Угломер — инструмент для измерения углов¶
Угломер — измерительный инструмент (прибор), предназначенный для определения величины углов между линиями, плоскостями или поверхностями объектов. Термин происходит от слов «угол» и «мерить»; на английском языке инструмент называется angle meter или goniometer. Угломеры применяются в строительстве, геодезии, металлообработке, деревообработке, радиолюбительстве и научных исследованиях. Широко распространённый в кроссвордах ответ на определение «инструмент для измерения углов» (8 букв) — именно УГЛОМЕР.
¶История
Простейшие приспособления для измерения углов известны с античности: египетские и вавилонские строители использовали прямоугольные рамки и отвесы для контроля прямых углов. В Древней Греции для астрономических измерений применялись астролябии и диоптры — прообразы современных теодолитов. В XVI–XVII веках с развитием мореплавания и картографии появились угломерные инструменты с градусной шкалой — квадранты и октанты. В XIX веке, с индустриализацией металлообработки, возникла потребность в компактных ручных угломерах для контроля деталей, что привело к созданию транспортиров, угольников со встроенными измерительными шкалами и специализированных механических угломеров. В XX веке появились электронные (цифровые) угломеры с жидкокристаллическими дисплеями и точностью до сотых долей градуса.
¶Классификация
По принципу действия и конструкции угломеры подразделяются на несколько основных групп:
| Тип | Принцип работы | Точность |
|---|---|---|
| Транспортир | Линейная шкала с делениями, поворотная стрелка | 0,5–1° |
| Угломер механический | Две измерительные линейки с биметаллической или лимбовой шкалой | 0,1–0,5° |
| Угломер электронный (цифровой) | Датчик угла (энкодер), ЖК-дисплей | 0,01–0,1° |
| Гониометр (лабораторный) | Делительный круг с микрометрической подачей | угловые минуты и секунды |
| Угломер оптический | Зрительная труба с лимбом | угловые секунды |
| Сканирующий 3D-угломер | Лазерное сканирование и вычисление углов по облаку точек | доли градуса |
По назначению различают угломеры бытовые (для строительства и столярных работ), промышленные (контроль механических деталей), геодезические (в составе теодолитов и тахеометров) и научные (лабораторные гониометры для кристаллографии и оптики).
¶Устройство и принцип работы
¶Механический угломер
Классический механический угломер состоит из двух соединённых в шарнире измерительных линеек, лимба с градусной шкалой и стрелки (указателя). При прикладывании линеек к измеряемым поверхностям стрелка показывает угол между ними на шкале лимба. Некоторые модели снабжены фиксатором и лупой для более точного отсчёта.
¶Электронный угломер
Цифровой угломер содержит два корпусных элемента, соединённых поворотной осью с встроенным инкрементальным энкодером. Электронный блок вычисляет угол поворота и выводит значение на ЖК-дисплей с разрешением, как правило, 0,1° или 0,01°. Питание — от сменной батарейки. Многие модели имеют функции обнуления (tare), удержания показаний (hold) и перевода в радианы.
¶Гониометр
Лабораторный гониометр представляет собой массивное основание с делительным кругом, микрометрическими винтами и, в оптических моделях, зрительной трубой. Применяется для измерения углов между гранями кристаллов, оптических плоскостей и нормалей к поверхностям. Точность лабораторных гониометров достигает угловых секунд.
¶Применение
В строительстве угломеры используются для контроля углов наклона кровель, лестничных маршей, перекрытий и элементов опалубки. Строительные уровни со встроенным электронным угломером позволяют задавать уклоны с точностью до 0,1°.
В геодезии измерение горизонтальных и вертикальных углов выполняется теодолитами и тахеометрами — приборами, объединяющими угломерный лимб с оптической системой и электронным вычислителем.
В металлообработке и машиностроении угломеры применяются для проверки углов заточки резцов и свёрл, сварных швов, наклона рабочих органов станков. Существуют специализированные заточные угломеры с присосками и магнитными держателями.
В радиолюбительстве измерение угла установки антенн (азимута и угла места) выполняется электронными угломерами или гироскопическими датчиками.
В научных исследованиях лабораторные гониометры применяются в кристаллографии, рентгеноструктурном анализе, измерении оптических констант материалов.
¶Точность и метрологическое обеспечение
Поверка и калибровка угломеров в Российской Федерации выполняется в соответствии с требованиями стандартов и метрологических регламентов. Основные характеристики, нормируемые при поверке: предел основной погрешности, ценность деления шкалы, повторяемость показаний. Для электронных моделей дополнительно проверяется стабильность показаний при изменении температуры и напряжения питания.
¶Интересные факты
- Транспортир впервые описан в трудах немецкого математика Йоста Бюрги в конце XVI века; изначально он использовался астрономами.
- Самые точные промышленные угломеры на основе лазерных интерферометров достигают погрешности менее 0,001°.
- В кроссвордной традиции слово «угломер» является стандартным ответом на определения «инструмент для измерения углов», «прибор для измерения углов» и «измеряет углы» при условии перекрёстного соответствия 8 букв.
¶Источники
- ГОСТ 8.061-80. Государственная система обеспечения единства измерений. Приборы измерительные. Методы поверки.
- ГОСТ 23725-79. Приборы измерительные. Общие технические условия.
- Справочник: Геодезические приборы / под ред. В. А. Казакова. — М.: Недра.
- Большая советская энциклопедия, статья «Угломер».
- Русско-английский технический словарь: измерительные инструменты.