Goniometr - Goniometer
Goniometr to przyrząd albo środki kątem lub pozwala się przedmiot obraca się z konkretnym położeniu kątowym. Termin goniometria wywodzi się z dwóch greckich słów: γωνία ( gōnía ) „ kąt ” i μέτρον ( metron ) „ miara ”.
Pierwszy znany opis goniometru, opartego na astrolabium , został opracowany przez Gemmę Frisius w 1538 roku.
Aplikacje
Geodezja
Przed wynalezieniem teodolitu goniometr był używany w geodezji . Zastosowanie triangulacji do geodezji zostało opisane w drugim (1533) wydaniu Cosmograficus liber Petriego Appianiego jako 16-stronicowy dodatek Frisiusa zatytułowany Libellus de locorum descriptionndorum ratione .
Komunikacja
Lokalizator kierunku Bellini-Tosi był rodzajem celownika radiowego, który był szeroko stosowany od I wojny światowej do II wojny światowej . Wykorzystał sygnały z dwóch skrzyżowanych anten lub czterech pojedynczych anten symulujących dwie skrzyżowane, aby odtworzyć sygnał radiowy na niewielkim obszarze między dwiema pętlami drutu. Operator może następnie zmierzyć kąt do docelowego źródła radiowego, wykonując wyszukiwanie kierunku na tym małym obszarze. Zaletą systemu Bellini-Tosi jest to, że anteny nie poruszają się, co pozwala na ich budowanie w dowolnym wymaganym rozmiarze.
Podstawowa technika pozostaje w użyciu, chociaż sprzęt zmienił się diametralnie. Goniometry są powszechnie wykorzystywane do celów wojskowych i cywilnych, np. przechwytywanie łączności satelitarnej i morskiej na francuskim okręcie wojennym Dupuy de Lôme wykorzystuje wiele goniometrów.
Krystalografia
W krystalografii goniometry służą do pomiaru kątów między ścianami kryształów. Są one również wykorzystywane w dyfrakcji rentgenowskiej do obracania próbek. Przełomowe badania nad strukturą atomową kryształów przeprowadzone przez fizyka Maxa von Laue i współpracowników w 1912 r. obejmowały goniometr.
Pomiar światła
Goniofotometry mierzą przestrzenny rozkład światła widocznego dla ludzkiego oka (często natężenie światła ) w określonych pozycjach kątowych, zwykle obejmujących wszystkie kąty sferyczne.
W medycynie
Goniometr służy do dokumentowania początkowego i późniejszego zakresu ruchu, podczas wizyt w przypadku urazów zawodowych oraz przez rzeczoznawców inwalidztwa w celu ustalenia trwałej niepełnosprawności. Ma to na celu ocenę postępów, a także dla celów medyczno-prawnych. Jest to narzędzie do oceny objawów Waddella (odkrycia, które mogą wskazywać na powiększenie objawów).
Terapia rehabilitacyjna
W fizjoterapii, terapii zajęciowej i treningu sportowym goniometr mierzy zakres ruchu kończyn i stawów ciała. Pomiary te pomagają dokładnie śledzić postępy w programie rehabilitacji. Kiedy pacjent ma zmniejszony zakres ruchu, terapeuta ocenia staw przed wykonaniem interwencji i nadal używa narzędzia do monitorowania postępów. Terapeuta może wykonać te pomiary ruchu w dowolnym stawie. Zazwyczaj wymagają wiedzy na temat anatomii ciała, zwłaszcza kostnych punktów orientacyjnych. Na przykład, przy pomiarze stawu kolanowego, terapeuta umieszcza oś (punkt obrotów) na bocznej nadkłykcia kości udowej, i wyrównujące nieruchomego ramienia z krętarza większego części kości udowej . Wreszcie, linie terapeuta górę ruchomego ramienia goniometru z bocznej kostki do strzałki , a rekordy pomiaru za pomocą skali stopni na kołowej części narzędzia. Dokładność odczytu czasami stanowi problem w przypadku goniometrów. Problemy z wiarygodnością między pomiarami (pomiędzy pomiarami) i między testerami (pomiędzy lekarzami) mogą narastać wraz ze spadkiem doświadczenia egzaminatora. Niektóre badania sugerują, że te błędy mogą wynosić od 5 do 10 stopni.
Te goniometry występują w różnych formach, które zdaniem niektórych zwiększają niezawodność. Uniwersalny goniometr standardowy to narzędzie z tworzywa sztucznego lub metalu z krokiem co 1 stopień. Ramiona zwykle nie są dłuższe niż 12 cali, więc dokładne określenie punktu orientacyjnego do pomiaru może być trudne. Goniometr z ramieniem teleskopowym jest bardziej niezawodny - z plastikową osią kołową, jak klasyczny goniometr, ale z ramionami, które rozciągają się do dwóch stóp w obu kierunkach.
Niedawno, w XXI wieku, twórcy aplikacji na smartfony stworzyli aplikacje mobilne, które zapewniają funkcje goniometru. Te aplikacje (takie jak Knee Goniometer i Goniometer Pro) wykorzystują akcelerometry w telefonach do obliczania kątów stawów. Najnowsze badania potwierdzają, że te aplikacje i ich urządzenia są niezawodnymi i rzetelnymi narzędziami z taką samą dokładnością, jak uniwersalny goniometr.
Nowoczesne systemy przechwytywania ruchu w terapii rehabilitacyjnej wykonują goniometrię co najmniej mierząc aktywny zakres ruchu. Chociaż w niektórych przypadkach dokładność może być gorsza od goniometru, pomiar kątów za pomocą systemu przechwytywania ruchu jest lepszy w pomiarach w sytuacjach dynamicznych niż statycznych. Co więcej, korzystanie z tradycyjnego goniometru zajmuje cenny czas. W kontekście klinicznym wykonywanie pomiarów manualnych zajmuje cenny czas i może być niepraktyczne.
Nauka o powierzchni
Goniometr kąta zwilżania
W nauce o powierzchni przyrząd zwany goniometrem kąta zwilżania lub tensjometrem mierzy statyczny kąt zwilżania , kąty zwilżania, a czasem także napięcie powierzchniowe. Pierwszy goniometr kąta zwilżania został zaprojektowany przez Williama Zismana z United States Naval Research Laboratory w Waszyngtonie i wyprodukowany przez ramé-hart (obecnie ramé-hart instrument company), New Jersey, USA. Oryginalny ręczny goniometr kąta zwilżania wykorzystywał okular z mikroskopem. Dzisiejszy goniometr kąta zwilżania wykorzystuje kamerę i oprogramowanie do rejestrowania i analizowania kształtu kropli i jest lepiej przystosowany do dynamicznych i zaawansowanych badań.
Napięcie powierzchniowe
Goniometry kąta zwilżania (qv) mogą również określać napięcie powierzchniowe dowolnej cieczy w gazie lub napięcie międzyfazowe między dowolnymi dwiema cieczami. Jeżeli znana jest różnica w gęstości między dwoma płynami, napięcie powierzchniowe lub napięcie międzyfazowe można obliczyć metodą wiszącej kropli. Zaawansowany przyrząd często nazywany goniometrem / tensjometrem zawiera narzędzia programowe, które oprócz pomiaru kąta zwilżania mierzą napięcie powierzchniowe i napięcie międzyfazowe za pomocą metody kropli wiszącej, odwróconej kropli wiszącej i kropli siedzącej . Odśrodkowy równowagi przyczepność odnosi się do kąta zwilżania dla przyczepności kropli na powierzchni. Gonioreflectometer mierzy współczynnik odbicia od powierzchni pod wieloma kątami.
Pozycjonowanie
Goniometr pozycjonujący lub stolik goniometryczny to urządzenie, które obraca obiekt dokładnie wokół ustalonej osi w przestrzeni. Jest podobny do stolika liniowego — jednak zamiast poruszać się liniowo względem podstawy, platforma stolika obraca się częściowo wokół stałej osi nad powierzchnią montażową platformy. Goniometry pozycjonujące zazwyczaj wykorzystują napęd ślimakowy z częściowym kołem ślimakowym przymocowanym do spodu platformy scenicznej, zazębiającym się ze ślimakiem w podstawie. Przekładnia ślimakowa może być obracana ręcznie lub za pomocą silnika w zautomatyzowanych systemach pozycjonowania.
Pomiar kąta ostrza noża i ostrza
Zawarte kąty cięcia wszystkich rodzajów ostrzy o ostrych krawędziach są mierzone za pomocą laserowego goniometru odbijającego. Opracowany przez brytyjskie stowarzyszenie CATRA ( Cutlery and Allied Trades Research Association ) umożliwia dokładne określenie profilu krawędzi tnącej, w tym zaokrąglenie końcówki do ½°. Uwzględniony kąt ostrza jest ważny dla kontrolowania jego zdolności cięcia i wytrzymałości krawędzi — tj. niski kąt sprawia, że cienka krawędź jest zoptymalizowana do cięcia, podczas gdy duży kąt sprawia, że gruba krawędź jest mniej ostra, ale bardzo mocna.
Kontrola rakla
Używane rakle , z wklęsłodruku i innych procesów drukowania i powlekania , można skontrolować za pomocą goniometru, zwykle z wbudowanym źródłem światła, w celu zbadania krawędzi ostrza pod kątem zużycia i prawidłowego kąta. Różnica kąta od ustawionego na maszynie może wskazywać na nadmierny nacisk, a zakres kątów ("zaokrąglenie") prawdopodobnie wskazuje na brak sztywności lub zużycie w zespole uchwytu ostrza.
Zobacz też
- Oprzyrządowanie
- Kątomierz – Przyrząd do pomiaru kąta
- SCR-277
- Trygonometria – w geometrii badanie związku między kątami i długościami