Угломерный инструмент: астрономический, геодезический, октанты, пр

Как правильно измерять углы оптическим угломером

Оптический измеритель углов являет собой усовершенствованную модель, которая дополнена увеличительной лупой. Ее назначение для того, чтобы считывать полученные значения. Диапазон измерений составляет от 0 до 360 градусов, а на шкале представлены отметки, по которым отсчитываются градусы и доли минут. За счет большого количества рисок на шкале, прибор имеет оптическую линзу, благодаря которой можно с высокой точностью просчитать измеренное значение угла.

На приборе находятся регулировочные или настроечные винты, посредством которых происходит перемещение и фиксация опорной планки после установки измеренного значения. Одна шкала, которая определяет целое значение градусов, является неподвижной. Вторая шкала перемещается в зависимости от измеряемой поверхности. Целое значение градусов отсчитывается по отметке, совпадающей с нулевым значением на неподвижной шкале. Доли отсчитываются по дополнительным рискам на подвижной шкале.

Поверка

Весь мерительный инструмент, применяемый на производстве должен пройти обязательную процедуру поверки. По крайне мере на тех предприятиях, где внедрена система управления менеджментом.

Поверка мерительного инструмента – это набор определенных операций, результатом которых становится заключение уполномоченного органа о соответствии предъявляемого инструмента завяленным требованиям.

Поверка угломером с нониусом должны выполнять только в лабораториях прошедших аттестацию в Росстандарте РФ.

Срок поверки устанавливает метрологический отдел предприятия.

Виды угломеров по способу применения

Угломеры были изобретены достаточно давно, но сейчас этот измерительный инструмент продолжает пользоваться популярностью. Для разных сфер использования, выпускаются соответствующие измерительные приборы. Что они собой представляют, и чем отличаются, выясним детально.

Строительный — это самый распространенный вариант измерительного инструмента, который обязательно имеется у каждого мастера. Предназначен прибор для контролирования стен, фундамента, перекрытий и т.п. Главная особенность этого измерителя в том, что его части имеют длину не менее 50 см, что обеспечивает высокую точность показаний
Плотницкий — применяются плотниками при изготовлении деревообрабатывающих конструкций. Плотницкий угломер еще называют малкой, и он является приблизительным, так как имеет низкую точность измерений. Главная отличительная особенность малки от угломера в том, что одна часть имеет градуированную шкалу, а вторая представляет собой опорную ножку
Слесарный — по сравнению с плотницким, отличается высокой точностью измерений. В слесарном деле важна высокая точность, поэтому угломеры имеют чувствительный регулировочный механизм, обеспечивающий измерения до малейших долей градусов
Горный — по конструкции имеет мало что общего с предыдущими вариантами, однако также предназначается для измерения углов. С его помощью осуществляется визуальное определение вертикальных и горизонтальных углов в горной местности. Применяются такие инструменты сегодня только любителями, так как их заменили более точные приборы
Медицинский — мало кто знает о том, что в медицине также применяется такой измеритель, как угломер. Медицинский измеритель используется в медицине для определения углов работоспособности крупных, средних и малых суставов. Имеет вид круга с градуированной шкалой, по которой анализируется амплитуда движений
Астрономический — не имеет ничего общего по конструкции со всеми представленными видами угломеров. Этот тип инструмента является самым точным, а предназначается он непосредственно для того, чтобы рассчитать траекторию движения звезд на небе, а также их скорость и размеры. Обычно применяется совместно с телескопами
Мореходный — имеет индивидуальную конструкцию, и предназначается для выявления географических координат расположения судна. Сегодня такие приборы моряками не используются, так как их вытеснили современные спутниковые устройства. Только на каждом судне обязательно имеется такой прибор, которым можно воспользоваться в случае отказа электронных систем
Артиллерийский или военный — служит для того, чтобы установить артиллерийское орудие, а также откорректировать залповый огонь. Сегодня также приборы практически не используются
Угломер для затяжки болтов — специальный прибор, позволяющий обеспечить завинчивание болтов на необходимый угол поворота

Это основные, но не единственные виды угломеров, встречающихся на планете. Если по дому выполняются строительные работы, тогда мастеру обязательно понадобиться купить специальный угломер. Какими они бывают по способу измерения, подробно описано далее.

Классификация инструмента

Существует множество видов данных устройств. Классифицируют их преимущественно за предназначением. Современными производителями выпускаются такие варианты устройств:

Строительные. С их помощью выполняют различные разметочные и монтажные операции. Угломер строительный может применяться при разработках чертежей проектов зданий и сооружений.
Плотничьи. Без них не обойтись при работе с деревянными заготовками.
Мореходные. Предназначены для определения географических широт.
Слесарные. Используются для проведения специализированных работ. Посредством таких приборов получают высокоточные измерения.
Учебные. Ими пользуются школьники в рамках учебных программ.
Артиллерийские. Их применяют военные в процессе установки артиллерийских орудий.
Универсальные. Посредством этих устройств измеряются углы при выполнении различных работ.

Разделить механические инструменты можно и по таким критериям как их размеры и тип погрешностей. Кроме того, они могут классифицироваться по сфере применения. Современные механические устройства могут использоваться:

Для измерений внешних углов (маркировка УМ).
Для измерений внутренних углов (УН).

Конструктивные особенности

Угломеры универсальные составлены из:

Основания;
Линейки-основания;
Угольника;
Подвижной линейки;
Стопора;
Нониуса;
Винта микрометрической подачи.

Единица измерения углов — градус (1/360 диаметра окружности), это один шаг измерительной шкалы. Градусы разделены на минуты и секунды. Общий элемент конструкции приборов — основание, напоминающее подвижную дугу, на которой располагается шкала измерений. Последнюю подвижно закрепляют специальной линейке, ей отведена роль отправной точки. Зачастую такие инструменты вместо линейки комплектуются угольником, прикрепленным к опорной планке. Отмечать полученные результаты помогает особый винт.

У маятниковых механических устройств присутствует отдельный элемент, занимающий вертикальное положение при изменении угла наклона измеряемых деталей. Такие приборы отличаются удобством проведения измерений по сравнению с обычными их аналогами. Их применяют преимущественно при работах с габаритными изделиями (например, проверяют углы расположения узлов и механизмов в сельскохозяйственной технике).

Для изготовления измерительных приборов чаще всего используется инструментальная сталь. Она прочна и стойка к повреждениям. Служат стальные угломеры очень долго. В отдельных случаях инструменты данного типа могут изготавливаться из пластика либо дерева. Ими пользуются при проведении внутренних ремонтов в помещениях (монтаж плинтусов, установка стеновых панелей и другие). Иногда для производства используется легкий алюминий.

Нониус — дополнительная шкала, установленная на угломере. Данный вспомогательный компонент имеет незначительные размеры, закреплен над верхним краем дугообразного основания и во время работы не перемещается. Он предоставляет возможность более точно определять количество долей деления главной шкалы.

В погоне за углом

Мало-помалу геодезические инструменты совершенствовались, расширялись их возможности, повышалась точность и удобство. Появились угломеры и пантометры, кипрегели и астролябии – но все они в основе представляли собой усовершенствованные жезлы и шнуры. Возьмите мерный жезл и сделайте на нем отметки для измерения небольших расстояний, и вы получите линейку. Согните ее дугой – и у вас готов транспортир для измерения произвольных углов.

Для максимально точного наведения по концам креста размещались диоптры – прорези с тонкими нитями посередине. Сделайте одну линейку эккера подвижной, добавьте сюда транспортир для измерения ее поворота и магнитную стрелку компаса для ориентирования в пространстве – и готова астролябия.

Кстати, можно обойтись и без выступающих в стороны диоптров, превратив всю окружность в пару вставленных друг в друга цилиндров с прорезями. Глядя сквозь них, можно навести инструмент с не меньшей точностью – только называться он будет уже не астролябией, а гониометром.

В XIX веке применяли и «усеченные» версии этих инструментов, например, градуированную буссоль (или компас) с широко разнесенными диоптрами. Разнесенные диоптры увеличивали точность наведения на ориентиры, что повышало точность измерения горизонтальных углов и определения азимутов.

Конструкция и назначение малки

Обычная, самая простая малка состоит из двух элементов:

колодки – достаточно широкого бруска с прорезью;
пера – тонкой реечки, которая в собранном состоянии прячется в прорезь колодки.

Эти элементы соединяются между собой винтовой парой. Вот конструкция винтовой пары может быть абсолютно разной, но принципиальных отличий два: винт может быть выступающим, и тогда, чаще всего, вместо обычной гайки используется барашек для удобства фиксации взаимного положения колодки и пера, а может быть утопленным.

Последний вариант более удобен для установки малки в нужном месте, но менее практичен для фиксации заданных углов и, как правило, более сложен в техническом плане.

Иногда, но редко, на пере, еще реже – на колодке наносятся размерные риски. Но малка – не измерительный инструмент, а разметочный. Ее задача: зафиксировать размер и перенести на заготовку, либо – заготовки, при тиражировании одинаковых изделий. Хотя, стремление многих производителей к всеобщей унификации, привело к созданию цифровых малок, снабженных жидкокристаллическими дисплеями. С памятью, обнулением результата в заданном положении и прочими атрибутами современных цифровых инструментов, но от малки у таких устройств остался разве что общий конструктив, а функционально – это, скорее, угломеры.

Цифровая малка

Что только не пытаются вмонтировать в малку – да хоть пузырек уровня, вообще слабо сочетающийся с перечнем основных работ, выполняемых при помощи малки.

Механические усовершенствования малки также пытаются догнать цифровые изощрения, якобы расширяя функционал инструмента.

На наш взгляд, из всего этого обилия технических решений, более ли менее полезным является устройство паза в пере, позволяющего варьировать его длину, что в редких случаях, но все же, может быть полезным. А подтвердим мы свои, для многих неоднозначные, умозаключения примерами работ, где малка действительно незаменима.

Угломеры разных видов: как выбрать подходящий?

В наши дни без угломера невозможно представить себе ни одно производство, ни одну стройку. Традиционный универсальный угломери сложный лазерный измерительный комплекс часто соседствуют в одном цеху. Конструкторы и изобретатели постоянно совершенствуют конструкции угломеров, повышая удобство пользования и точность измерений.

Особенности конструкции и принцип работы

Геометрический принцип работы любого угломерного прибора основан на сравнении величины измеряемого угла с частью длины окружности. Полная окружность соответствует углу в 360о, единица измерения угла определена учеными в 1/360 часть полной окружности- 1 градус (угловой). С повышением точности измерений стали говорить о дробных частях градуса- десятичных дробях или 1/60 его части- угловой минуте и 1/360- угловой секунде.

Простейшие механический угломеры состоят из полукруглой шкалы, размеренной в градусах, и подвижной линейки, закрепленной одним концом. Измерение проводится так:

одну сторону измеряемого угла совмещают с основанием шкалы;
другую- с подвижной линейкой;
в месте пересечения линейки и шкалы считывают величину угла.

Более совершенные модели дополняются узлами, облегчающими считывание показаний шкалы, фиксирующими положение прибора относительно горизонта, позволяющими фиксировать направление на удаленные точки сторон углов и другие.

Изготавливают из их инструментальной стали, реже- из бронзы.

Многие строительные угломеры, особенно с электронными модулями, изготавливают из легких алюминиевых сплавов

При работе с такими устройствами следует соблюдать осторожность, избегать их падения на твердые поверхности, а также падения инструментов и стройматериалов на сами приборы

Лазерные модели угломеров воссоздают пространственную картину измеряемого угла на основании нескольких опорных точек, координаты которых измеряются лазерным дальномером. Величина угла вычисляется встроенным компьютером на основании этих координат. Такие модели имеют пластиковый корпус и электронную начинку.

Классификация видов

Существует несколько классификаций угломеров. Среди них наиболее значимы следующие:

по сфере применения;
по точности;
по погрешности измерения;
по принципу измерения;
по виду измеряемых углов.

По сфере использования различают следующие типы устройств:

Строительные. Рассчитаны на большие расстояния. Применяются для разметки объектов и во время монтажа, чтобы закрепить конструкции правильно.
Плотницкие. Оперируют сантиметрами, дециметрами. Используются для разметки деталей из дерева и других материалов.
Навигационные. Определяют направление на небесные светила, используются для вычисления географических координат точки наблюдения.
Слесарные. Отличаются от плотницких повышенной точностью, работают с металлическими заготовками и конструкциями.
Учебные. Применяются учащимися при изучении начальной и начертательной геометрии.
Артиллерийские. До конца XX века использовались для наводки орудий. В настоящее время вытесняются электронными системами наведения.
Горные. Строительные, приспособленные для работы в закрытых пространствах горных выработок.

По виду измеряемых углов приборы делятся на

внешние (маркировка УМ);
внутренние (маркировка УН).

Типы угломеров в зависимости от принципа измерения будут рассмотрены в следующем разделе.

Астрономический инструмент

В линейке угломерных средств особое место занимают модели, применяемые в астрономии. Они с древности используются для расчетов высоты светил и расстояний от одной до другой планеты.

Самый примитивный вариант — плоская доска формой, равной четверти окружности. Рядом с центром круга крепилась передвигающаяся линейка, конец которой направлялся на небесный объект. Чем больше были размеры такого устройства и точнее вертикальная установка, тем более точными получались расчеты. Со временем характерной чертой конструкции таких приборов стала планка под телескоп. Для путешествий астрономы использовали переносные изделия, устанавливаемые на штативах, для постоянных обсерваторий — стенные.

Как пользоваться?

Для измерения углов применяют простые, или как их еще называют — универсальные, угломеры с двумя подвижными линейками и шкалой между ними. Чтобы измерить угол между двумя поверхностями, следует плотно приложить рейку в нужно положение и посмотреть на полученный результат. Для применения более сложных конструкций следует знать алгоритм работы.

Механическим с нониусом

Именно этот тип устройства вызывает наибольшие сложности в процессе работы. Технология измерения:

Установить направляющую рейку в нужном направлении на плоскости. Выровнять нониус на значении нуля. Зафиксировать значение с помощью упора.
Поворачивать линейку по шкале нониуса до тех пор, пока вторая направляющая поверхность не упрется в измеряемую поверхность. Закрепить ее и оценить градус.

На некоторых моделях имеются шкалы с минутами для более точного измерения. Полученные расчеты могут иметь погрешности, при необходимости результат рекомендуется перепроверить другим угломером.

Оптическим

Несмотря на сложность устройства, это простой в эксплуатации прибор. Для измерения угла нужно закрепить две части инструмент между поверхностями. Проверить расположение с помощью оптического элемента, на нем всегда изображена шкала. Сфокусироваться на плоскости угла, зафиксировать полученные данные.

Электронным

Самый популярный вид угломера для бытовых и строительных задач. Для простоты работы в инструменте имеется пузырьковый уровень для выравнивания линейки на поверхности. Алгоритм работы:

Приложить инструмент базовой стороной к измеряемой поверхности.
Отвести подвижную пластину ко второй плоскости, добиться плотного касания без зазоров.
При фиксации на двух поверхностях на дисплее зафиксируется значение внутреннего угла.

Устройство не требует дополнительных расчетов, демонстрирует минимальную погрешность. Для работы требуется источник питания, в качестве которого обычно выступает батарейка типа АА или ААА.

Как пользоваться?

Механическим с нониусом

Именно этот тип устройства вызывает наибольшие сложности в процессе работы. Технология измерения:

Установить направляющую рейку в нужном направлении на плоскости. Выровнять нониус на значении нуля. Зафиксировать значение с помощью упора.
Поворачивать линейку по шкале нониуса до тех пор, пока вторая направляющая поверхность не упрется в измеряемую поверхность. Закрепить ее и оценить градус.

Оптическим

Электронным

Приложить инструмент базовой стороной к измеряемой поверхности.
Отвести подвижную пластину ко второй плоскости, добиться плотного касания без зазоров.
При фиксации на двух поверхностях на дисплее зафиксируется значение внутреннего угла.

Конструкция угломеров

В наиболее простом варианте угломер: электронный, механический состоит из двух измеряющих поверхностей (линеек) закрепленных на одной оси. Будучи подвижными, они свободно располагаются под углом относительно друг друга. Для определения значения угла, в зависимости от типа устройства, используется линейчатая, линейчато-круговая шкала, электронное отсчетное устройство или другие дополнения.

Некоторые типы угломеров имеют фиксированные значения углов, как например, в столярных приборах. Также, в отдельных устройствах могут быть использованы следующие узлы:

Маятниковый механизм, возвращающий угломер в вертикальное положение при изменении угла наклона замеряемых поверхностей. Наиболее удобен в работе с габаритными элементами – оборудованием, узлами, частями строительных конструкций и т. д. Шкала угломера остается неподвижной, во время замера перемещается только стрелка, которая ставится на противовес.
Угломер с нониусом — состоит из корпуса с прикрепленным к нему диском, основания с шкалой, нониусом, линейкой и хвостовиком. Чаще всего используется для слесарных операций, где необходима высокая точность определения угла, до секунд.

Оптический угломер – предназначен для удаленного определения углов. Состоит из корпуса, диска со шкалой и неподвижной линейки. На диске расположена оптика, подвижная линейка и рычаг, а под диском – пластинка с указателем, с помощью которого и определяет угол.

Угломерный инструмент

Как правильно измерять углы оптическим угломером

Поверка

Виды угломеров по способу применения