Угломер

Секстант, угломерный инструмент — это… Что такое Секстант, угломерный инструмент?

Секстант (секстан) — это измерительный инструмент, используемый для измерения величины угла между двумя видимыми объектами. Обычно секстант используется для измерения возвышения астрономического объекта над горизонтом с целью определения географических координат. Например, измерив угол возвышения Солнца в полдень, можно вычислить широту.

Длина шкалы секстанта составляет 1/6 от полного круга или 60°, название секстанта происходит с латыни (sextans, — tis — шестая часть).

Октант — похожий прибор, но с более короткой шкалой (1/8 круга или 45°), который использовался до 1767, пока его не заменил секстант.

В 1767 первое издание навигационного альманаха собрало в своих таблицах лунные расстояния, что позволило навигаторам вычислять текущее время, зная угол между солнцем и луной. Однако, этот угол иногда больше 90°, и поэтому не может быть измерен с помощью октанта.

В секстанте используется принцип совмещения изображений двух объектов при помощи двойного отражения одного из них. Этот принцип был изобретён Исааком Ньютоном в 1699 году, но не был опубликован. Два человека независимо изобрели секстант в 1730: английский математик Джон Хадли и американский изобретатель Томас Годфри. Секстант вытеснил астролябию как главный навигационный инструмент.

Секстант увековечен на небе астрономом Гевелием в виде одноимённого созвездия.

Преимущества

Современный секстант

Главная особенность, которая позволила секстанту вытеснить астролябию, заключается в том, что при его использовании положение астрономических объектов измеряются относительно горизонта, а не относительно самого инструмента. Это даёт бо́льшую точность.

При наблюдении через секстант, горизонт и астрономический объект совмещаются в одном поле зрения, и остаются неподвижными относительно друг друга, даже если наблюдатель находится на плывущем корабле. Это происходит, потому что секстант показывает неподвижный горизонт прямо, а астрономический объект — сквозь два противоположных зеркала.

Устройство

Морской секстант

Части секстанта смонтированы на раме образованной двумя радиусами и дугой, которая называется лимбом. С помощью секстанта можно измерять углы до 140° влево от нулевого индекса и до 5° вправо, эти деления находятся на лимбе.

На левом радиусе неподвижно установлены малое зеркало и светофильтры. Половина поверхности малого зеркала прозрачна. В вершине рамы на подвижном радиусе, называемом алидадой, укреплено большое зеркало.

На другом конце алидады укреплён отсчётный барабан, разделённый на 60-минутные деления. Труба вставляется в специальную стойку на раме секстанта.

Использование

Использование секстанта для определения возвышения солнца над горизонтом

Изображение в секстанте совмещает в себя два вида. Первый — вид неба через зеркала. Второй — вид горизонта.

Секстант используют, регулируя рычаг и установочный винт до тех пор, пока нижний край изображения астрономического тела не коснётся горизонта.

Точный момент времени, в который проводится измерение, засекает ассистент с часами. Затем угол возвышения считывается со шкалы, верньера и установочного винта, и записывается вместе со временем.

После этого нужно преобразовать данные с помощью некоторых математических процедур. Самый простой метод — нарисовать равновозвышенный круг используемого астрономического объекта на глобусе. Пересечение этого круга с линией навигационного счисления или другим указателем даёт точное местоположение.

Секстант — чувствительный инструмент. Если его уронить, то дуга может погнуться. После падения он может потерять точность.

Типы угломеров по принципу измерения

В зависимости от использованного способа угловых измерений, устройства разделяют на несколько типов:

Механические

Широко распространенные в слесарном и столярном деле механические угломеры делят на два подвида:

  • простые, представляющие собой угловую шкалу-транспортир и закрепленную одним концом в начале координат линейку;
  • оборудованные нониусом- дополнительной шкалой для более точного считывания показаний.


Механический угломер Измерения плоских углов проводятся контактным способом- инструмент следует плотно прижимать к поверхности.

Маятниковые

Кроме определения угла между двумя направлениями, позволяют также проводить угловые измерения относительно горизонта. В старинных конструкциях для этого использовали отвес, прямой угольник либо карданный подвес, в современных применяют конструкцию, стабилизирующее свое положение в пространстве за счет быстрого вращения ротора- гироскопа. Прибор позволяет быстро определить уклон поверхности, наклоны сторон сложных конструкций и т. п. Некоторые лазерные дальномеры могут определять положение линии горизонта, обрабатывая сигналы спутников GPS

Оптические

В устройствах этого типа одна (или обе) стороны угла обозначаются с помощью оптической системы, направляемой на маркерную точку на измеряемом объекте. Это средство дистанционного измерения. К ним относятся навигационные, горные, астрономические и многие строительные приборы.

Лазерные

Это наиболее совершенные на сегодняшний день приборы. Обычно их совмещают с лазерным дальномером, угловые измерения- это дополнительная функция большинства из них. Два или более лазерных луча направляются на точки, лежащие на сторонах измеряемого угла. Процессор проводит вычисления угловых значений и выводит их на дисплее устройства. Может измерять углы в любой плоскости, отсчитывать их от заданной пользователем системы координат.

Читать также: Худ ковка рисунки фото

Простейшие устройства используют механическую шкалу, на которой оператором поворачивается лимб с установленной лазерной указкой. Продвинутые обрабатывают отраженный сигнал лазера самостоятельно.


Лазерный угломер

Широко используются при разметке строительных площадок и промышленных конструкций. Если при ярком солнечном свете пятно засветки от лазерного луча плохо видно, применяют дополнительные усилители и отражатели.

Электронные

Вычисление значений проводится встроенным процессором. Результаты измерений выводятся на дисплей. Устройства позволяют запоминать результаты последних измерений, проводить вычисления на их основе: например, разницу двух измеренных углов. Такие устройства активно используются при разметке заготовок на машиностроительных и деревообрабатывающих производствах, при раскрое листовых и рулонных материалов.

Кроме того, в учебе, производстве, строительстве и в быту широко используются угломеры постоянных углов- это шаблоны, выполненные с фиксированным углом в 90, 30, 45, 60. С их помощью можно определить, равен или нет измеряемый угол зафиксированному в шаблоне значению.

Основные разновидности угломеров

Существует большое количество видов этого приспособления. Как правило, они различаются назначением. Сегодня в продаже встречаются следующие модели:

  • Для монтажных и строительных работ. Приспособления этого типа применяются преимущественно для разметки. Строительный механический угломер используется и в процессе разработки проектных чертежей.
  • Плотничьи. Эти приспособления используются для работы с заготовками из древесины.
  • Горные. Применяются для осуществления маркшейдерских съемок.
  • Мореходные. Используются для идентификации географической широты.
  • Слесарный инструмент используется для специализированных работ. Такое приспособление характеризуется высоким уровнем точности замера.
  • Учебные (школьные). Эти линейки угломеры используются в школах и ВУЗах.
  • Артиллерийские угольники обладают высочайшей точностью. Такие приспособления используются при монтаже и настройке артиллерийских орудий.
  • Универсальный инструмент может использоваться для разных работ.

Современные устройства также могут различаться погрешностью и размерами. Кроме того, приспособления могут предназначаться для измерения внутренних или внешних углов.

Виды угломеров

Классификация осуществляется по используемому принципу измерения углов и наклона. Наиболее распространены шесть видов угломеров.

  • электронные (цифровое) угломеры. За измерения в таких моделях отвечают электронные компоненты, результат выводится на дисплей. Электронные модели обладают высокой точностью, поэтому их широко применяют для выполнения особо ответственных работ;

    Электронный (цифровой) угломер

  • лазерные. Удобны при работе на крупногабаритных конструкциях. Состоят из двух закрепленных на рейках источников лазерного излучения, направляемых на нужные точки. В некоторых моделях используется только один лазер. Измерение угла между рейками производится либо визуально по шкале, либо электронно с выводом результата на дисплей;

    Лазерный угломер

  • оптические модели. Определить их можно по наличию оптической системы для наведения на нужную точку в пространстве. Расчет углов производится при повороте на вторую точку. Наиболее распространенные виды оптических угломеров — нивелиры для строительства и тахеометры для геодезии;

    Оптический угломер

  • маятниковые угломеры. Позволяют выявить отклонение от вертикали. Из них самые простые по конструкции — отвесы;

    Маятниковый угломер

  • механические. Для их работы необходим прямой контакт реек с поверхностями, между которыми измеряется угол. Шкалы приборов могут быть как простые, так и нониусом для особо точных измерений;

    Механический угломер

  • угломеры фиксированных углов. Фактически представляют собой шаблоны, состоящие из двух плоскостей с заданным углом между ними.

    Угломер фиксированных углов

В последнее время также получили распространение универсальные угломеры, в конструкции которых сочетаются различные методы определения углов.

Правила ипользования угломера

Тут нет ничего сложного. Однако электронным приспособлением пользоваться намного проще. Измерения с помощью механического угломера осуществляются посредством выбора разных вариантов положения его деталей. Например, внешние углы с помощью универсального угломера проверяются следующим образом:

  1. Инструмент прижимают к одной поверхности угла заготовки.
  2. На другую сторону накладывается шкала основания-дуги.
  3. Затем проверяют стыки сторон угла заготовки и приспособления на наличие зазоров.
  4. С помощью винта угломер фиксируют на предмете, который подвергается замеру.
  5. Смотрят на значение, которое совпадет с краем инструмента.

Еще легче узнать угол, который находится между расходящимися/сходящимися противоположными поверхностями изделия. В этой ситуации тоже можно применить . Для того чтобы замерить ту или иную сторону, нужно просто к ней приставить планку приспособления (горизонтальную) с угольником, а к другой поверхности приложить шкалу дуги-основания.

Квадрант оптический повышает надежность измерений

Базовые элементы конструкции оптических моделей – основание, где закреплена направляющая планка. Внутри корпуса расположен неподвижный лимб из стекла и 1-градусными делениями. Параллельно лимбу вмонтирован диск. Он способен вращаться вокруг своей оси, которая совпадает с лимбовой осью. На нем расположены лупа, отсчетная шкала, уровень цилиндрической формы. Основание квадранта оснащено поперечным уровнем.

Небольшой оптический квадрант показывает уровень отклонения основания по отклонению пузырьков в стеклянном лимбу при помощи встроенного микрометра. Он позволяет определять вертикальное расположение плоскостей с погрешностью до 1 минуты.

Еще одна особенность инструмента в том, что продольный цилиндрический уровень позволяет задавать горизонтальную линию независимо от наклона основания.

Каждый угломерный прибор обладает характерными особенностями. У оптического квадранта ко 30м это магнитное основание, благодаря которому он легко устанавливается на цилиндрические поверхности. Оснащение микроскопа двухкомпонентным объективом позволяет менять его увеличение.

Прибором удобно пользоваться:

  • при любом освещении,
  • в жару до плюс 45 и при морозах до минус 40 градусов.

Универсальным квадрантом ко 60м широко пользуются в различных отраслях. Его предел погрешности не более ±60, а масса — всего 3,5 кг. Магнитное основание позволяет устанавливать средство измерения на потолочные и наклонные поверхности.

Устройство

Простейший угломер был изобретён довольно-таки давно. Вместе с линейкой этот прибор считается одним из древнейших в мире. Археологи полагают, что впервые его начали использовать еще в Вавилоне и Древнем Египте, так как возведение столь массивных сооружений, как пирамиды, без уклономера попросту нереально. Конструкционные особенности этого измерительного приспособления за прошедшие тысячелетия почти не изменилась, хотя в наше время для их производства применяются другие материалы. Соответственно, и сфера использования угломеров сегодня намного шире.

Угломер представляет собой точный прибор, который необходим для проведения определения величины углов между двумя поверхностями, а также их уклона относительно линии горизонта. Данные измерения рассчитываются в градусах. Уклономеры походят на столярные уголки, но в то же время они могут не только определять прямой угол, но еще и регулируются. Элементарная схема механического угломера представляет собой две пластины, так называемые линейки, которые крепятся с одной стороны и закрепляются при помощи оси — она позволяет изменять угол между ними. На внешней стороне предусмотрена шкала с делениями, определенная в градусах. Уклономеры изготавливаются в точном соответствии с требованиями ГОСТ 5378-88.

Сведения о методах измерений

Для измерения углов применяют следующие методы:

  1. Путем сравнения с эталонными образцами.
  2. Гониометрическим способом, который основан на использовании измерительных устройств с угломерной шкалой.
  3. Тригонометрический способ, заключающийся в определении параметров, которые жестко связанных с углом посредством тригонометрическим путем.

Методы измерения угломерным инструментом

Размер угла, в абсолютных единицах измеряют с помощью мерительного инструмента под названием угломерный инструмент. У этого термина есть множество аналогов – транспортир, гониометр, секстант, астролябия и пр. Эти приборы отличают по точности выполняемых измерений, они могут иметь разное устройство, но принципы измерения одинаковы. Чаще всего на практике применяют нониусные угломеры.

Конструкция угломера

Это устройство относят к измерительным приборам механического типа. Их главная задача проведение измерения геометрических углов в деталях и конструкциях.

Конструкция угломера универсального

Угломерный инструмент с нониусом относится к механическому типу измерительных приборов, которые служат для измерения геометрических углов в различных деталях и конструкция. Результаты измерения представляются в градусах, наличие дополнительной шкалы, существует возможность получать более точные результаты. Эта дополнительная шкала и называется нониусом. Ее закрепляют на удлиненной линейке. Благодаря использованию этой шкалы точность измерений может быть получена в пределах десятых долей градуса.

Один из самых распространенных угломеров является модель 4УМ. С его помощью можно выполнять замеры в диапазоне от 0 до 180 градусов. Этот измерительный прибор отвечает требованиям ГОСТ 5378-88. Основная сфера его применения – это промышленность, связанная с производством деталей, металлоконструкций. Кроме этого ее применяют в ремонтном производстве.

К основным преимуществам этого прибора – его точность. Его применение позволяет оперировать довольно точными цифрами и именно это обеспечило его спрос среди специалистов в различных отраслях промышленности. Как и большинство механических приборов измерения, угломерный инструмент отличается длительностью эксплуатации, у него нет какого-то определенного срока годности, разумеется, при полном соблюдении правил эксплуатации и хранения.

https://youtube.com/watch?v=OmQBd8c7AjE

К недостаткам этого класса приборов можно отнести сложность в ремонте. В этом изделии нет деталей, которые можно просто заменить, они сложны в изготовлении и чаще всего их приходится заказывать на заводе производителе.

Кстати, нередко приборы для проведения механических измерений часто сравнивают с электронными, и хотя они выглядят довольно устаревшими, они до сих пор находятся в строю.

Виды угломеров[ | ]

Угломеры Угломеры учебные

  • угломеры строительные — предназначены для выполнения строительных, монтажных, разметочных и проектных работ. Позволяет контролировать монтаж строительных элементов и установку строительного оборудования, проводить монтаж различных конструкций, которые состоят из наклонных элементов, располагающихся друг относительно друга под определённым углом. В строительстве для разметочных и строительных работ, наряду с угломером, используют отвес и уровень (ровень, юстимер).
  • угломеры плотника, столяра — предназначены для выполнения плотницких и столярных работ (могут быть с регулируемыми или фиксированными углами — угольник, треугольник, наугольник, ерунок).
  • угломеры слесарные — предназначены для выполнения слесарных работ.
  • угломеры топографа — предназначены для выполнения топографических работ.
  • угломеры ортопедические — предназначены для измерения углов движений в суставах, для определения кривизны оси конечности, позвоночника.
  • угломеры горные — приборы для измерения горизонтальных и вертикальных углов и расстояний в маркшейдерских съёмках, не требующих высокой точности.
  • угломеры учебные — угломеры с фиксированными углами (треугольники, угольники, с углами 45°/45°/90° и 30°/60°/90°) и угломерные инструменты (транспортиры, для измерения углов от 0° до 180°, с точностью 1°), бывают совмещены с линейкой, используются для измерения углов, для рисования многоугольников и для различных расчётов. Угломеры учебные бывают двух типов, большие — для классной доски и небольшие — для расчётов и рисования учащимися в тетрадях и альбомах.
  • угломеры инженерные (конструкторские) — высокоточные измерительные инструменты, которые используется для измерения углов (наружных и внутренних) конструкций и поверхностей, деталей, механизмов, зданий и сооружений, методом непосредственного контакта и/или удалённых объектов на недоступное расстояние (теодолитом).
  • угломеры астрономические — высокоточные измерительные инструменты, которые используется для измерения углов между поверхностью (горизонтом) Земли и удалённым объектом (например, солнцем) или между удалёнными объектами (например, звёздами), методом оптического измерения. Для этого могут использоваться телескопы, оснащённые угломерами.
  • угломеры мореходные (навигационные) — предназначены для определения географической широты (по таблицам, по измеренному углу светила) при дальних морских путешествиях. Для этого используются угломерные приборы, с использованием оптического метода измерения угла — секстанты, принцип работы этого прибора основан на том, что угол светила (солнца, луны, звёзд) над горизонтом в определённый день и время зависит ещё и от географической широты, на которой находится наблюдатель. Аналогичным угломером можно пользоваться даже на самолётах, для определения географической широты местонахождения самолёта.
  • угломеры артиллерийские — предназначены для установки артиллерийского орудия под необходимым углом.

По типу устройства угломеры бывают механические (простые и нониусные), фиксированных углов, оптические, маятниковые, электронные (цифровые) и лазерные (ротационные). Существуют также комбинированные электронные угломеры, с электронным уровнем и угломеры электронные с лазерным уровнем.

Угломеры отличаются по типу устройства, размерам и погрешностям. Важным параметром угломера являются пределы допускаемой погрешности при проведении измерений. Погрешность прибора зависит от назначения угломерного прибора и является специфицированным параметром.

Механический угломер и особенности его применения

Угломер механического типа классифицируется на три типа — простые, с транспортиром и с нониусом. Простейший угломер механического типа (малка) предназначен для шаблонного измерения угла. Что это означает? С его помощью нельзя узнать величину угла в градусах, так как он не имеет встроенного транспортира. Измеренный угол переносится на шаблон, после чего используется для изготовления подобных деталей. Как уже упоминалось, прибор не является высокоточным, но его достаточно для выполнения плотницких работ. Применяется также такой инструмент в строительстве, например при монтаже откосов.

Теперь рассмотрим модель угломера с транспортиром (его называют квадрантом), который позволяет узнать градусы измеряемого угла с незначительной погрешностью. Такой инструмент изготавливается из стали или пластика, и состоит из двух прилегающих оснований в виде реек, а также транспортира и указательной планки.

Пользоваться угломером квадрантом достаточно просто, а его погрешность в 1-2 градуса позволяет применять его в строительстве, например, при перекрытии крыш. Измеритель позволяет измерять углы от 1 до 180 градусов.

Как пользоваться механическим угломером с нониусом, знают далеко не многие мастера. Нониусная шкала прибора нужна для того, чтобы получить высокую точность измерений. Прибор с нониусом еще называют универсальным, так как применять его можно в разных сферах.

Угломер универсальный с нониусом конструкция

Класс точности механического прибора очень высокий, и если сравнить показания механического и электронного, то первый вариант покажет более точные результаты несмотря на свой возраст.

Это интересно! Если необходимо измерить точный угол двух перпендикулярных плоскостей, то рекомендуется воспользоваться угломером с нониусной шкалой.

https://youtube.com/watch?v=4pFf65ZhVIA%3F

Пользоваться инструментом достаточно просто. Для этого прибор имеет две шкалы — в градусах (транспортир) и нониусная. Цена деления нониуса составляет 2 градуса. С его помощью можно осуществлять измерения до 320 градусов. Принцип измерения заключается в том, что целое число в градусах считывается по шкале транспортира, а доли по нониусу.

Для этого нужно найти точно совпадающие риски двух шкал, и считать показания. Выпускаются приборы с нониусом по стандарту ГОСТ 5378-88. Более подробно о том, как пользоваться шкалой нониуса, описано в материале «Как пользоваться штангенциркулем». На видео представлена конструкция и особенности применения механического угломера с нониусом.

https://youtube.com/watch?v=fhAThz1VhTw%3F

Разновидности

На удалении рассчитывать углы расположения деталей и конструкций относительно друг друга позволяют модели разных типов. Например, существует угломер слесарный механический, а также его плотницкий аналог. Они отличаются материалами изготовления, прочностью и долговечность.. Слесарные модификации, как правило, долговечнее и устойчивее ко внешним воздействиям. Также существуют и конструкционные различия.

Наиболее распространена конструкция оптического типа. Это пример вышеупомянутой системы из двух линеек, связанных единым шарниром. Более развитым примером угломера является нониус. В таком виде обычно выпускаются угломеры столярные механические, рассчитанные не столько на физическое сопротивление нагрузкам, сколько на широкий диапазон выполняемых задач. Нониус представляет собой полу-диск, на поверхность которого также нанесена разметка. Этот элемент крепится на основании угломера и выступает в качестве его вспомогательного инструмента. С его помощью, к примеру, можно выполнять разметку на плоскости, а также измерять внешние и внутренние углы.

Важность правильной затяжки болтов или гаек ГБЦ

Головка блока цилиндров (ГБЦ) — один из важнейших узлов автомобиля. Она закрывает блок цилиндров. В ней расположены распределительные валы, клапанные крышки и другие детали газораспределительного механизма. На ГБЦ постоянно воздействуют огромные переменные силы давления и температуры. Поэтому к её резьбовому креплению предъявляются особые требования.

Головка блока постоянно должна испытывать силу сжатия, которая задаётся определённым моментом затяжки резьбового крепления. Для того чтобы сила сжатия была равномерно распределена по поверхностям стыка головки с блоком цилиндров предусмотрено большое количество стяжных болтов или шпилек с гайками. Равномерность прижатия ГБЦ к блоку цилиндров обеспечивается определённой схемой порядка затяжки резьбовых соединений. Для уплотнения стыка используется прокладка головки блока, сделанная из особого материала, устойчивого к высокой температуре. При затяжке крепления головки она даёт усадку в тысячные доли миллиметра, что обеспечивает надёжную герметизацию стыка.

Последствия от перетяжки болтов крепления ГБЦ

Если затяжка резьбовых соединений головки блока ведётся с превышением усилия от номинального, то сила растяжения, которая воздействует на болт или шпильку, начнёт разрушать резьбу в блоке или вытягивать тело крепёжного элемента. Наступает так называемый момент текучести, когда при дальнейшем увеличении силы затяжки сила прижатия начнёт уменьшаться. Итог: быстрое прогорание прокладки в месте наихудшего сжатия.

Если же резьба в отверстиях блока будет сильно повреждена, то она уже не сможет обеспечить необходимое прижатие головки при правильном моменте затяжки. Её потребуется восстанавливать, а это дополнительные затраты. Опытные ремонтники мотористы на практике чувствуют предельную силу затяжки, которую может выдержать резьбовое соединение. Они никогда не допустят дефектов от перетяжки болтов или гаек.

Что будет, если недостаточно затягивать болты крепления ГБЦ

Если крепление головки выполняется с минимальным усилием, то это приведёт к слабому прижатию её к поверхности блока цилиндров. Между прокладкой и прилегающими к ней плоскостями блока и головки образуются микроскопические зазоры, которые обязательно приведут к прогоранию уплотняющего материала.

Недостаточная затяжка болтов крепления не обеспечивает нормального прилегания головки, что может вызвать коробление её стыковой поверхности.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector