Содержание

Какой инструмент применяют для измерения углов?

Угломер. Виды и типы. Устройство и работа. Применение и как выбрать

Угломер – это точный прибор, предназначенный для измерения углов между двумя поверхностями или их наклона относительно горизонта. Получаемые результаты выражаются в градусах. Угломеры имеют схожую конструкцию со строительным или столярным уголком, но они могут показывать не только угол в 90 градусов, но и регулироваться.

Простейшая конструкция угломера

Конструкция угломера в самом простом виде состоит из двух пластин (линеек). Они закрепляются вместе с одной стороны, фиксируясь с помощью оси, позволяющей менять угол между ними. На поверхности инструмента имеется шкала, выраженная в градусах. Она может быть линейчатой или скругленной. Существуют как полностью подвижные угломеры, так и с фиксированными измерениями. Последние используются в тех случаях, когда требуется только измерение самых важных углов – 90, 45 и 30 градусов. Такой инструмент больше относится к категории шаблонов.

В каких отраслях используется угломер

Этот прибор широко используется в строительстве. Его применяют столяры, плотники и монтажники. С его помощью можно выставить плоскости идеально ровно перед их закреплением. Подавляющее большинство предметов, которые используются в быту, и на промышленных объектах, имеют углы по 90 градусов. Это установленный международный стандарт, который обеспечивает максимальное удобство. Кроме этого, несоблюдение угла 90 градусов в строительстве вертикальных элементов увеличивает нагрузку на конструкцию.

Например: Благодаря тому, что углы зданий вымеряются точно, то при установке угловой ванны, под стеной не образуется зазор и при развешивании шкафчиков и полок все выглядит ровно. Существует еще тысячи примеров, которые позволяют визуализировать пользу точного соблюдения углов. Применение угломеров позволяет обеспечить точную передачу параметров отображенных на чертеже на реальный объект.

Также угломеры используется при построении маршрутов, в военном деле, геометрии и астрономии. В связи с востребованностью этого инструмента, его конструкция была адаптирована под различные цели измерения.

Угломеры можно разделить на виды:

Строительный.
Слесарный.
Плотницкий.
Горный.
Астрономический.
Мореходный.
Артиллерийский.

Строительный угломер является самым распространенным. Он применяется для контроля уровня стен, фундамента и других конструкций. Такие устройства являются довольно габаритными. Длина каждой измерительной части обычно составляет не менее 50 см.

Слесарные имеют высокую точность. Они довольно компактные, при этом имеют довольно чувствительную регулировку, позволяющую проводить измерения с отображением долей градуса. Это необходимо, поскольку малейшие отклонения от нормы недопустимы. С такими угломерами можно спокойно вымерять параметры деталей, которые будут использоваться во вращательных механизмах.

Плотницкий угломер (малка) отличаются низкой точностью измерения. Они используются в деревообработке, когда точное соблюдение углов и долей градусов не имеет никакого значения. Такой инструмент относится к низкой ценовой категории. Зачастую механизмы регулировки имеют люфт, что также приводит к погрешности. Несмотря на это, подобная разновидность угломеров вполне приемлема для выполнения тех целей, для которых она предназначена.

Горные в отличие от предыдущих разновидностей данных инструментов не используется для непосредственного контакта с измеряемыми поверхностями. Данный инструмент позволяет визуально определить вертикальные и горизонтальные углы в пространствах шахт и горных выработок. Данное оборудование относится к неточному классу. Сейчас оно практически не используется в связи с появлением более высокоточного электронного оборудования, такого как тахеометры и пр.

Астрономические являются самыми точными. Они применяются для измерения угла между поверхностью земли и точками на небосводе. С их помощью высчитывается траектория движения небесных тел, определяется скорость их перемещения, а также оценивается величина объекта. Такие устройства зачастую интегрированы в телескопы, что расширяет диапазон их измерений, поскольку объектом исследования могут стать не только видимые на небосводе объекты, но и отдаленные звезды и планеты.

Мореходные также называют навигационными. С их помощью осуществляется определение географической широты с использованием специальной таблицы. Данные устройства работают по принципу, что небесное светило (солнце, луна или звезды) в определенный день и время находится над горизонтом под особенным углом, относительно географической широты. Таким образом, используя данный прибор и таблицу, наблюдатель может определить широту, на которой он находится в данный момент.

Это устройство широко использовалось мореходами в прошлом, но с развитием спутниковых технологий, его применение отошло на второй план. Несмотря на это, подобные угломеры имеются на борту многих судов, поскольку в случае отказа электронного оборудования, использование ручного прибора будет единственной возможностью получить точные координаты судна.

Артиллерийский угломер используется для установки артиллерийского орудия и корректировки залпового огня. Применение такого инструмента позволяет осуществлять точное прицеливание и вносить изменения направления выстрела после предварительного пристреливания

Виды угломеров по принципу измерений

По принципу измерений угломеры разделяют на следующие виды:

Механические.
Маятниковые.
Оптические.
Лазерные.
Электронные.

Механический относится к контактным устройствам. Чтобы осуществлять измерение необходимо приложить обе поверхности инструмента к тем объектам, угол между которыми нужно измерить. На устройстве имеется специальная шкала, позволяющая определить, какой угол между сторонами инструмента получен. Поскольку стороны плотно прилегают к измеряемым поверхностям, то соответственно их угол будет также равен шкале.

Маятниковый угломер внешне напоминает стрелочные часы. На круглый циферблат инструмента нанесена разметка соответствующая углам. Стрелка такого угломера всегда стоит идеально вертикально вне зависимости от того насколько выгнут непосредственно сам прибор. Внизу корпуса устройства имеется небольшая линейка. Она прикладывается к поверхности, которую необходимо измерить, после чего нужно посмотреть на показатель образованного угла между отметкой «0» на циферблате и стрелкой. С помощью такого прибора можно измерить уровень наклона одной поверхностей.

Оптический угломер имеет непривычную для этого оборудование форму. Узнать оптические угломеры можно по глазку, выполняющему функцию лупы. Оптические инструменты имеют диапазон измерения 360 градусов. Они являются очень точными, поскольку на шкале нанесено множество отметок не только в градусах, но и в их долях. В связи с этим сложно визуально определить, на какой показатель указывает стрелка. У оптических имеется увеличительная лупа. Благодаря ей гораздо легче посчитать отметки, на которые указывает стрелка на шкале.

Лазерный угломер имеет в своей конструкции два лазерных луча, направляющихся на поверхности, между которыми необходимо измерить угол. Угол между точками измеряется визуально либо с помощью вычислительного электронного элемента, который интегрирован в конструкцию устройства. Такое устройство хорошо работает в ночное время, а также в помещениях. На дневном свете лазерный луч практически незаметен.

Электронные или цифровые угломеры по принципу действия похожи на механические. За тем исключением, что у них имеется циферблат в виде ЖК-дисплея, на который выводится показатель в цифрах. Это очень точное оборудование, позволяющее определять десятые части градусов. Для питания подобного устройства используется обычная пальчиковая батарейка. Такие инструменты используют строители и монтажники.

Как работать контактными угломерами

Угломеры контактного типа являются самыми распространенными и недорогими. Их используют повсеместно. Для проведения измерения необходимо приложить инструмент к углу, который необходимо измерять. Одна линейка угломера прижимается к одной поверхности, а вторая к другой. При необходимости устройство необходимо подкорректировать, увеличив или уменьшив угол между его сторон. Результаты измерения отображаться на механической или электронной шкале. Чтобы данные получились максимально точными, необходимо чтобы поверхности в точках контакта были ровными. Если, к примеру, измеряется угол между полом и стеной, необходимо, чтобы на них не было наслоений в виде прилипших комков строительного раствора или клея. Такая крупинка под одной из линеек нарушит получаемые данные на несколько градусов.

Как выбрать угломер

При выборе следует обратить внимание на материал. Если он изготовлен из очень тонкого металла, то брать подобный инструмент не стоит. Со временем он деформируется, поэтому точность измерений будет нарушена. У более дешевого ассортимента зачастую шкала нанесена краской. В результате со временем краска начинает отслаиваться. После этого определить, на сколько градусов показывает инструмент невозможно.

Стоимость угломера зависит не только от его конструкционных особенностей, но и точности. Чем выше точность, тем меньше люфты на оси настройки, что требует более затратного производства. Для столярного дела или малоэтажного строительства вполне можно обходиться инструментами более низкой категории, но для изготовления ответственных деталей, нужно точное оборудование.

Чем лучше измерить точность угла и наклона: обзор популярных угломеров

Угломеры применяются практически во всех видах строительных и отделочных работ, а также при сооружении различных конструкций из металла, дерева и прочих материалов. Они позволяют с точностью до долей градуса подгонять соединяемые детали или соприкасающиеся поверхности. Чтобы не ошибиться с выбором подходящей модели угломера, желательно ознакомиться с видами данных инструментов и особенностями наиболее популярных образцов.

Виды угломеров

Классификация осуществляется по используемому принципу измерения углов и наклона. Наиболее распространены шесть видов угломеров.

электронные (цифровое) угломеры.

Электронный (цифровой) угломер
лазерные. Удобны при работе на крупногабаритных конструкциях. Состоят из двух закрепленных на рейках источников лазерного излучения, направляемых на нужные точки. В некоторых моделях используется только один лазер. Измерение угла между рейками производится либо визуально по шкале, либо электронно с выводом результата на дисплей;

Лазерный угломер
оптические модели. Определить их можно по наличию оптической системы для наведения на нужную точку в пространстве. Расчет углов производится при повороте на вторую точку. Наиболее распространенные виды оптических угломеров — нивелиры для строительства и тахеометры для геодезии;

Оптический угломер
маятниковые угломеры. Позволяют выявить отклонение от вертикали. Из них самые простые по конструкции — отвесы;

Маятниковый угломер
механические. Для их работы необходим прямой контакт реек с поверхностями, между которыми измеряется угол. Шкалы приборов могут быть как простые, так и нониусом для особо точных измерений;

Механический угломер
угломеры фиксированных углов. Фактически представляют собой шаблоны, состоящие из двух плоскостей с заданным углом между ними.

Угломер фиксированных углов

В последнее время также получили распространение универсальные угломеры, в конструкции которых сочетаются различные методы определения углов.

Сфера применения

Измерение углов между поверхностями и величины наклона необходимо при выполнении самого широкого вида работ. Однако чаще всего угломеры востребованы в следующих сферах деятельности:

строительство. Точное измерение углов необходимо при монтаже конструкций, для разметки под фундамент закладываемого здания, в полевых работах. Чаще всего применяются оптические инструменты;
слесарное дело. Как правило, это высокоточные приборы, ориентированные на тонкие работы;
деревообработка. Используются самые простейшие модели, поскольку нет необходимости в очень точных измерениях;
геодезия. Оптические и лазерные модели геодезических угломеров позволяют определять углы между удаленными друг от друга объектами;
астрономия. По степени точности астрономические приборы превосходят все остальные типы.

Также существуют специализированные измерительные приборы: армейские, мореходные и т.д.

Угломеры разных видов: как выбрать подходящий?

В наши дни без угломера невозможно представить себе ни одно производство, ни одну стройку. Традиционный универсальный угломер и 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 360 о , 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.

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.

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.

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.

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:

строительство;
промышленность (от горнодобывающей до швейной);
военное дело;
обучение;
транспорт;
фундаментальная наука;
прикладные исследования;
искусство;
обучение.

Угломер используют в разных сферах, в том числе и в строительстве

Углы окружают человека повсюду- повсюду он пользуется и угломерами.

Инструкция по использованию

Угловые измерения с помощью современных лазерных приборов- дело нехитрое. Большую часть тонкостей берет на себя встроенный процессор. Оператору остается только навести указку на маркеры и считать результат с дисплея.

Современный электронный угломер также несложен в применении- пользователь совмещает две части прибора с измеряемыми поверхностями – на экране отображается угол с минутами, секундами

Традиционные, отходящие в прошлое чисто механические средства измерений требуют при работе с ними продолжительного обучения и приобретения устойчивого навыка. Многие приборы требуют также проведения дополнительных расчетов.

Часто возникают сложности при работе с угломером с нониусом. Если один раз разобраться- ничего сложного в этом нет. Вот как пользоваться угломером с нониусной шкалой:

установить стороны прибора в заданное положение;
перемещать взгляд по обычной шкале до упора в «0» нониусной шкалы;
считать значение целых градусов;
перемещать взгляд по шкале нониуса;
при точном совпадении риски основной шкалы и нониусной- считать значение угловых минут.

При использовании механических средств измерения необходимо тщательно следить за тем, чтобы направляющие угломера плотно прилегали к плоскости измеряемой поверхности.

В случае появления зазора между ними в результаты будут внесены искажения.

При работе с оптическими угломерами, включая секстант, квадрант и другие, нужно

тщательно выставлять горизонт с помощью жидкостных уровней, гироскопа или системы GPS;
навести оптическую ось на первую маркерную точку;
следить за неподвижностью основания прибора при наведении на вторую маркерную точку.

Как пользоваться малкой- угломером?

выставить по шкале устройства заданный угол;
закрепить барашком части прибора;
приложить угломер широкой частью к неподвижной детали;
выставить вторую деталь так, чтобы она полностью прилегала к подвижной части.

При измерении угломерами любого типа необходимо соблюдать требования руководства пользователя и общих правил безопасности. Ни в коем случае нельзя проводить измерения со случайных опор, свесившись с края поверхности на высоте или из опасной зоны. Результаты измерений лучше сразу заносить в блокнот, на рабочие чертежи или в память компьютерных систем.

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:

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.

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:

буссоль;
отвес;
рамка.

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:

глубинного (высотного датчика);
наземной станции, регистрирующей на панели управления данные измерений.

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.

§ 13. Инструменты для измерения углов

При слесарной обработке широко применяются угольники, угломеры, шаблоны угловые и угловые меры (плитки).

Угольники 90° (ГОСТ 3749—65) предназначены для проверки и разметки прямых углов, для контроля взаимно перпендикулярного расположения поверхностей деталей при монтаже различных видов оборудования и для проверки точности станков.

Угольники изготовляют из инструментальной легированной стали ХГ и X, углеродистой стали марок 10; 15; 20 и 50, а также из инструментальной углеродистой стали марки У8.

Промышленность выпускает угольники с углами 45; 60; 90 и 120° и специальные угольники с углами 30; 45; 90; 120 и 135° (рис. 67, а). Если требуются угольники с другими углами, то их изготовляют в виде шаблонов, например для проверки углов сверл, резьбы, шаблон типа «ласточкина хвоста» и др.

Рис. 67. Угольники:
а — специальный; б — лекальные; 1 — плоский, 2 — с широким основанием, 3 — с уровнем; в — приемы измерения угольником угла и плоскости

По ГОСТ 3749—65 угольники выпускаются четырех классов точности 0, 1,2, 3-й. Наиболее точные — угольники класса 0.

Точные угольники с фасками называются лекальными. Угольники 1-го класса точности применяют в инструментальном производстве для особо точных работ, 2-го класса — для выполнения слесарных работ повышенной точности, 3-го класса — для грубых работ.

Применяют следующие типы лекальных угольников (рис. 67, б): плоский 1, с широким основанием 2, с уровнем 3.

У лекальных угольников края длинной стороны скошены с обеих сторон. Скосы дают возможность точнее обработать угольник. Таким угольником удобно определять отклонения в углах проверяемого изделия методом световой щели (на просвет).

Угольники с широким основанием (аншлажные) предназначены для проверки прямого угла у изделия при установке его на проверочной плите.

При проверке внутренних углов угольник прикладывают к поверхности детали наружной частью (рис. 67, в), а при проверке наружного угла — внутренней частью. По просвету между угольником и проверяемой деталью на глаз (а иногда щупом) определяют отклонение угла.

Угломеры с нониусом (ГОСТ 5378—66) применяют для измерения углов контактным методом с отсчетом по угловому нониусу. В настоящее время широко распространены угломеры типа I (УН) и величиной отсчета по нониусу 2′ (2 мин) и 5′ (5 мин).

Угломер типа I (рис. 68, а), предназначенный для измерения наружных углов от О до 180° и внутренних углов от 40 до 180°, состоит из полукруглого основания (диска) 5, скрепленного со съемной линейкой 4. Подвижная линейка 10 вращается на оси 2 вместе с сектором 3, на котором закреплен нониус 8. Микрометрическая подача б подвижной линейки 10 осуществляется гайкой 7, после чего линейка 10 закрепляется стопором 9.

Рис. 68. Угломер типа I (а) и прием измерения угломером (б)

Измерение углов от 0 до 90° производится с помощью угольника 1, углы более 90° измеряются без угольника 1. На шкале нониуса нанесено 30 делений; каждое деление соответствует 2 минутам.

Угломер накладывают на проверяемую деталь так, чтобы линейки 10 и 4 были совмещены со сторонами измеряемого утла. Целое число градусов отсчитывают по шкале диска до нулевого штриха нониуса. Затем определяют штрих нониуса, совпадающий со штрихом основной шкалы. После следует определить на нониусе число минут, обозначенное ближайшим меньшим числом, совпадающим со штрихом нониуса. Показания градусов и минут складываются, причем минуты нужно умножить на точность отсчета.

Прием измерения угломером показан на рис. 68, б.

Угломер типа II (УМ) предназначается для измерения наружных углов от 0 до 180° (рис. 69) с величиной отсчета по нониусу 15′ (15 мин).

Рис. 69. Угломер типа II

Угломер состоит из полукруглого основания 1, на котором закреплена линейка 2. Сектор 3 с нониусом 8 перемещается по основанию 1 и после установки закрепляется винтом 4. К сектору 3 при помощи державки 7 крепится угольник 5, а к нему присоединяется съемная линейка 6. Этим угломером можно измерить не только наружные, но и внутренние углы.

Проверку погрешности показаний угломеров следует производить по угловым плиткам в пяти — семи точках, равномерно расположенных по основной шкале нониуса.

Более точно углы проверяются при помощи угловых призматических плиток (ГОСТ 2875—62), которые подбираются в блоки (рис. 70).

Рис. 70. Набор угловых плиток (а), прием проверки угла (б)

Вопросы для самопроверки

Чем отличается устройство резьбового микрометра от гладкого, как резьбовой микрометр устанавливается на нуль и как этим микрометром измеряется средний диаметр резьбы?
Составьте из плоскопараллельных плиток малого набора блоки следующих размеров: 28,04; 4,32, 3,35; 3,29; 2,08 мм.
Установите микрометр на следующие размеры: 10,15; 15,23; 8,56; 12,42; 12,92 мм Покажите установки на эти размеры преподавателю или мастеру.
Измерить микрометром средний диаметр резьбы на болтах М12, М18.
Определить с помощью резьбометра систему и шаг резьбы на нескольких деталях.
Установите угломер на размеры углов: 30°30′; 60°22′; 132°24′; 140°18′.

Угломерный инструмент

При изготовлении деталей вручную или с применением различного оборудования всегда стоит вопрос о постоянном контроле за линейными, диаметральными и угловыми размерами. Если с измерением первых и вторых размеров особых вопросов не возникает, то с замерами углов несколько сложнее. Для их проведения применяют угломерный инструмент и для работы с ним необходим определенный навык.

Сведения о методах измерений

Для измерения углов применяют следующие методы:

Путем сравнения с эталонными образцами.
Гониометрическим способом, который основан на использовании измерительных устройств с угломерной шкалой.
Тригонометрический способ, заключающийся в определении параметров, которые жестко связанных с углом посредством тригонометрическим путем.

Методы измерения угломерным инструментом

Размер угла, в абсолютных единицах измеряют с помощью мерительного инструмента под названием угломерный инструмент. У этого термина есть множество аналогов – транспортир, гониометр, секстант, астролябия и пр. Эти приборы отличают по точности выполняемых измерений, они могут иметь разное устройство, но принципы измерения одинаковы. Чаще всего на практике применяют нониусные угломеры.

Конструкция угломера

Это устройство относят к измерительным приборам механического типа. Их главная задача проведение измерения геометрических углов в деталях и конструкциях.

Конструкция угломера универсального

Угломерный инструмент с нониусом относится к механическому типу измерительных приборов, которые служат для измерения геометрических углов в различных деталях и конструкция. Результаты измерения представляются в градусах, наличие дополнительной шкалы, существует возможность получать более точные результаты. Эта дополнительная шкала и называется нониусом. Ее закрепляют на удлиненной линейке. Благодаря использованию этой шкалы точность измерений может быть получена в пределах десятых долей градуса.

Один из самых распространенных угломеров является модель 4УМ. С его помощью можно выполнять замеры в диапазоне от 0 до 180 градусов. Этот измерительный прибор отвечает требованиям ГОСТ 5378-88. Основная сфера его применения – это промышленность, связанная с производством деталей, металлоконструкций. Кроме этого ее применяют в ремонтном производстве.

К основным преимуществам этого прибора – его точность. Его применение позволяет оперировать довольно точными цифрами и именно это обеспечило его спрос среди специалистов в различных отраслях промышленности. Как и большинство механических приборов измерения, угломерный инструмент отличается длительностью эксплуатации, у него нет какого-то определенного срока годности, разумеется, при полном соблюдении правил эксплуатации и хранения.

К недостаткам этого класса приборов можно отнести сложность в ремонте. В этом изделии нет деталей, которые можно просто заменить, они сложны в изготовлении и чаще всего их приходится заказывать на заводе производителе.

Кстати, нередко приборы для проведения механических измерений часто сравнивают с электронными, и хотя они выглядят довольно устаревшими, они до сих пор находятся в строю.

Угломеры

Устройств для замера углов на самом деле множество, это и:

угломерный инструмент с нониусом;
угломерный астрономический инструмент и многие другие.

Их применяют везде, где необходимо выполнять соответствующие измерения, например, при изготовлении штамповой оснастки, или определении местоположения судна в пространстве.

Угломерный инструмент с нониусом

Как уже отмечалось, чаще всего применяют угломеры с нониусом. В нашей стране производят угломеры с нониусом разного типа. В частности, в номенклатуре инструментальной продукции, которую выпускает АО КЗ «КРИН» присутствуют следующие позиции:

угломер с нониусом типа 2;
угломер с нониусом типа 4;
угломер с нониусом 5ум;
угломер с нониусом 4ум.

По большей части они предназначены для выполнения измерения наружных углов с точностью 2 минуты. Модели типа 2 применяют для проведения замеров в пределах от 2 до 360 градусов.

Угломерный астрономический инструмент

Кроме того, их можно использовать при выполнении лекальных (разметочных) работ, например, при производстве сложного фасонного инструмента (штампы, пресс-формы и пр.). Надо отметить, что производство угломерного инструмента отличает высокая трудоемкость, а материал для его производства обладает высокой стоимостью. Для его производства применяют инструментальные стали, цена которых в нескольких раз превышает стоимость конструкционных.

Конечно, существует угломерный инструмент, который обладает более низкой стоимостью. Для его изготовления применяют более простые материалы. Такую продукцию выпускают множество предприятий, расположенных в нашей стране и за ее пределами. Как пример можно привести

Угломеры с нониусом SKRAB

Один из ярких представителей этой продукции угломерный инструмент с нониусом SKRAB модели 40320. Его применяют для проведения замеров внутренних углов в диапазоне от 0 до 220 градусов. Точность такого прибора составляет 1 градус. В принципе такой точности хватает для проведения большинства работ, например, при разделке пластикового профиля при создании светопрозрачных конструкций (окон, дверей и пр.).

В последние годы производители выпустили на рынок электронные угломерные инструменты. Их точно так же применяют в промышленности, строительстве и пр. Их использование значительно проще, чем угломерных устройств механического типа. По большей части, этот инструмент производят из пластика или алюминиевых сплавов. На раме установлен измерительный блок. Точность электронных угломеров может колебаться в зависимости от качества производства и типа электронного устройства. Но в среднем она может лежать в диапазоне от 0,3 до 1 градуса. Эти угломерные приборы по большей части применяют в строительстве.

Технические характеристики

ГОСТ 5378-88 – это документ, определяющий технические требования к угломерам с нониусом. В нем определены типы угломерного инструмента с нониусом. Указаны предельные отклонения в проводимых измерениях и пр.

Технические характеристики угломера универсального

Технические характеристики включают в свой состав такие параметры, как твердость, которая должна составляя 57 по HRC на измерительных поверхностях.

Измерительный инструмент угломерного типа в соответствии с требованиями ГОСТ 5378-88 должен выполнить 18000 измерений. После этого можно говорить о его замене.

Применение

Как уже отмечалось, угломерные устройства нашли свое применение практически во всех отраслях, промышленности, транспорта.

В строительном деле угломеры применяют при выполнении работ по монтажу, разметке и выполнении проектных работ. С его помощью осуществляют контроль над монтажом строительных конструкций, которые расположены под определенным углом по отношению друг к другу. Причем измерения могут проводиться в трех плоскостях. Кроме, угломера в строительстве применяют отвесы и уровни.

Кроме этого, угломерный инструмент применяют в столярном и плотницком деле, в геодезии. Даже в медицине так инструмент применяют для контроля над суставами, позвоночником и пр.

Как пользоваться угломером с нониусом

Как пользоваться угломером с нониусом? Угломерным оборудованием механического типа довольно просто. Его можно использовать на любой поверхности и проводить измерения и внешних, и внутренних углов. При установке прибора нельзя допускать перекосов, это может привести к появлению значительной погрешности.

На приборе установлена специальная шкала, которая позволяет повысить точность измерений на порядок. В чем-то они похожи на традиционный штангенциркуль. Например, для замера внешнего угла, достаточно приложить к одной из плоскостей линейку, находящуюся в основании прибора, а к другой подвести подвижную часть, связанную со шкалой. В результате можно будет узнать искомый угол. Более подробная информация приведена в инструкции по эксплуатации угломерного прибора. Она, как и паспорт входит в комплект поставки.

На базовой шкале показаны градусы, по внешнему виду она похожа на школьный транспортир и измерение углов угломером с нониусом не составит труда даже для новичка.

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.

Недостатки угломеров

Угломерная техника требует к себе особо бережного отношения. И в отличие от другого инструмента ее необходимо хранить в отведенном месте. Несмотря на заявленные производителей сроки его эксплуатации, угломер может выйти из строя даже не от очень сильного удара или падения.

Еще одно неудобство в эксплуатации заключается в относительно мелкой разметке, но эта проблема решается установкой на прибор увеличительного стекла.

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.