Чем можно измерить угол

Метрология

Методы и средства контроля и измерения углов

Углы и измерение углов

Угловые размеры определяют положение плоскостей, осей, линий, центров отверстий и т. д. Угловые размеры бывают зависимые и назависимые.
Независимые углы не связаны с другими параметрами изделия; зависимые углы определяются основными параметрами изделий, к которым они относятся.

В соответствии с этим классификацию методов измерений углов производят в первую очередь по виду создания известного угла: сравнением с жесткой мерой, сравнением с штриховой мерой (гониометрические методы) и тригонометрическими методами (по значениям линейных размеров).

При сравнении углов с жесткой мерой отклонение измеряемого угла от угла меры определяют по просвету между соответствующими сторонами углов детали и меры, по отклонению показаний прибора линейных размеров, измеряющих несовпадение этих сторон или при контроле «по краске», т.е. по характеру тонкого, слоя краски, перенесенного с одной поверхности на другую.

При косвенных тригонометрических методах определяют линейные размеры сторон прямоугольного треугольника, соответствующего измеряемому углу, и по ним находят синус или тангенс этого угла (координатные измерения). В других случаях (измерение с помощью синусных или тангенсных линеек) воспроизводят прямоугольный треугольник с углом, номинально равным измеряемому, и устанавливая его как накрест лежащий с измеряемым углом, определяют линейные отклонения от параллельности стороны измеряемого угла основанию прямоугольного треугольника.

При всех методах измерений углов должно быть обеспечено измерение угла в плоскости, перпендикулярной к ребру двугранного угла. Перекосы приводят к погрешности измерения.

При наличии наклона плоскости измерения в двух направлениях погрешность измерения угла может быть и положительной и отрицательной. При измерениях малых углов эта погрешность не превысит 1% значения угла при углах наклона плоскости измерения до 8°. Такая же зависимость погрешности измерения угла от углов перекоса получается и в случаях неточного базирования деталей на синусной линейке, несовпадения направления ребра измеряемого угла или оси призмы с осью поворота на гониометрических приборах (при фиксации положения граней по автоколлиматору), при измерениях с помощью уровней и т.п.

Как было показано выше в машиностроении в зависимости от используемых средств и методов различают три основных способа измерения углов :

Сравнительный метод измерения углов с помощью жестких угловых мер. При этом измерении определяется отклонение измеряемого угла от угла меры.

Абсолютный гониометрический метод измерения углов, при котором измеряемый угол определяется непосредственно по угломерной шкале прибора.

Косвенный тригонометрический метод: угол определяется расчетным путем по результатам измерения линейных размеров (катетов, гипотенузы), связанных с измеряемым углом тригонометрической функцией (синусом или тангенсом).

Сравнительный метод измерения углов обычно сочетается с косвенным тригонометрическим методом, последним определяется разница сравниваемых углов в линейных величинах на определенной длине стороны угла.

Угловые призматические меры и угольники

Угловые призматические меры служат для хранения и передачи единицы плоского угла. Их применяют для проверки шаблонов и угловых размеров различных изделий; для градиуровки угломерных приборов, а также для непосредственных измерений.
Угловые меры, предназначенные для проверки угломерных приборов и рабочих мер, называют образцовыми.

Контроль углов угольниками осуществляют, оценивая просвет между угольником и контролируемой деталью на глаз, или сравнивают с образцовой щелью, созданной с помощью концевых мер длины и лекальной линейки.
При использовании крупных угольников просвет оценивают с помощью щупов.
Погрешность проверки углов угольником зависит от погрешности самого угольника, длины сторон угла, по которой производится проверка, и других факторов.

Угломеры с нониусами

Угломеры с нониусами применяют для измерения профиля угла на деталях контактным методом с отсчетом по угловому нониусу с точностью 2‘ и 5‘. Состоит угломер из круглого угломерного диска, скрепленного с корпусом зажимной гайкой. На основании смонтированы установочная планка и нониус с нанесенными 30 делениями с двух сторон от нулевого штриха; каждое деление соответствует 2 мин.
Линейка с лицевой стороны имеет продольный ласточкообразный паз, по которому перемешается (в процессе установки линейки на угол) хвостовик прижима.

При измерении угломер накладывают на проверяемую плоскость детали так, чтобы линейка и рабочая плоскость корпуса были совмещены со сторонами измеряемого угла. Целое число градусов отсчитывают по шкале диска до нулевого деления (штриха) нониуса. Затем определяют деление нониуса, совпадающего с делениями основной шкалы (диска).
После этого определяют по нониусу сколько минут и градусов совпадают с делениями нониуса.

Оптический угломер

В корпусе оптического угломера закреплен стеклянный диск со шкалой, имеющей деления в градусах и минутах. Цена малых делений 10 ‘. С корпусом жестко скреплена основная (неподвижная) линейка. На диске смонтированы лупа, рычаг и укреплена подвижная линейка.
Под лупой параллельно стеклянному диску расположена небольшая стеклянная пластинка, на которой нанесен указатель, ясно видимый через окуляр. Линейку можно перемещать в продольном направлении и с помощью рычага закреплять в нужном положении.

Во время поворота линейки в ту или другую сторону будет вращаться в том же направлении диск и лупа. Таким образом, определенному положению линейки будет соответствовать вполне определенное положение диска и лупы. После закрепления линеек зажимным кольцом через лупу отсчитывают показания угломера.
Оптическим угломером можно измерять углы от 0 до 180°. Допускаемые погрешности показания оптического угломера ±5‘.

Индикаторный угломер

В индикаторном угломере обычная шкала и нониус заменены индикаторным циферблатом. Отсчет угловых размеров производится по показаниям стрелки на большой шкале через 10°. Цена деления 5‘, предел измерения угломера 0…360°.

Портативный оптический угломер-шаблон

Портативный оптический угломер-шаблон предназначен для проверки профиля резцов. Он состоит из стандартной восьмикратной лупы, неподвижно закрепленной на прозрачном диске из органического стекла. Вокруг оси, запрессованной в этот диск, свободно поворачивается стальной диск, по периметру которого с высокой точностью выполнены шаблоны наиболее часто встречающихся в практике углов, радиусов и кривых. Нужный профиль шаблона накладывают на затачиваемый резец и под лупой проверяют точность доводки.
Прибор отличается точностью и удобством, так как им можно пользоваться непосредственно на рабочем месте.

Источник

Средства для измерения углов

Из Википедии — свободной энциклопедии

Средства для измерения углов

Углы изделий измеряют тремя основными методами:

Для хранения и передачи единицы плоского угла, градуировки угломерных приборов, а также для непосредственных измерений служат угловые призматические меры. Они выпускаются в виде наборов плиток толщиной 5 мм с градацией 2 градуса, 1 градус, 1’, 15’’. Набор состоит из 93 плиток с номинальными углами до 90 градусов. Угловые меры изготавливают трех классов точности: 0, 1, 2.

Для проверки и разметки прямых углов, для контроля изделий при сборке или монтаже и т.д. предназначены угольники поверочные.

Для проверки углов конусов служат калибры-втулки (для проверки наружных конусов) и калибры-скобы (для контроля внутренних конических поверхностей).

При абсолютных измерениях величина угла определяется непосредственно в угловых единицах с помощью угломеров, делительных головок, микроскопов и других приборов. Наибольшее распространение получили нониусные угломеры, которые выпускаются двух типов: УН — для измерения наружных и внутренних углов и УМ — для измерения наружных углов. Наружными называются углы 0 – 180 градусов, внутренними — углы больше 180 градусов. Устройство нониуса универсального угломера принципиально ничем не отличается от устройства нониуса штангенинструментов.

Для контроля горизонтальности и вертикальности плоских и цилиндрических поверхностей, а также для оценки углов отклонений реальных поверхностей деталей от заданных применяются различного рода уровни.

Источник

Приборы и инструменты для измерения углов

В разное время каждый из нас знакомится с геометрическими, географическими и геодезическими инструментами для измерения углов. Нахождение углов осуществляется при выполнении полевых геодезических, маркшейдерских, изыскательских работ и камеральной обработке измерений.

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.

Пространственные измерения углов

Для получения пространственного положения точек местности и отображения их на плоскости в геодезии применяются способы измерения расстояний и углов между ними с помощью различных геодезических приборов.

Качественной характеристикой геодезических и маркшейдерских измерений считается точность их выполнения, которая зависит от многих факторов и аспектов. Одним из них являются средства измерения. Существует своеобразный инженерный подход для выбора соответствующего инструмента требуемой точности работ. Так что все приборы измеряющие углы можно разделить по точности исполнения измерений.

Буссоль и эклиметр

Эти два приспособления могут использоваться в одном виде работ, называемом буссольная съемка (ход). Она применяется в местности, где нет возможности применять теодолитные ходы, тахеометрические съемки. Особую ценность при съемках крутых, круто наклонных и наклонных горных выработок в рудниках имеет подвесная буссоль, используемая до настоящего времени.

Буссолью измеряют магнитные азимуты всех сторон хода, по разности которых можно определить горизонтальные углы. На планах графическим способом выстраивают линии буссольного хода с применением транспортира при откладывании азимутов (или горизонтальных углов) и с использованием поперечного масштаба и циркуля при построении длин линий хода. При прокладывании буссольного хода для получения вертикальных углов между точками используют подвесной эклиметр.

Он представляет собой металлический полукруг со шкалой и отвесом, крепящимся в его центре. При подвешивании полукруга на натянутые между точками хода шнуры берут отсчеты по отвесной линии, проходящей через шкалу эклиметра. Эти отсчеты соответствуют значениям вертикальных углов линий буссольного хода, которые необходимы для определения горизонтальных проложений этих сторон.

Угломеры

Следующим прибором, служащим для измерения углов, применяющимся в маркшейдерском производстве, безусловно, считается угломер горный. Этот инструмент используется для определения линии и формы очистного забоя в подземных горных выработках угольных шахт. Развитие и применение таких приборов проходило на протяжении практически всего советского периода страны, последний из них У-60 выпускался со специальными визирными марками.

Точность измерения углов такими приборами относительно не высокая, но вполне достаточная для тех работ, которые выполняются с их помощью. Зависит она в первую очередь от точности снятия отсчетов и цены деления механической части шкалы, а именно: отсчетного устройства лимба с дополнительными шкалами (нониус, верньер).

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:

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:

Инклинометры

Интересный прибор, связанный с измерительным процессом определения пространственного положения в точках недоступных для измерений другими возможными способами. С его помощью определяют угол наклона (вертикальный угол) и азимут линии в заданном направлении в конкретной точке (точки съемки), например при бурении скважин.

Принципы действия в настоящее время в таких приборах разнообразны. В основе использования простейшего устройства инклинометра ИК-2 стоят три чувствительных элемента, позволяющие определять пространственное положение:

И один элемент в этом приборе позволяет фиксировать азимут и угол наклона, называемый переключающим механизмом.

Не вдаваясь в технические особенности всевозможных видов инклинометров, они в любом случае состоят из двух частей:

Свое применение инклинометры находят в различных отраслях. Они используются при измерениях в глубинных скважинах во время геологической разведки месторождений полезных ископаемых. Были задействованы при установлении и определении положения «скользящей» опалубки на больших высотах при выполнении целого комплекса геодезического обслуживания во время возведения самого высотного небоскреба Бурдж Дубай высотой 828 метра. Так на первых ста пятидесяти шести этажах железобетонной качающейся конструкции башни для измерения ее пространственного положения было установлено восемь двухосевых электронных датчиков инклинометров Leica NIVEL 210. Эти датчики позволили выполнить измерения наклона в двух перпендикулярных осях с точностью 0,2 секунды.

Источник

Угломер: разновидности инструмента, как его выбрать и как пользоваться

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:

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.

Оглавление

Угломер с нониусом относится к механическому типу измерительных приборов, которые служат для измерения геометрических углов в различных деталях и конструкция. Его даже можно применять для работы с удаленными объектам, используя оптический метод, если есть возможность зафиксировать его в точном положении. Результаты показываются в градусах, а благодаря дополнительной шкале и более точные показания. Отличительной чертой данного прибора является наличие шкалы нониуса, которая прикреплена к прибору на специально удлиненной линейке. Благодаря ей можно измерять все с точность до десятых долей градусов. Таким образом, данный тип может использоваться в более широкой сфере, где требуется большая точность получаемых данных.

фото:угломер с нониусом

Основой для получений измерений становится линейчато-круговая шкала и сам нониус, расположенный на линейке под нею. Электронных приборов такого типа не бывает. Угломер с нониусом 4УМ, который относится стандартным моделям и является одним из самых распространенных в применении, может работать в диапазоне от 0 до 180 градусов. Эта модель соответствует ГОСТ 5378-88. Чаще всего он находит применение в промышленной сфере, где идет работа с изготовлением деталей, их ремонтом, проверкой и прочими операциями.

В качестве преимуществ стоит отметить повышение класса точности прибора. Использование нониуса дает возможность работать с десятыми долями, что во многих сферах оказывается очень полезным, так что среди специалистов именно он пользуется наибольшим спросом. Как и многие другие механические измерительные приборы, угломер с нониусом является долговечным устройством, у которого нет определенного срока использования. В качествен недостатков можно выделить особые условия хранения и сложность в ремонте, так как тут нет легко заменяемых деталей. Если сравнивать с электронными версиями, то эта может выглядеть устаревшей, хотя и активно используется в наше время.

Разновидности и особенности конструкции

Существует несколько моделей механических измерительных приоров с нониусом. Практически все они выполняются из металла. Принцип изменения у них одинаков и отличия состоят только в размере, разметке шкалы и некоторых особенностях дизайна. Как правило, шкала выполняется в виде транспортира, не обязательно правильной формы. К ее средине прикреплена металлическая линейка, которая и контролирует угол наклона и показатели измеряемой величины. Возле той части, где линейка проходит рядом со школой прибора, на ее поверхности расположена шкала с нониусом.

Читать также: Ремонт ствола перфоратора макита 2450

фото:устройство угломера с нониусом

Таким образом, угломер с нониусом ГОСТ 5378 88 зачастую имеет один и тот же класс точности. Но рабочий диапазон шкалы далеко не всегда одинаков. К примеру, если все типы работают в диапазоне от 0 до 180 градусов, и немного отличаются только лишь величиной погрешности, то «Тип 2» или модель 1005 имеет показатели от 0 до 360 градусов наружных измерений и 40-180 внутренних. Зачастую это относительно небольшие по размеру устройства, легкие в переноске и эксплуатации. Важной особенностью наличия металлической линейки является возможность наносить разметку под заданным углом прямо на поверхность измеряемой вещи. Благодаря тому, что изделие делается из металла, даже при длительном использовании линейка не портится.

фото:угломер с нониусом 2УМ

фото:угломер с нониусом 4УМ

Технические характеристики

Внутренних 40-180 º

Из этого следует угломер с нониусом типа 4 является одним из самых простых и менее точных. В тот же время он наиболее дешевый из всей линейки. Угломер с нониусом Тип 2 – один из самых точных. Он имеет более сложную конструкцию и дополнительный опор. Все они делаются из инструментальной стали, что обеспечивает им длительный срок службы и надежность эксплуатации.

Как пользоваться угломером с нониусом – принцип проведения работы

Механический угломер с нониусом является самым привычным инструментом в работе специалиста. Сразу стоит отметить, что с него можно снимать показания, как с учетом дополнительной шкалы, так и без нее. Разница будет лишь в точности. Первый способ намного проще и если вы ранее не пользовались таким прибором ранее, то следует уделить, для начала, внимание именно этому варианту. Показания можно снимать с любой поверхности, причем работать даже с внешними углами, а не только с внутренними, если это позволяет особенность модели.

Первую очередь следует убедиться в том, что прибор четко зафиксирован на нуле и линейка не имеет люфта. Если она слишком легко ходит и немного сползает, то при измерении могут возникнуть проблемы и лучше заменить такой прибор на исправный. Нижняя горизонтальная плоскость служит условной точкой отсчета, так что ее требуется точно расположить вдоль той горизонтали, которая вам нужна. В некоторых моделях имеется дополнительный упор для этого. После этого можно поворачивать линейку до нужной вам точки, что и покажет, сколько градусов в том или ином угле. Ненадежно закрепленная линейка может и подойдет для измерения, но для разметки ее уже нельзя использовать.

Второй способ как пользоваться угломером с нониусом предполагает использование и дополнительной шкалы. Как только вы зафиксировали показание, то следует остановить линейке и просчитать деления на нониусе. Расчет ведется от первой линии, которая является нулевой, до той, которая совпадает с линией показания измеренного угла. Таким образом, если прибор показал угол в 36 градусов и этой отметке соответствует пятая черта нониуса, то точное показание будет 36,4 градуса.

Читать также: Из чего делают провода и кабели

Классификация видов

Существует несколько классификаций угломеров. Среди них наиболее значимы следующие:

По сфере использования различают следующие типы устройств:

По виду измеряемых углов приборы делятся на

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

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:

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.

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.

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:

Сфера использования

Сфера применения угломеров- это практически все области деятельности человека. Они требуются везде, где проводится проектирование изделий, построение их чертежей и разметка заготовок. Угловые измерения проводятся в таких отраслях, как:

Угломер используют в разных сферах, в том числе и в строительстве
Углы окружают человека повсюду- повсюду он пользуется и угломерами.

Источник