Инструмент для построения и измерения углов

(всего 59 800 33 300 руб. за 14 дней, 11-24 августа)

Муниципальное общеобразовательное учреждение

Гимназия №65 имени Н.Сафронова

Тема исследовательской работы

«Инструменты для измерения углов. Углы в нашем доме»

Автор : ученица 5В класса

Ульяновск 2017 г.

Цель и задачи проекта

2. Основная часть

Происхождение единиц измерения углов

История возникновения измерительных инструментов

Углы в нашем доме

4. Список используемой литературы

Гипотезой нашего исследования являлось предположение, что инструменты для измерения углов необходимы в нашем мире.

В данном проекте основной целью является изучение инструментов для измерения углов.

Были поставлены следующие задачи:

– изучить исторические факты происхождения инструментов для измерения углов

– выбрать наиболее важную и интересную информацию

Мы считаем наш проект актуальным, потому что люди, независимо от профессии, сталкиваются в жизни с необходимостью измерять углы.

Происхождение единиц измерения углов.

Углом называют фигуру, образованную двумя лучами, выходящими из одной точки.

Слово «градус» – латинское, означает «шаг», «ступень». Измерение углов в градусах появилось более 3 тыс. лет назад в Вавилоне. Жрецы считали, что свой дневной путь Солнце совершает за 180 «шагов», и, значит, один «шаг» равен 1/180 развернутого угла. Полный оборот (окружность) вавилонские математики и астрономы делили на 360 частей – градусов

Знак для обозначения угла ввел в 1634 году французский математик Пьер Эригон. Он применял для обозначения прямого угла знак

История возникновения измерительных инструментов.

Транспортир -инструмент для построения и измерения углов. Транспортир состоит из линейки (прямолинейной шкалы) и полукруга (угломерной шкалы), разделённого на градусы. История не сохранила имя ученого, который изобрел транспортир – возможно в древности этот инструмент имел совсем другое название. Современное название происходит от французского слова ”ТRANSPORTER”, что означает “переносить”.

Первые транспортиры возникли много тысяч лет тому назад. Предполагают, что это было связано с созданием первого календаря. Древние математики нарисовали круг и разделили его на столько частей, сколько дней в году. Но они думали. Что в году не 365 или 366 дней, а 360. Поэтому круг, обозначающий год, они разделили на 360 равных частей. Такое изображение было очень полезным, на нем можно было отмечать каждый прошедший день, и видеть, сколько дней осталось до конца года. Каждой части дали название – градус. Градусная мера сохранилась и до наших дней. Картинку с древним календарем легко сделать, имея транспортир.

Но древние ученые производили измерения не только транспортиром – ведь этот инструмент был неудобен для измерений на местности и решения задач прикладного характера. А именно прикладные задачи и являлись главным предметом интереса древних геометров. Изобретение первого инструмента, позволяющего измерять углы на местности, связывают с именем древнегреческого ученого Герона Александрийского(I в. до.н.э). Он описал инструмент “диоптр”, позволяющий измерять углы на местности и решать множество прикладных задач.

Таким образом, можно говорить о возникновении геодезии – системы наук об определении формы и размеров Земли и об измерениях на земной поверхности для отображения ее на планах и картах. Геодезия связана с астрономией, геофизикой, космонавтикой, картографией и др., широко используется при проектировании и строительстве сооружений, судоходных каналов, дорог.

В XVII веке был изобретен прибор нивелир — геодезический инструмент для определения разности высот между несколькими точками земной поверхности.

В следующем веке английским механиком Джессе Рамсденом был изобретен теодолит.

Однако усовершенствование инструментов для измерения углов связано не только с проведением строительных работ. С древнейших времен люди путешествовали, познавая окружающий мир. Путешественниками необходимо было уметь ориентироваться в пространстве. На долгие века основным ориентиром путешественников стали звезды. Появился первый инструмент путешественников – астролябия. Астролябия(греч. astrolabion, от astron – “звезда” и labe – “схватывание”; лат. astrolabium) – угломерный прибор, служивший до начала XVIII в. для определения положений светил на небе.

Создание астролябии приписывают Евдоксу.

В 1731 году английский оптик Джон Хэдли(1682-1744) усовершенствовал астролябию. Новый прибор, получивший название октант, позволял решить проблему измерения широты на движущемся судне. Но октанту не досталась слава и долгая жизнь астролябии. Был изобретен секстант.

Секстант это наиболее совершенный прибор для измерения угловых координат небесных тел того времени. Его изобретение приписывается Исааку Ньютону. Секстант позволял измерять как широту, так и долготу точки наблюдения, причем с довольно высокой точностью.

Угломер— угломерный прибор , предназначенный для измерения геометрических углов в различных конструкциях.

Углы в нашем доме

Наш дом, квартира, практически все, что нас окружает, из мебели имеет углы и эти углы 90 градусов.

Куда не посмотри, везде есть угол 90 градусов. Углы в комнате, стол, шкаф, полка, кровать и так далее. Любую из этих вещей можно вписать в квадрат или прямоугольник, а как известно у этих фигур все углы 90 градусов.

Без приборов измерения углов не построили бы древние монументы и храмы, а также современные архитектурные и технические объекты.

С геометрическими фигурами имели дело с глубокой древности и крестьяне и ремесленники, и строители храмов, дворцов и пирамид. Надо было уметь измерять площади земельных участков, подсчитывать объем корзин, которыми собирался урожай, определять, сколько камня потребуется для здания. А чтобы здание не рушилось, стены надо было возводить под прямым углом к поверхности земли.

И снова здравствуйте, дорогие читатели. Сегодня я решил рассказать вам об одном интересном угломере, которым я пользуюсь уже долгое время и очень доволен, что именно он попал мне в руки. Мой угломер в обзоре от немецкого kwb, но найти его аналоги можно под разными брендами и даже без них, поэтому это скорее обзор возможностей и принципа работы.

Угломеры

В любом инженерном и ремесленном деле измерение и построение углов – одна из важнейших операций. Даже для сборки простого ящика нужно выверить 90°, не говоря уж о более сложных конструкциях. Неудивительно, что существует куча различных инструментов для этих измерений. Один из самых древних и известных – это транспортир. С ним не понаслышке знаком каждый еще со школьных лет.

Но сам по себе транспортир больше чертежный инструмент. Измерять и наносить углы на материале им еще можно, а измерить, например, внутренний угол откосов им самим уже не получится.

Простым и известным столярным и слесарным инструментом для измерения и построения углов является малка.

В своем стандартном варианте малка лишь инструмент переноса углов – по эталонному углу или транспортиру фиксируется угол, который после этого можно наносить, сравнивать, мерить и т.д. По этой причине она обычно используется в паре с транспортиром. Более продвинутые малки могут иметь собственную шкалу для разметки и определения угла, а с современным развитием электроники появились даже электронные.

Исторический вариант простейшего угломера – это две линейки, объединенные общей осью. Эта конструкция и по сей день используется в большинстве электронных и механических угломеров. Существуют и другие, более сложные конструкции. Естественно, у всех есть свои особенности, достоинства и недостатки. Например, крайний правый на фото не способен измерять внутренние углы (на случай, если вы вдруг хотели купить подобный).

Самый важный показатель любого измерительного инструмента – это точность, не исключение и угломеры. Очевидно, что наибольшей точностью будут обладать угломеры, оснащенные нониусом или электроникой. Но сама по себе конструкция еще не вердикт, все зависит от производителя. Если вам нужна эталонная точность и качество, смотрите в сторону лидеров вроде Mitutoyo, Starrett. Главное не пугайтесь, узнав цену.

Все вышеперечисленные приспособления не устраивали меня либо функционалом, либо ценой, пока я не наткнулся на пластиковый угломер kwb. Международный действующий патент на него (US 4766675 A от 1988 года) принадлежит тайваньской компании CCKL. Creator International.

Продается он много лет под многими достойными именами. Из известных мне зарубежных: General Tools 29, Empire Level 2791, KWB 0658-00. В России продает его псевдо-канадский брэнд FIT (российская контора, заказывающая товар из Китая, но выдающая себя за Канадскую компанию). Называется он у них почему-то «угломер-квадрант» (маркетологи FIT, наверное, просто не в курсе, что «квадрант» – это ранний вариант секстанта и представляет собой четверть окружности). Пластиковая модель – FIT 19301, большая алюминиевая 50 см длиной — FIT 19317. Большой угломер (SKRAB 40307) продает и российского бренд Skrab (вроде у них когда-то был и пластиковый).

Все указанные варианты этого угломера полностью идентичны по конструкции и имеют достаточно положительные отзывы. На счет качества – не могу сказать, всех их в руках держать не доводилось. Возможно, он продается и под другими брендами. В любом случае, аналоги я озвучил для информации, чтобы вы могли выбрать любой из наиболее вам доступных.

Мой угломер в обзоре принадлежит немецкому маркетинговому брэнду kwb. Данная компания продает очень неплохой ручной инструмент и принадлежности, и имеет вполне достойную репутацию. Часть продукции производится в Германии, часть в Китае, часть еще где-то.

Обзор пластикового угломера KWB 0658-00

Упаковка

Упакован угломер KWB в блистер. Такие же угломеры других производителей обычно упакованы аналогично.

Интерес представляет обратная сторона картонного вкладыша. Во-первых, там инструкция, во-вторых информация о производителе – «Designed by kwb, made in R.O.C.» (разработано в kwb, сделано в Китайской Республике). Первая половина, как мы уже выяснили выше – неправда, kwb не имеет отношения к разработке этого угломера.

А вот на счет второй половины я поясню, так как многие (да и я сам когда-то) путаются в этом вопросе.

В общем, лучше бы так и написали «Тайвань» – к нему в наших кругах доверия больше.

Внешний вид и устройство

Конструктивно угломер представляет собой транспортир, являющейся частью параллелограммного механизма. Выполнено все из желтого глянцевого ABS пластика. Качество материала отличное, но все же пластик есть пластик… эх, такой бы из нержавейки!

Собрана данная конструкция на латунные шарниры, Ход плотный, но мягкий, люфтов нет вообще. Есть барашек, позволяющий зафиксировать необходимые показания.

Размеры угломера – 155 мм х 100 мм (в положении, как на фото), весит он совсем немного – 26 грамм.

Параллелограммный механизм позволяет угломеру складываться и трансформироваться в нужную для текущих измерений форму.

Еще фото с разных ракурсов:

Шкала напоминает шкалу обычного транспортира с маркировкой от 0° до 180°. Минимальный угол, который практически можно измерить – примерно 15° (и для наружных и для внутренних углов). Имеет несколько уровней обозначений для различных измерений. В правом верхнем углу логотип компании, владеющей патентом на этот угломер (возможно, они его и производят).

Все линии и обозначения нанесены черной краской, сделано это достаточно четко и ровно. К отшелушиванию краска не склонна, что важно.

Инструкция

Обратная часть вкладыша упаковки угломера kwb имеет весьма доходчивые иллюстрации по использованию. Не знаю, есть ли у всех производителей такие, а кому-то вообще может достаться этот угломер без упаковки, поэтому приведу фотографии инструкции, «на всякий случай».

Угломер имеет три шкалы. Основная шкала – B, у нее две нумерации: прямая и обратная.

Измерение наружных и внутренних углов – наиболее простые измерения, которые должен иметь делать любой угломер:

Измерение углов сложной формы и относительные измерения:

Измерение внешних углов малых деталей и величины уклона:

Нониус

Данный угломер имеет нониус с шагом в 10 минут для более точного определения угла. Те, кто умеют пользоваться штангенциркулем, уже знакомы с этой системой, и знают, как она работает. Для остальных поясню. Нониус (или Верньер (Vernier) в честь изобретателя этой шкалы) – вспомогательная шкала для точного определения долей деления основной шкалы.

На фото мы видим две шкалы: верхняя – основная и нижняя вспомогательная – нониус. Принцип следующий:

0 деление на вспомогательной шкале указывает на базовое значение основной шкалы. В данном случае 75 с лишним градусов.

Для того чтобы узнать точное значение этого «лишнего» нужно найти которая из рисок нониус (нижней шкалы) наиболее точно совпадает с любой риской верхней шкалы. В данном случае это 30 минутная риска, что дает нам полное значение в 75°30′.

Выводы

Вердикт – отличная вещь, за эти деньги лучше просто не найти. Возможности и конструкция делает этот угломер практически идеальным инструментом для мелких работ: хобби, моделирование, работы по дереву, контроль угла Edge-подобных систем заточки и т.д. Для более крупных и грубых работ у него есть алюминиевый старший брат той же конструкции (но с меньшей точностью измерений).

В общем, рекомендую угломер KWB 0658-00 обеими руками, под этим названием или любым другим. Аналоги я озвучил, другие способы измерения и построения углов тоже. Выбирайте…