Приборы и инструменты для измерения углов

Принципы измерения

Существует два типа лазерных дальномеров. Принцип работы первых основан на замере времени, затраченного коротким импульсом света на отражение и возвращение его к прибору. Для работы таких устройств (их называют импульсными) требуются очень точные датчики, излучатели и способы обработки полученной информации. Прежде всего из-за того, что скорость света высока и промежутки времени, за которое он успевает пройти измеряемое расстояние, ничтожно малы. Использование нескольких коротких импульсов уменьшает погрешность замера. К особенностям приборов, работающих на этом принципе, относят:

• способность измерять большие расстояния до предметов: от километража до космических величин;
• невысокая точность замеров на малых дистанциях;
• ограниченное применение в гражданских целях;
• высокая стоимость.

• невысокая стоимость и компактность;
• точность до долей миллиметра;
• ограниченная дальность измерений (до 250 м).

Инструменты для конкретных измерительных задач

Подобрали несколько типов , предназначенных для конкретных измерительных задач.

Клинок

Наковальня и шпиндель микрометров фигурой лезвия, позволяет измерять труднодоступные размеры, такие как диаметр узкой внешней канавки.

Позволяет измерять труднодоступные размеры

Дисковый (вращающийся)

Измерительные поверхности дисковых микрометров выглядят в форме диска, то что дает измерять скрытые элементы, такие как зубья шестерни.

Этот инструмент подходит для измерения и показания длины касательно корней цилиндрических и винтовых зубчатых колес.

Дает возможность измерять скрытые элементы, такие как зубья шестерни

Трубный

Трубные нужны с целью замера толщины стенок труб.

Измерительная плоскость наковальни сферически изогнута, а не плоская, что позволяет осуществлять точечный контакт с измеряемым предметом.

Также доступен инструмент со сферическими наковальнями и измерительными поверхностями шпинделя.

Трубные измеряют толщину стенок труб

С винтовой резьбой

Микрометрическая головка с винтовой резьбой используются для замера диаметра шага винта.

Заостренный шпиндель и двойная наковальня предназначены для контакта с резьбой винта.

Используются для измерения диаметра шага винта

V-образной наковальней

Микрометры с V-образной наковальней полезны для замера наружного диаметра режущих головок с помощью трех канавок, таких как спиральные сверла или развертки.

Для замера наружного диаметра режущих головок

Для листового металла

Горловина делает инструмент идеальным для измерения толщины большого куска листового металла от края.

Для измерения толщины листового металла

Для измерения бумаги

Инструмент для измерения бумаги представляет собой дисковый вид не вращающегося типа, предназначенный для точного измерения толщины бумажного, картонного, резинового или пластикового листа.

Также включает в себя диски и шпиндель который не вращается. Это снижает риск сжатия измеряемого предмета.

Для измерения толщины бумажного, картонного, резинового или пластикового листа

Текстиль имеет значение

Виды и принцип работы прибора

Общий вид изделия – колесо на длинной ручке, напоминает детскую игрушку. Несмотря на свой несерьезный вид, прибор является точным, надежным и в некоторых случаях незаменимым измерительным прибором.

Курвиметр-дорожное колесо используется чаще всего для измерения протяженного расстояния, к которому относится замер участков с неоднородным рельефом. Такой прибор предоставляет более точные результаты обмеров, чем современный дальномер, работающий на основе лазерных технологий. Различают курвиметры дорожные и топографические.

Топографический курвиметр

Как видно из названия – топографические приборы предназначены для оценки расстояний по карте. Соответственно размеры и вес изделий, небольшие и могут оформляться в виде брелоков или ручек.

Механические топографические измерительные приборы обладают рядом преимуществ для использования в полевых условиях. Это простота конструкции, независимость от источников питания, стойкость к погодным ситуациям.

Для работы в помещениях применяют измерители с электронной начинкой и программным обеспечением.

Дорожный курвиметр

Незаменимый измерительный инструмент для производства дорожных работ и обмеров параметров строящихся объектов, определения криволинейных или протяженных прямолинейных участков. Также, как и в случае с топографическими измерителями, могут быть механическими или электронными.

Основное различие в принципе измерений – это точность на единицу расстояния. Механические курвиметры могут накапливать ошибку при больших расстояниях, поэтому рекомендуется разбивать протяженные участки на небольшие отрезки.

Электронные приборы не склонны к накоплению погрешностей, но требуют бережного отношения и точного соблюдения правил эксплуатации. Цифровое дорожное колесо позволяет производить максимально точные расчеты при измерении участка

При проведении подготовительных строительных работ это очень важно, так как от точности замеров будет зависеть качество и безопасность возводимого объекта

Изготавливают цифровые или компьютерные курвиметры из высокотехнологичных материалов, повышающих износостойкость прибора. Они могут иметь еще ряд полезных функций, которые необходимы при осуществлении замера участка. Использование бортового компьютера позволяет запоминать несколько замеров, сохранять произведенные вычисления и предыдущие замеры.

Интересно почитать

Плюсы и минусы длинномеров

Лазерные рулетки имеют свои плюсы и минусы.

Достоинства:

1. Возможность замерять расстояние в труднодоступных местах.
2. Можно снимать показания в одиночку.
3. Есть встроенный калькулятор для удобства проведения прочих расчетов.
4. Может работать почти при любых погодных условиях.
5. Гарантирует высокую точность замеров расстояния.
6. Обладает функцией замера высоты.
7. Сохраняет в памяти несколько полученных результатов, к которым можно вернуться позже.
8. Снимает замеры между двумя точками, не соприкасаясь с поверхностью.
9. Умеет конвертировать единицы измерения.

Недостатки:

1. Цена. Эти приборы дорогие.
2. При измерении больших расстояний даже легкое дрожание руки пользователя приводит к колебаниям, поэтому необходимо использовать специальный штатив.
3. При измерении малой длины погрешность высока.
4. Аккумулятор на холоде разряжается очень быстро.

Самый большой недостаток прибора – это высокая цена. Впрочем, на рынке продаются дешевые китайские дальномеры, однако они дают большую погрешность при измерении даже больших расстояний, не говоря о малых.

-Вешка

Тоже достаточно простой геодезический инструмент. Выглядит как круглая палка высотой около 1.8м. Однако многие вешки раздвигаются и могут иметь высоту до 6 метров. Наверху может находиться как отражатель, так и GPS приемник. Отражатель может быть разной формы и конструкции. Главная его задача- отражать сигнал, посланный дальномером. Его особенностью является то, что луч/сигнал, приходящий с прибора-измерителя отражается точно обратно.

В конечном итоге-там где находится отражатель или приемник на геодезической вешке происходит определение местоположения измеряемой точки.

Выбор угломера или что надо знать перед покупкой

На основании выше представленного описания можно принять соответствующее решение о том, какой тип инструмента предпочтительно купить. Зачастую выбор ложится на механические или цифровые приборы, за ними идут лазерные, и меньше всего популярностью пользуются среди домашних мастеров маятниковые и оптические приборы. Чтобы выбрать правильно измеритель, нужно учитывать следующие критерии:

1. Материал изготовления — это может быть пластик, алюминий или сталь. Выбирать алюминиевые устройства нужно в самом крайнем случае, так как они отличаются непродолжительным эксплуатационным периодом
2. Качество нанесения шкалы и исполнение инструмента в целом — визуально определяем, насколько качественным является этот прибор. Если он собирался не на заводе, а в подвале на «скорую руку», то это будет отчетливо видно. Выбирать такие модели не стоит
3. Цена — хороший прибор будет стоить соответствующе. Если это механический инструмент из пластика, то купить его можно за 500-600 рублей, с нониусом устройства из стали стоят не менее 1500 рублей, а самые дорогие — это электронные и лазерные измерители

Подводя итог, необходимо отметить, что рассматриваемый вид измерительного прибора должен быть в арсенале у каждого мастера. С его помощью можно не просто измерить угол между двумя перпендикулярными поверхностями или конкретной детали, но еще и изготовить высокоточные заготовки и механизмы.

Публикации по теме

Как отремонтировать лазерный уровень самостоятельно или сколько стоит ремонт

Индикаторная отвертка и ее применение

Дальномер лазерный интересный принцип работы и критерии выбора

Выбираем ротационный нивелир для строительства зачем нужен прибор

Виды элементов фундамента

Смотрите также

Основные виды геодезических устройств

GPS-техника

При формировании информации для построения карт в малоизученных или труднодоступных районах высокая точность и качество выполняемых работ обеспечивается с использованием специализированного GPS-оборудования. с его помощью у пользователя появляется возможность получать необходимые координаты с точностью до 1 мм в любых погодных или климатических условиях, при любой видимости. Кроме того, такие устройства управляются при помощи одной-двух кнопок, поэтому обучение оператора занимает минимум времени, не требуя специальной подготовки.

Важно и то, что обработка результатов проведенных измерений с помощью профильного программного обеспечения также фактически выполняется в автоматическом режиме. С использованием технологий GPS у предприятий, предоставляющих геодезические услуги, появляется возможность несколько сократить число специалистов, выезжающих на объект, тем самым снижая себестоимость предоставляемых услуг

Электронный тахеометр

Этот прибор идеально подходит для ведения работ в полевых условиях и кодирования полученной информации. Тахеометры используются при проведении съёмок местности после получения о ней всех базовых координат, изменений для каждой из точек геодезической сети. Тахеометры позволяют не только измерять расстояния и углы, но и кодировать данные, выполняя своего рода «оцифровку» полученных сведений непосредственно в поле.

Технология выполнения работ с использованием этого прибора достаточно проста и автоматизирована: в специальную таблицу вносятся все объекты, которые подлежат исследованию, присваивая им индивидуальный идентификатор. Программное обеспечение позволяет загрузить эти сведения в прибор, чтобы при выполнении работ оператор получил возможность просто выбирать на экране тахеометра необходимый объект и измерять его координаты. В камеральных условиях данные выгружаются в компьютер, а геодезист получает всю информацию с привязкой к конкретному объекту. Это значительно облегчает работу и снижает до минимума вероятность ошибки.

Тахеометры также активно используются при проведении:

• инженерных измерений,
• туннельных работ,
• измерений фасадов зданий,
• мониторинга деформаций,
• при проведении расчётов объёма земляных работ,
• в процессе монтажа конструкций,
• работ в труднодоступных местах.

Лазерные дальномеры

Это компактные портативные приборы, получившие широкое применение в работе архитекторов, строителей, дизайнеров, домашних мастеров. Лазерные дальномеры очень популярны и востребованы благодаря своей функциональности, удобству эксплуатации, невысокой стоимости. Принцип работы такого инструмента заключается в измерении времени, за которое лазерный луч проходит расстояние от излучателя до заданного объекта и обратно. Погрешность полученного результата ограничивается миллиметрами, а скорость выполнения замеров, их точность и возможность выполнения одним человеком без помощника стали определяющими при выборе оптимального оборудования для проведения подобных работ.

Лазерные нивелиры

Эти приборы, по сути, являются построителями плоскостей при помощи лазерных лучей. В результате их использования специалисту удаётся быстро и наглядно получить видимые линии, которые проецируются на заданную поверхность. Все полученные плоскости всегда идеально выровнены по вертикали и горизонтали, что позволяет оперативно оценить качество выполненных строительных работ при наружной и внутренней отделке помещений. Обработка полученных данных выполняется при помощи специализированного программного обеспечения.

Теодолиты и оптические нивелиры

Это профессиональное геодезическое оборудование, которое позволяет с высокой точностью определить расстояния, превышения точек по вертикали, горизонтальные и вертикальные углы. Теодолиты и оптические нивелиры – неэлектронные устройства, которые могут использоваться специалистами вне зависимости от погодных условий. Они особенно активно используются при устройстве фундаментов и возведении, в ходе строительства эстакад и мостов.

Сотрудники оснащены всем необходимым для проведения полного комплекса работ на объектах любого назначения, чтобы гарантировать неизменно высокую точность и качество выполняемых работ.

Как работает маятниковый угломер

Конструктивно прибор напоминает стрелочные часы, так как представлен он в виде круглого циферблата с нанесенной разметкой, имеющей шаг 1 градус. Особенность инструмента в том, что стрелка на циферблате всегда имеет строго вертикальное положение, и работает по принципу маятника. Прибор имеет две градуированные в градусах шкалы красного и черного цвета.

• По красной шкале определяются значения, если осуществляется измерение вертикальных поверхностей
• По черной шкале исчисляются показания, когда измеряется горизонтальная поверхность

Теперь разберемся, как правильно пользоваться маятниковым угломером. Для этого нужно выполнить следующие действия:

1. Приложить инструмент к измеряемой плоскости специальным опорным основанием
2. Нажать на стопорное кольцо прибора, которое находится в верхней части
3. Дождаться, пока стрелка перестанет колебаться, а затем отпустить стопорное кольцо
4. Стрелка при этом останется на соответствующем значении, и теперь можно произвести считывание градусов, с чем никаких трудностей не возникнет. Главное не путать когда снимать по красной и черной шкале маятникового угломера

Главная особенность прибора в том, что он позволяет измерить угол поверхности без использования дополнительной плоскости, как это свойственно для механических устройств. Недостаток маятникового угломера — это склонность к механическому повреждению. Чтобы исключить такие последствия, нужно аккуратно пользоваться прибором, и хранить его в специальном кейсе.

-Штатив

Очень простой инструмент геодезиста. Многие сталкивались со штативами при съемках фотографий или фильмов с использованием профессионального оборудования. Геодезисты также пользуются специальным оборудованием, которое без штативов обойтись не может. От остальных геодезические отличаются в основном простотой конструкции, неприхотливостью в использовании и «неубиваемостью». Ведь работать приходится совсем не в идеальных условиях. Основная задача геодезического штатива- неподвижно зафиксировать прибор, который на него устанавливается. На штатив сначала ставится трегер- специальное устройство для центрирования над определенной точкой при необходимости и горизонтирования прибора. Потом уже ставится прибор-тахеометр, нивелир и т.д. Различают деревянные, металлические и штативы из композитных материалов. В последнее время самыми «продвинутыми» являются штативы из фибергласса. Они очень легкие, прочные..но пока что неоправданно дорогие.

Классификация измерительных инструментов

При проведении работ, связанных с изготовлением различных деталей, ремонтных и строительных работ и пр. применяют контрольно-измерительные инструменты. Предприятия, занимающиеся производством этой продукции, выпускают множество видов измерительного инструмента – ручной, универсальный, цифровой и пр.

К ручному измерительному инструменту относят такие, как — линейки, рулетки, угольники, штангенинструмент, микрометрический и пр. Большая часть ручного инструмента относится к универсальному измерительному инструменту. Такие изделия можно применять при проведении замеров большей части деталей и узлов.

Ручные измерительные инструменты

Для выполнения точных замеров применяют инструмент с установленным на нем лазером. Такие изделия применяют в строительстве – это уровни, дальномеры, и другие изделия, предназначенные для выполнения разметки фронта работ или проведения геодезических исследований. Лазерный измерительный инструмент отличается простотой в эксплуатации, точностью снятых показаний. Большая часть такого инструмента может передать полученные данные для дальнейшей обработки в компьютер.

Строительный измерительный инструмент нашел свое применение на строительной площадке. Он отличается простотой в эксплуатации, ручной, не отличается высокой точностью. В то же время на стройплощадке применяют инструмент, использующий лазерный луч. Это позволяет выполнять замеры с точностью до долей миллиметра.

Измерительный и разметочный инструмент применяют перед началом работ. С его помощью производят разметку заготовок, обрисовывают контуры будущей детали и только после этого приступают к ее изготовлению. В плотницких и столярных работах применяют следующие инструменты – складной метр, рулетку, уровень, в том числе и гидравлический. Кроме этого, используют и такие, как рейсмус, циркули, угольники разных размеров. Существуют и такие приборы, как ерунок или малка. Для работы с металлом применяют другие приборы, например, штангенрейсмас или штангенциркуль с разметочными губками. Для работы с металлом целесообразно использовать и так называемые слесарные линейки, изготавливаемые из качественной нержавеющей стали и имеющие цену деления от 1 до 0,5 мм. Кроме этого, в производстве применяют лекала, их используют для разметки сложных дуговых линий.

Механический измерительный инструмент можно подразделить на пять классов:

• бесшкальный;
• штангенинструмент;
• головки;
• зубчато-рычажный;
• микрометрический.

К первому классу относят линейки – поверочные и лекальные.  С их помощью проверяют прямолинейность поверхности. Она может быть выполнена на просвет, или для этого используют щупы.Для контроля просвета поверочную линейку укладывают на контролируемую поверхность, например, на станочные направляющие. К мерительным устройствам этого класса относят поверочные плиты, концевые меры длины и многие другие.

Поверочная плита

Штангенинструмент состоит из двух контрольных поверхностей, между которыми и выставляют размер. Одна поверхность является частью штанги, на второй подвижной или закреплена контрольная линейка, на которую нанесены размерные риски. Они могут иметь разную цену деления в зависимости от точности инструмента.Инструмент этого класса применяют для замера внешних и внутренних размеров – штангенциркули, для выполнения замеров глубины паза. С помощью инструмента этого типа контролируют размеры зуба в шестерне.

Измерительными головками называют устройства, которые преобразуют перемещения мерительного наконечника в движение стрелки на круговой размеченной шкале. Эти устройства применяют, например, для выполнения замеров биения детали, зажатой в патрон токарного станка. Для удобства работы с такой головкой, на заводском сленге ее называют «часы», применяют стойки или штативы. Измерительные головки разделяют на:

• пружинные;
• рычажно – зубчатые;
• рычажные.

Измерительные головки

У микрометрического инструмента главным элементов является шпиндель, на поверхность которого нанесена особо точная резьба. Этот инструмент способен проводить замеры с точностью до 0,01 мм. Микрометрический инструмент устанавливают в скобы,приспособления и пр. представители этого класса инструмента — микрометры, микрометрические нутро- и глубиномеры пр.

Нивелиры

На местности расстояние удобнее всего замерять по плоским поверхностям. Делается это с помощью нивелиров. Они широко применяются при выполнении отделочных работ (при укладке плитки и других напольных материалов), а также для снятия отметок о зданиях с уровня земли. Благодаря чему формируется точная разметка для будущего сооружения, правильное направление стен.

Классические устройства оснащаются шкалой и окуляром, в новых моделях есть даже лазерные лучи. Используются эти приборы только со штативом, без него трудно удержать инструмент в руках неподвижно, и точность будет невысокой.

Способы и приборы в геодезических измерениях расстояний

Все линейные измерения в геодезии исполняют двумя способами:

• прямым методом, заключающимся в непосредственном определении (снятии отсчетов) измеряемого размера или расстояния;
• косвенным методом, представляющим нахождение измеряемой величины через функциональные зависимости по формулам.

Небольшие расстояния измеряют металлическими рулетками и лентами разной длины, лазерными и оптическими дальномерами.

Расстояния значительной длины измеряют с использованием современных приборов таких, как радиодальномеры, электронные тахеометры, лазерные свето-дальномеры, способные измерять километровые расстояния.

Механический угломер и особенности его применения

Угломер механического типа классифицируется на три типа — простые, с транспортиром и с нониусом. Простейший угломер механического типа (малка) предназначен для шаблонного измерения угла. Что это означает? С его помощью нельзя узнать величину угла в градусах, так как он не имеет встроенного транспортира. Измеренный угол переносится на шаблон, после чего используется для изготовления подобных деталей. Как уже упоминалось, прибор не является высокоточным, но его достаточно для выполнения плотницких работ. Применяется также такой инструмент в строительстве, например при монтаже откосов.

Теперь рассмотрим модель угломера с транспортиром (его называют квадрантом), который позволяет узнать градусы измеряемого угла с незначительной погрешностью. Такой инструмент изготавливается из стали или пластика, и состоит из двух прилегающих оснований в виде реек, а также транспортира и указательной планки.

Пользоваться угломером квадрантом достаточно просто, а его погрешность в 1-2 градуса позволяет применять его в строительстве, например, при перекрытии крыш. Измеритель позволяет измерять углы от 1 до 180 градусов.

Как пользоваться механическим угломером с нониусом, знают далеко не многие мастера. Нониусная шкала прибора нужна для того, чтобы получить высокую точность измерений. Прибор с нониусом еще называют универсальным, так как применять его можно в разных сферах.

Угломер универсальный с нониусом конструкция

Класс точности механического прибора очень высокий, и если сравнить показания механического и электронного, то первый вариант покажет более точные результаты несмотря на свой возраст.

Это интересно! Если необходимо измерить точный угол двух перпендикулярных плоскостей, то рекомендуется воспользоваться угломером с нониусной шкалой.

https://youtube.com/watch?v=4pFf65ZhVIA%3F

Пользоваться инструментом достаточно просто. Для этого прибор имеет две шкалы — в градусах (транспортир) и нониусная. Цена деления нониуса составляет 2 градуса. С его помощью можно осуществлять измерения до 320 градусов. Принцип измерения заключается в том, что целое число в градусах считывается по шкале транспортира, а доли по нониусу.

Для этого нужно найти точно совпадающие риски двух шкал, и считать показания. Выпускаются приборы с нониусом по стандарту ГОСТ 5378-88. Более подробно о том, как пользоваться шкалой нониуса, описано в материале «Как пользоваться штангенциркулем». На видео представлена конструкция и особенности применения механического угломера с нониусом.

https://youtube.com/watch?v=fhAThz1VhTw%3F

Устройство и технические характеристики

Большая часть мерительного инструмента нормируется требованиями ГОСТ. В системе стандартов, принятых в нашей стране их можно насчитать не менее сотни. На основании ГОСТ, предприятия – изготовители имеют право выпускать собственные технические условия (ТУ) на выпуск той или иной продукции. Надо понимать, что инструмент, производимый на основании ТУ никоим образом, не уступает тому, который отвечает требованиям ГОСТ. Но исторически сложилось так, что если на паспорте, который доложен сопровождать любую инструментальную продукцию, указан, к примеру, ГОСТ 20162-90, то такая продукция вызывает большее доверие со стороны потребителей.

Технические характеристики нутрометра

Между тем устройство измерительных инструментов и приборов ничем не отличается от тех, которые произведены на основании ТУ. Это не касается той инструментальной продукции, которая изготовлена кустарным образом, и их показаниям доверять нельзя по определению.

Требования к измерительным приборам и инструментам, как уже отмечалось выше, определены в ГОСТ. В качестве примера того, какие требования предъявляются к мерительному инструменту, можно рассмотреть линейку измерительную, ГОСТ 427.

В нем определено, какие виды, и формы металлических линеек производят. Определено, какие виды шкал могут быть нанесены, на поверхность инструмента. В этом же документе регламентированы допуски на габаритные размеры, указаны предельные отклонения, которые касаются разметки металлической линейки.Определен материал, из которого допустимо изготавливать этот класс инструмента, и описаны покрытия, которые наносят на поверхность изделия.

ГОСТ очень серьезно подходит к порядку приемки готовой продукции. Кроме того, не менее тщательно определены порядок хранения, упаковки и транспортировки груза.