibuat dengan hasil skala utama dalam darjah dan boleh dilakukan dalam jadual (dari kiri ke kanan) atau anti -foil (dari kanan ke kiri), bergantung pada kemudahan.

Membaca pada skala utama dijalankan dengan prosedur yang diterangkan di bahagian sebelumnya. 0 nonio bertindak sebagai penunjuk dalam kes ini.

Sekarang kita akan membaca akhir dengan nonio, yang akan memberi kita minit. Setiap bahagian bersamaan dengan 5 '(minit sudut) dan juga boleh dibaca dari kiri ke kanan atau kanan ke kiri.

Untuk mencari langkah, anda mesti memilih garis nonio yang paling sesuai dengan beberapa garis skala tetap, dan itu akan menjadi pecahan dalam darjah yang mesti ditambah untuk mempunyai bacaan lengkap.

Boleh melayani anda: separuh bulatan: Cara mengira perimeter, kawasan, centroid, latihan

Membaca Contoh 1

Sebagai contoh, mari kita lihat bacaan angka itu, dibuat dalam rasa antihorarium. 0 dari nonio menunjukkan 64 (garis hijau).

Rajah 6. Contoh membaca dari kanan ke kiri. Sumber: f. Zapata.

Sekarang mari kita lihat garis nonio yang terbaik bertepatan dengan beberapa baris utama. Dalam angka ia telah diserlahkan di Fuchsia. Ia bertepatan dengan nombor bagian 30 pada skala nonio. Kemudian langkah -langkah sudut kita:

Ke₁ = 64º 30 '= 64.5th

Mengenai penghargaan goniometer ini, ia tidak hanya bergantung pada skala utama, tetapi pada nonio. Goniometer biasanya mempunyai 12 atau 24 bahagian dalam setiap separuh. Contohnya mempunyai 12.

Ia dikira seperti berikut:

Penghargaan = pembahagian bawah peraturan utama /bilangan bahagian nonio

Dalam kes ini, bahagian yang sedikit adalah 1 = 60 ', dan bahagiannya adalah 12:

Penghargaan = 60 ' / 12 = 5'

Oleh itu bacaan dilaporkan dengan cara ini:

Ke₁ = 64º (30 ± 5) '

Contoh membaca 2

Sekarang mari kita cuba bacaan yang dibuat dalam jadual.

Rajah 7. Bacaan goniometer diambil dari kiri ke kanan. Sumber: f. Zapata.

0 dari nonio bertepatan dengan 42º (warna oren), sementara pembahagian nonio yang terbaik bertepatan dengan beberapa bahagian pada skala utama (warna biru biru) sepadan dengan 20 '. Oleh itu sudut yang diukur adalah:

Ke₂ = 42º (20 ± 5) '

Pembaca mungkin tertanya -tanya apa yang berlaku jika tiada bahagian bertepatan dengan tepat. Apabila 0 dari Nonio berada di tengah -tengah dua bahagian utama, bahagian yang paling dekat dengan 0 diambil sebagai bacaan darjah. Selebihnya ukuran dibuat seperti yang diterangkan

Ia selalu kekal pada kriteria orang yang melakukan pengukuran, memilih bahagian yang terbaik bertepatan. Dua orang yang membuat pengukuran yang sama tidak bersetuju, tetapi hampir selalu dari segi ukuran yang baik.

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

Jenis goniometer

Goniometer Universal

Terdapat pelbagai reka bentuk. Yang ditunjukkan dalam Rajah 8 terdiri daripada dua peraturan plastik atau logam. Objek yang sudutnya dikehendaki untuk diukur, diletakkan di antara peraturan dan dibaca dalam separuh bulatan.

Goniometer yang ditunjukkan secara meluas digunakan untuk menentukan amplitud pergerakan sendi, atau jarak yang berjalan sendi dari kedudukan semula jadi ke pergerakan maksimumnya.

Rajah 8. Goniometer mereka yang menggunakan perubatan untuk mengukur keupayaan pergerakan sendi. Sumber: Wikimedia Commons. Sumber: Voxymoron [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0)]

Electroggoniometers

Ia adalah instrumen yang mengubah sudut untuk diukur menjadi dorongan elektrik. Ia digunakan secara meluas untuk mengukur pelbagai pergerakan sendi.

Goniometer gelembung

Seperti namanya, ia mempunyai gelembung meratakan, biasanya terletak di hujung salah satu lengan. Oleh kerana banyak pengukuran perlu menyelaraskan lengan ini dengan mendatar, ini membolehkan pembacaan yang lebih dipercayai.

Rujukan

1. Calduch, e. Amalan makmal. Kejuruteraan proses pembuatan. Universiti Catalonia. 20-22.
2. Bagaimanakah ia berfungsi. Bagaimana Goniometer berfungsi. Pulih dari: bagaimana fungsi.co.
3. Díaz del Castillo, F. Metrologi dimensi. Unam. Fakulti Pengajian Tinggi Cuautitlán. Pulih dari: Olympia.CUAutitlan2.Unam.mx.
4. 4) Ensiklopedia Britannica. Goniometer. Pulih dari: Britannica.com
5. Junta de Andalucía. Metrologi. Pulih dari: juntadeandalucia.adalah.
6. Undang -undang dan formula matematik. Sistem pengukuran sudut. Diperolehi dari: Ingemecanica.com.
7. Goniometer. Pulih dari: Google.com.