Приборы и инструменты для измерения углов

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.

Теодолиты и тахеометры

Наиболее широко используемыми инструментами для измерения горизонтальных и вертикальных углов в современной геодезии и маркшейдерии являются теодолиты. Основным критерием, по которому разделяют теодолиты на разные типы, считается точность измерений. Из них можно выделить:

• высокоточные приборы Т-1 (ТБ-1), Т-05, с точностью измерений соответственно 1,0 и 0,5 секунд;
• точные приборы Т-2 и Т-5, по точности угловых измерений соответственно 2 и 5 секунд;
• инструменты технической точности серий Т-15, Т-30, с измерениями углов точностью 15 и 30 секунд соответственно.

Числовые величины в маркировках современных теодолитов соответствуют значению, с девяноста пяти процентной вероятностью, среднеквадратической погрешности измерения угла.

Известно, что для определения пространственного положения точек используются измерения углов в вертикальной плоскости или как их называют вертикальных углов. Для этого в угломерах, теодолитах конструктивно устроен вертикальный круг измерений. В последние десятилетия технические усовершенствования и технологическое развитие сказалось и на новых устройствах теодолитов. Появились новые модификации и в зависимости от назначения этих устройств выделяют:

• оптические теодолиты маркшейдерские;
• гироскопические теодолиты;
• фототеодолиты;
• электронные теодолиты;
• электронные тахеометры.

История появления

Угломер придумали много столетий тому назад. Специалисты утверждают, что этим приспособлением впервые начали пользоваться в Вавилоне и Египте. Потому что строительство огромных и невероятно красивых построек совершенно невозможно без использования угломерного приспособления.

За долгий период существования его конструкция не претерпела существенных изменений. Современные устройства обладают практически таким же внешним видом. Отличие от древних приспособлений заключается лишь в материале, из которого они сделаны. Конечно, область использования у современного инструмента гораздо обширнее.

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:

1. Установить направляющую рейку в нужном направлении на плоскости. Выровнять нониус на значении нуля. Зафиксировать значение с помощью упора.
2. 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:

1. Приложить инструмент базовой стороной к измеряемой поверхности.
2. Отвести подвижную пластину ко второй плоскости, добиться плотного касания без зазоров.
3. 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.

Угломер: разновидности и особенности их конструкций

Все угломеры, которые так или иначе используются в современном мире, можно разделить по назначению на семь видов. Каждый из них имеет свою, сугубо индивидуальную специализацию и, соответственно, особую конструкцию.

• Угломер строительный. Применяется для производства монтажных, разметочных или проектных работ. Они могут различаться по габаритам и способу измерения углов – для проведения так называемых полевых работ, связанных с разметкой местности и закладкой фундамента, в большинстве случаев используется инженерный угломер под названием «тахеометр» (это разновидность оптических устройств), а для монтажа небольших конструкций применяется реечное устройство с измерительной шкалой. Основным отличием строительного угломера является длина обеих измерительных реек – как правило, она составляет не менее 0,5м.

  Угломер строительный фото

• Слесарный угломер – его используют для производства тонких работ, отличающихся высокой точностью.
• Плотницкий угломер. Сугубо приблизительное устройство, предназначенное для работы с деревом.
• Горный угломер – используется маркшейдерами для измерения углов между удаленными на большое расстояние предметами на местности.
• Астрономический угломер – его название говорит само за себя. Его точность остается вне конкуренции.
• Мореходный угломер – используется для определения широты на морских и океанических просторах.
• Артиллерийский угломер – монтируется на оружие и позволяет производить его точное наведение на цель.

И это только основные виды угломера, наиболее часто встречающиеся в нашем мире. Кроме них существует и масса других, менее используемых, но в тоже время незаменимых в своей области подобных приборов.

Виды угломера

Где и когда нужно пользоваться инструментом

Свое применение этот измерительный инструмент нашел в разных сферах, но самым популярным направлением, где без угломера обойтись никак нельзя — это строительство. Не меньшей популярностью пользуется угломер среди плотников, столяров и монтажников. Когда нужно выставить прямой угол, то мастер пользуется угольником. Если же необходимо соединить детали под другим углом (больше или меньше 90 градусов), тогда понадобится воспользоваться угольником.

Это интересно!Угольник применяется не только для выставления нужного угла, при котором будут соединяться детали или сооружаться конструкции, но еще и с целью проверки соответствия указанному значению. Именно поэтому прибором пользуются не только строители, но и специалисты во время проведения проверочных работ.

Одним из самых простейших примеров применения угломера в быту — когда самостоятельно выполняется оштукатуривание оконных откосов. Если боковые откосы имеют не прямой угол, тогда для идентичности двух стенок, понадобится воспользоваться угломером. Кроме строительства, применяются инструменты в следующих сферах:

• Геометрия
• Астрономия
• Военное направление
• Мореходка
• Сварочные работы

В зависимости от сферы использования, были разработаны соответствующие виды угломеров, о чем подробно узнаем далее.

Другие угломеры

Разумеется, угломерная техника не ограничивается той, которая перечислена выше. На самом деле измерительный инструмент этого класса имеет древнюю историю. Еще финикийские моряки применяли секстанты, древнейшие угломерные инструменты. Кроме, секстантов у мореплавателей в ходу и такой прибор, как морской мореходной октант, в качестве измерительной шкалы в нем установлена шкала, которая охватывает всего 45 градусов. Но этого достаточно, чтобы вести наблюдение за звездами и тем самым определить свое местоположение в пространстве. Использование шкалы нониуса позволяет выполнять более точные расчеты.

При проведении строительных работ широко применяют уклономер транспортир. С его помощью измеряют расположение строительных конструкций в пространстве и относительно друг друга

При производстве мебельных работ также важно соблюдать определенные углы, например, между стенками шкафа или тумбочки

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.

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.

Измерения углов на плоскости

Наверное, самым первым знакомством из так называемых камеральных инструментов у каждого из нас было знакомство с транспортиром. На профессиональном уровне металлический геодезический транспортир с поперечным масштабом использовался в маркшейдерских отделах шахт и карьеров при выполнении камеральных, проектных и подготовительных работ. С его помощью графическим способом определяют горизонтальные углы и откладывают дирекционные углы при проектировании горных выработок, подготовительных работах для задания им направления на планшетах и планах.

Следующим, применяемым в камеральных условиях геодезическим инструментом можно считать тахеограф. Его используют при графическом оформлении результатов тахеометрической съемки. Он представляет единую конструкцию из круга с градусной шкалой и линейки. С его помощью по дуге вдоль конструкции круга отмечаются значения горизонтальных углов съемочных точек, перенесенных из журнала полевых работ. А расстояния до точек съемки откладывают по линейке в соответствующем масштабе составления плана.

Виды по отраслям

Измерение угла требуется в самых разных отраслях – строительство, плотницкое и столярное дело, горные и геодезические работы, мореходство. С внедрением компьютерных технологий на сложных производствах и в военной технике угломеры заменены сложными встроенными приборами. Принцип работы у них схож, ручное устройство применяется только при необходимости.

Строительный

Самая распространенная разновидность угломера.

Представляет собой две состыкованные линейки длиной от 30 до 100 см, между которыми находится механическая или электронная шкала.

Подходит для измерения угла между:

• стропилами;
• стенами;
• вертикальными и горизонтальными строительными конструкциями.

Имеет высокую точность, погрешность может составлять не более 1 градуса. Для профессиональной работы инструмент должен быть эргономичным, весить не более 1,5 кг.

Слесарный

Компактное приспособление для точного измерения и с возможностью вариативной регулировки. Позволяет вымерять детали, которые затем будут использоваться во вращательных механизмах. Отклонения по градусам минимальны, при взаимодействии с таким угломером требуется навык работы.

Плотницкий

Представляет собой две направляющие линейки, связанные между собой вращающимся механизмом с делением.

Применяются в деревообработке для измерения угла между элементами конструкции.

Измерения не всегда точные, прибор может иметь люфт между механизмами регулировки. Стоимость на плотницкие угломеры ниже других, такой инструмент часто используется для бытовых нужд.

Горный

В конструкции прибора есть шкала с градусами, а также оптическое устройство для настройки. Применяется для измерения вертикальных и горизонтальных углов в пространстве, например, в шахтах или горных выработках. Имеет погрешность в работе, горный угломер редко используется на практике в связи с доступностью высокоточного оборудования для этой цели.

Астрономический

Сложный в устройстве прибор, состоящий из нескольких шкал и оптических элементов. Вариативен в настройке, обладает высокой точностью измерения.

Позволяет оценить угол между поверхностью земли и конкретными точками на небосводе.

Применяется для расчета траектории движения небесных тел, их размера и скорости перемещения. Почти все механические телескопы имеют встроенный угломер, позволяющий исследовать и отдаленные объекты на небе.

Мореходный или навигационный

Из-за активного развития спутниковых технологий на практике применяется только при экстренной необходимости, например, при отказе электроники на судне. Выглядит, как треугольная конструкция с плавающим механизмом для регулировки и настройки. Угломер этого вида предназначен для определения географической широты и долготы конкретной точки. Для работы требуется наличие специальных таблиц, так как в принципе действия лежит знание о том, что небесное светило в определенное время находится над горизонтом под конкретным углом.

Артиллерийский

Устанавливается на военное оборудование, например, артиллерийские пушки для корректировки точности залпового огня. Позволяет с точностью до нескольких метров определить направление и дальность выстрела. Изначально использовалась только механическая шкала, в современных приборах она заменена на электронную или оптическую конструкцию.

Малки «Зубр»

Таким образом, обе описанные выше марки, имеющие классическую конструкцию, оценены потребителями как вполне достойные. Однако иногда инструмент этого типа необходим для выполнения самых простых работ. В этом случае обычно используется особая разновидность угломеров — малки. Их основной отличительной особенностью является простота конструкции.

Для выполнения такой работы, как измерение углов квартиры при монтаже плинтусов, часто используются, к примеру, довольно-таки популярные у потребителей угломеры механические «Зубр». Состоят они всего из двух элементов — металлической планки и подвижно закрепленной на ней линейки со шкалой.

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:

1. Строительные. Рассчитаны на большие расстояния. Применяются для разметки объектов и во время монтажа, чтобы закрепить конструкции правильно.
2. Плотницкие. Оперируют сантиметрами, дециметрами. Используются для разметки деталей из дерева и других материалов.
3. Навигационные. Определяют направление на небесные светила, используются для вычисления географических координат точки наблюдения.
4. Слесарные. Отличаются от плотницких повышенной точностью, работают с металлическими заготовками и конструкциями.
5. Учебные. Применяются учащимися при изучении начальной и начертательной геометрии.
6. Артиллерийские. До конца XX века использовались для наводки орудий. В настоящее время вытесняются электронными системами наведения.
7. 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.

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.

1. 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
2. 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
3. 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
4. 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
5. 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
6. 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
7. 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
8. Артиллерийский или военный — служит для того, чтобы установить артиллерийское орудие, а также откорректировать залповый огонь. Сегодня также приборы практически не используются
9. 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.