GONYOMETRE: TARIHÇE, PARÇALAR, OPERASYON, KULLANIMLAR, TÜRLER - FIZIKSEL - 2024

Goniometre iki görseller oluşturduğu açı ölçmek için kullanılan bir cihazdır. İsim, iki Yunanca kelimeden geliyor: açı ve metre anlamına gelen gonios, ölçüm gerçeğine atıfta bulunuyor. Buradan açıları ölçme bilimi olan gonyometri de türetilir.

Açısal büyüklükler, astronomi, ölçme, jeoloji, tıp, mineraloji, mimari, mühendislik ve daha pek çok disiplin gibi disiplinlerin önemli bir parçasıdır. Yükseklikler, mesafeler, kuvvetler ve çok sayıda fiziksel özellik ilgili açılara sahiptir, bu nedenle ölçümleri önemlidir.

Şekil 1. Evrensel açı ölçer. Kaynak: F. Zapata,

Tarih

Eski zamanlarda, birileri çevreyi derece denilen 360 eşit parçaya bölme fikrine sahipti. Ancak Hollandalı hekim Regnier Gemma Frisius'un ilk olarak usturlabdan (bir nesnenin yükseklik veya çöküntülerini ölçmek için kullanılan bir cihaz) türetilen bir gonyometre geliştirdiği 1538 yılına kadar değildi.

Bir açı, söz konusu dairenin merkezi olabilecek ortak bir noktaya sahip iki ışın arasındaki bölge olarak tanımlandığından, bu bölgenin ölçüsünü belirlemenin bir yolu, dereceli bir daire kullanmaktır.

Yani temel tasarım, 360º veya yarım daire ölçeğinde 180º ile derecelendirilmiş düz bir çemberdir. Tanıma sadık kalırsak, okulda kullanılanlar gibi basit bir plastik iletki çok basit bir açıölçerdir.

Açıölçer, bir kağıt parçası veya tahta gibi düz bir yüzeydeki açıları ölçebilir. Dolayısıyla hareket aralığı oldukça sınırlıdır.

Açıölçer, basit bir iletkenden daha karmaşıktır. Bazıları, ölçümde daha fazla hassasiyet için bir sürgülü ve mesafeleri ölçmek için cetvelleri içerir. Ayrıca düz olmayan yüzeylere yerleştirmek için kolları vardır.

Bu nedenle, kullanımı kullandığınız alana bağlı olan birçok gonyometre çeşidi vardır. İmalat malzemeleri açısından, bunlar genellikle plastik, alaşımlı çelik ve alüminyum gibi hafif ve güçlüdür.

Açı ölçer ne için?

Söylediğimiz gibi, açıölçer çok çeşitli durumlarda açıları ölçmek için kullanılır, örneğin hareketliliğinin göstergesi olan vücut eklemlerinin yaptığı açılar. Benzer şekilde, inşaatta tavanlar, duvarlar, kapılar ve çok sayıda elemandaki açıları ölçmek gerekir.

Bu, neredeyse sonsuz oldukları için yalnızca birkaç uygulamadan bahsetmek içindir, çünkü açılar bizi çevreleyen her şeyde her yerde mevcut olan varlıklardır.

Altmışlık sistem

Altmışlık sistem, çevrenin derece (º) adı verilen 360 eşit parçaya bölünmesinden oluşur. Sırayla, her derece dakikaya (´) ve bir dakika 60 saniyeye (´´) bölünür.

Bu sistem açılar için geçerlidir ve aynı zamanda bir zaman ölçüsü olarak da oldukça aşinadır. Aşağıda sadece açılardan bahsedeceğiz.

Bir açı derece, dakika ve saniye cinsinden ifade edildiğinde, karmaşık ölçü ile ifade edildiği söylenir. Ancak her şeyi derece ve bir derecenin kesirleri olarak bırakmayı seçerseniz, bu basit bir ölçüdür.

Örneğin, 25º 38´ 12´´ ölçen bir açı karmaşık ölçüdedir, ancak basit ölçüdeki aynı açı 25.64º dir. Çoğu bilimsel hesap makinesi birinden diğerine hızlı bir şekilde dönüşür.

parçalar

Basit veya geleneksel açı ölçer

Aşağıdaki şemada gösterilen gibi basit bir açı ölçer şunlardan oluşur:

- 0 ile 180º arasında derecelendirilmiş ölçeği içeren yarım daire biçimli bir kısım.

- Ölçekli yarım dairenin dayandığı bir çapı kaplayan bir parça olan gövde.

- Okumak için gösterge iğnesi ile biten sayfa.

Şekil 2. Temel açı ölçerin parçaları. Kaynak: F. Zapata.

Hassas gonyometre

Daha sofistike bir versiyon, gonyometrenin mafsallı koluna tutturulmuş bir kayan cetvele sahip olan hassas açıölçerdir.

Mafsallı kol, bir verniyer veya verniyer içeren dönen diske gider ve 1º birim olarak derecelendirilmiş ana ölçeğe sahip sabit disk üzerinde döner.

Sabit diske, ölçülecek parçanın desteklendiği bir referans yüzeye sahip olan sabit cetvel eklenir.

Şekil 3. Hassas açıölçer ve parçaları. Kaynak: F. Zapata.

İşleyen

Tüm gonyometre çeşitleri aynı çalışma prensibine sahiptir, bakalım:

Dönen disk üzerinde hareket eden verniyer, hem sağa hem de sola derecelendirilmiş bir ölçeğe sahiptir, bu da ölçümlerin hem saat yönünde hem de saat yönünün tersine yapılmasına izin verir.

Bu tür gonyometrenin çözünürlüğünün veya takdirinin, daha sonra sayısal olarak gösterilen 5 ark dakikası olduğuna dikkat edilmelidir.

Gonyometrenin merkezinde, hem dönme ekseni hem de açısal konumun sabitleyicisi olarak görev yapan bir vida vardır. Bazı hassas açıölçerler, hassas dönüşü kontrol etmek için ek bir tekerleğe sahiptir, böylece ölçülecek parçaya göre daha hassas bir şekilde ayarlanabilir.

Söz konusu parça, değişken kural ile sabit kural veya kare arasına yerleştirilir. Uyumun mükemmel olduğundan emin olmak için hem açıölçer hem de önceden konumlandırılmış parça mumlanır.

Parça ile cetvelin veya karenin referans yüzeyi arasındaki herhangi bir ışık yolu ortadan kalktığında, pozisyon mafsal sabitleyici veya sabitleme vidası ile sabitlenir. Son olarak, adımları aşağıda detaylandırılan ölçüm gerçekleştirilir:

Açıölçer nasıl kullanılır?

Gonyometreyi kullanmak için, eğim açısı ölçülecek nesne, şekil 4'te gösterildiği gibi gonyometrenin levhası ile diski arasına sıkıştırılır. Burada ölçülecek açı fuşya ile işaretlenmiştir.

Şekil 4. Temel açı ölçer ile bir açının nasıl ölçüleceği. kaynak: F. Zapata.

Okuyucuya yol göstermesi için görselin üzerine yeşil ve mavi paralellikler çizilmiştir. Fuşya açısı, tepe noktası ile sarı açının tersidir. Köşe boyunca zıt açılarınız olduğunda, bunlar aynı şeyi ölçerler.

Sarı renkteki açı, paralel olan yeşil ve mavi çizgiler arasında olduğundan turuncu ile aynıdır. Buna ikna olduktan sonra, okuma, sayfadaki gösterge gözlemlenerek derhal yapılır.

Ölçülecek parçanın açısı dar bir açıdır ve okuma soldan sağa yapılır. Büyütülmüş görüntüde 48º okuyorlar.

Şekil 5. Önlemin büyütülmüş görünümü. Kaynak: F. Zapata.

Elbette, bunun için çift ölçek olduğu için okumalar sağdan sola yapılabilir. Bunu bir şekilde yapmak ölçülecek nesneye bağlıdır.

Takdir hatası

Tüm ölçüm aletlerinin, ölçeğin en küçük bölümü olan bir takdiri vardır ve gonyometre ile veya başka herhangi biriyle yapılan herhangi bir ölçüm her zaman hatadan etkilenecektir.

Örneğin, az önce gördüğümüz basit açıölçerde, en küçük bölüm 1º'ye karşılık gelir.

Bu açıölçer ile yapılan bir ölçümde yapılabilecek en büyük hata az çok takdir edilmesidir. Buna göre örneğin okunuşu şu şekilde ifade edilir:

Genel olarak, böyle bir ölçeğin takdiri, iki rastgele okuma seçilerek ve aralarındaki bölümlerin sayısı şu şekilde hesaplanarak hesaplanır:

Hassas açıölçer ile okumalar

Hassas açıölçer bir verniyere sahiptir: hareketli bir diske yerleştirilmiş ve ana ölçeğin altına taşınabilen ikinci bir ölçek. Verniyer, daha ince okumalara izin verir.

Her zaman olduğu gibi, ana ölçekle yapılan ölçüm derece olarak sonuçlanır ve uygunluğa bağlı olarak saat yönünde (soldan sağa) veya saat yönünün tersine (sağdan sola) yapılabilir.

Ana ölçekte okuma, önceki bölümde açıklanan prosedürle gerçekleştirilir. Sürgünün 0'ı bu durumda bir gösterge görevi görür.

Şimdi verniyer ile son okumaya gidiyoruz, bu da bize dakikaları verecek. Her bölüm 5´e (açısal dakika) eşittir ve ayrıca soldan sağa veya sağdan sola okunabilir.

Ölçümü bulmak için, sabit ölçekte herhangi bir çizgiyle en iyi eşleşen verniyer çizgisini seçmelisiniz ve bu, tam okumaya sahip olmak için eklenmesi gereken derece cinsinden kesir olacaktır.

Okuma örneği 1

Örnek olarak, şeklin saat yönünün tersine yapılan okumasına bakalım. Sürgünün 0'ı 64º'yi (yeşil çizgi) gösterir.

Şekil 6. Sağdan sola okuma örneği. Kaynak: F. Zapata.

Şimdi verniyenin ana hatlardan birine en iyi uyan çizgisine bakalım. Şekilde fuşya ile vurgulanmıştır. Verniyer ölçeğinde 30 numaralı bölümle çakışıyor. Dolayısıyla açı ölçülerimiz:

Bu açı ölçerin takdirine gelince, sadece ana ölçeğe değil, aynı zamanda verniyere de bağlıdır. Gonyometreler genellikle her iki yarıda 12 veya 24 bölümlü verniere sahiptir. Örnekteki 12.

Aşağıdaki şekilde hesaplanır:

Bu durumda, en küçük bölüm 1º = 60 ´ ve bölümler 12'dir:

Bu nedenle okuma şu şekilde rapor edilir:

Okuma örneği 2

Şimdi saat yönünde bir okumayı deneyelim.

Şekil 7. Soldan sağa alınan gonyometre okuması. Kaynak: F. Zapata.

Sürgünün 0'ı 42º (turuncu renk) ile çakışırken, verniyenin ana ölçekteki bölümlerden herhangi biri ile en iyi örtüşen bölümü (turkuaz mavisi renk) 20'ye karşılık gelir. Bu nedenle ölçülen açı:

Okuyucu, hiçbir bölüm tam olarak eşleşmezse ne olacağını merak edebilir. Sürgünün 0'ı iki ana bölümün ortasında olduğunda, 0'a en yakın bölüm derece okuma olarak alınır. Ölçümün geri kalanı daha önce açıklandığı gibi yapılır

En uygun bölümleri seçmek her zaman ölçümü yapan kişiye bağlıdır. Aynı ölçümü alan iki kişi aynı fikirde olmayabilir, ancak neredeyse her zaman hassas ölçümde.

Açı ölçer türleri

Evrensel Gonyometre

Birden fazla tasarım var. Şekil 8'de gösterilen, dereceli bir yarım daire ile birlikte dönen iki döndürülmüş metal veya plastik cetvelden oluşur. Açısı ölçülecek nesne, cetvellerin arasına yerleştirilir ve dereceli yarım daireden okunur.

Gösterilen açıölçer, eklem hareketinin aralığını veya bir eklemin doğal konumundan maksimum hareketine kadar gittiği mesafeyi belirlemek için yaygın olarak kullanılır.

Şekil 8. Eklemlerin hareket kabiliyetini ölçmek için tıpta kullanılanların gonyometresi. Kaynak: Wikimedia Commons. Kaynak: Voxymoron

Electrogoniometers

Ölçülecek açıyı elektriksel bir dürtüye dönüştüren bir alettir. Eklemlerin hareket açıklığını ölçmek için yaygın olarak kullanılır.

Kabarcık açıölçer

Adından da anlaşılacağı gibi, genellikle kollardan birinin ucunda bulunan bir tesviye balonuna sahiptir. Birçok ölçümün bu kolu yatay ile hizalaması gerektiğinden, bu daha güvenilir okumalara izin verir.

Referanslar

1. Calduch, E. Laboratuvar Uygulamaları. Üretim Süreci Mühendisliği. Catalunya Üniversitesi. 20-22.
2. O nasıl çalışır. Bir açı ölçer nasıl çalışır? Como-funciona.co adresinden kurtarıldı.
3. Díaz del Castillo, F. Boyutsal Metroloji. UNAM. Cuautitlán Yüksek Araştırmalar Fakültesi. Olimpia.cuautitlan2.unam.mx adresinden kurtarıldı.
4. 4) Encyclopaedia Britannica. Gönyemetre. Britannica.com'dan kurtarıldı
5. Junta de Andalucía. Metroloji. Kurtarıldı: juntadeandalucia.es.
6. Matematiksel yasalar ve formüller. Açı ölçüm sistemleri. Ingemecanica.com adresinden kurtarıldı.
7. Gönyemetre. Google.com'dan kurtarıldı.