مقياس الزوايا: التاريخ ، الأجزاء ، العملية ، الاستخدامات ، الأنواع - جسدي - بدني - 2026

على مقياس الزوايا هو جهاز يستخدم لقياس الزوايا شكلت من قبل اثنين من صور. يأتي الاسم من كلمتين يونانيتين: gonios ، وتعني الزاوية والمتر ، في إشارة إلى حقيقة القياس. من هناك أيضًا يُشتق قياس الزوايا ، وهو علم قياس الزوايا.

تعد الكميات الزاوية جزءًا مهمًا من التخصصات مثل علم الفلك ، والمسح ، والجيولوجيا ، والطب ، وعلم المعادن ، والهندسة المعمارية ، والهندسة ، وغيرها الكثير. الارتفاعات ، والمسافات ، والقوى ، والعديد من الخصائص الفيزيائية لها زوايا متضمنة ، لذا فإن قياسها مناسب.

الشكل 1. مقياس الزوايا العالمي. المصدر: F. Zapata،

التاريخ

في العصور القديمة ، كان لدى شخص ما فكرة تقسيم المحيط إلى 360 جزءًا متساويًا ، تسمى الدرجات. ولكن لم يكن حتى عام 1538 أن قام الطبيب الهولندي ريجنير جيما فريسيوس بتطوير مقياس الزوايا ، وهو أداة مشتقة من الإسطرلاب (جهاز يستخدم لقياس ارتفاعات أو انخفاضات جسم ما).

نظرًا لأن الزاوية يتم تعريفها على أنها المنطقة الواقعة بين شعاعين بنقطة مشتركة ، والتي يمكن أن تكون مركز الدائرة المذكورة ، فإن إحدى الطرق لتحديد قياس تلك المنطقة هي باستخدام دائرة متدرجة.

إذن ، التصميم الأساسي هو دائرة مسطحة ، متدرجة على مقياس 360 درجة أو نصف دائرة ، بزاوية 180 درجة. المنقلة البلاستيكية البسيطة ، مثل تلك المستخدمة في المدرسة ، هي مقياس الزوايا الأساسية للغاية ، إذا التزمنا بالتعريف.

المنقلة قادرة على قياس الزوايا على سطح مستو مثل قطعة من الورق أو لوح. لذا فإن نطاق حركته محدود نوعًا ما.

مقياس الزوايا أكثر تعقيدًا من المنقلة البسيطة. يدمج البعض ورنيه ، لمزيد من الدقة في القياس ، ومساطر لقياس المسافات. لديهم أيضًا أذرع لوضعها على الأسطح غير المسطحة.

هذا هو السبب في وجود العديد من أنواع أجهزة قياس الزوايا ، والتي يعتمد استخدامها على المنطقة التي تستخدم فيها. فيما يتعلق بمواد التصنيع ، فهي بشكل عام خفيفة الوزن وقوية ، مثل البلاستيك وسبائك الفولاذ والألمنيوم.

ما هو مقياس الزوايا؟

كما قلنا ، يتم استخدام مقياس الزوايا لقياس الزوايا في مجموعة متنوعة من المواقف ، على سبيل المثال الزوايا التي تصنعها مفاصل الجسم ، والتي تدل على حركته. وبالمثل ، في البناء ، من الضروري قياس الزوايا في الأسقف والجدران والأبواب والعديد من العناصر.

هذا لذكر عدد قليل من التطبيقات ، لأنها تكاد تكون غير محدودة ، لأن الزوايا هي كيانات منتشرة في كل مكان في كل ما يحيط بنا.

النظام الستيني

يتكون النظام الستيني من تقسيم المحيط إلى 360 أجزاء متساوية تسمى الدرجات (º). في المقابل ، يتم تقسيم كل درجة إلى دقائق () ودقيقة واحدة مقسمة إلى 60 ثانية (´´).

ينطبق هذا النظام على الزوايا وهو أيضًا مألوف جدًا كمقياس للوقت. فيما يلي سوف نشير حصريًا إلى الزوايا.

عندما يتم التعبير عن زاوية بالدرجات والدقائق والثواني ، يُقال أنه يتم التعبير عنها بمقياس معقد. ولكن إذا اخترت ترك كل شيء بالدرجات والكسور من الدرجة ، فهذا مقياس بسيط.

على سبيل المثال ، الزاوية التي قياسها 25º 38´ 12´´ هي قياس معقد ، لكن الزاوية نفسها في القياس البسيط هي 25.64º. تقوم معظم الآلات الحاسبة العلمية بالتحويل من واحدة إلى أخرى بسرعة.

القطع

مقياس الزوايا البسيط أو التقليدي

يتكون مقياس الزوايا البسيط مثل الذي يظهر في الرسم البياني التالي من:

- جزء نصف دائري يحتوي على مقياس متدرج من 0 إلى 180 درجة.

- الجسم: القطعة التي تحتل قطرًا ، والتي يرتكز عليها نصف دائرة مع الميزان.

- الورقة التي تنتهي بإبرة مؤشر للقراءة.

الشكل 2. أجزاء من مقياس الزوايا الأساسية. المصدر: F. Zapata.

مقياس الزوايا الدقيق

النسخة الأكثر تطوراً هي مقياس الزوايا الدقيق ، الذي يحتوي على قاعدة منزلقة متصلة بالذراع المفصلي لمقياس الزوايا.

يذهب الذراع المفصلية على القرص الدوار ، الذي يحتوي على رنيه أو رنيه ، ويدور على القرص الثابت الذي يحتوي على المقياس الرئيسي متدرج في 1 وحدة.

يتصل بالقرص الثابت المسطرة الثابتة ، التي لها سطح مرجعي حيث يتم دعم الجزء المراد قياسه.

الشكل 3. مقياس الزوايا الدقيق وأجزائه. المصدر: F. Zapata.

تسيير

جميع أنواع مقياس الزوايا لها نفس مبدأ التشغيل ، دعنا نرى:

تحتوي الورنية ، التي تمتد على القرص الدوار ، على مقياس متدرج إلى اليمين واليسار ، مما يسمح بإجراء القياسات في اتجاه عقارب الساعة وعكس اتجاه عقارب الساعة.

تجدر الإشارة إلى أن الدقة أو التقدير لهذا النوع من مقياس الزوايا هو 5 دقائق من القوس ، والذي يظهر عدديًا لاحقًا.

يوجد في وسط مقياس الزوايا برغي يعمل كمحور دوران ومثبت للموضع الزاوي. تحتوي بعض مقاييس الزوايا الدقيقة على عجلة إضافية للتحكم في الدوران الدقيق ، بحيث يمكن ضبطه بدقة أكبر للقطعة المراد قياسها.

توضع القطعة المذكورة بين قاعدة المتغير والقاعدة أو المربع الثابت. يتم وضع شمعة على كل من مقياس الزوايا والجزء الذي تم وضعه بالفعل للتأكد من الملاءمة المثالية.

بمجرد اختفاء أي مسار ضوئي بين القطعة والسطح المرجعي للمسطرة أو المربع ، يتم تثبيت الموضع بمثبت المفصل أو برغي التثبيت. أخيرًا ، يتم إجراء القياس ، ويتم تفصيل خطواته أدناه:

كيف يتم استخدام مقياس الزوايا؟

لاستخدام مقياس الزوايا ، يتم تثبيت الجسم المراد قياس زاوية ميله بين الصفيحة وقرص مقياس الزوايا ، كما هو موضح في الشكل 4. هناك الزاوية المراد قياسها تم تحديدها باللون الفوشيا.

الشكل 4. كيفية قياس زاوية باستخدام مقياس الزوايا الأساسي. المصدر: F. Zapata.

تم رسم أوجه تشابه باللونين الأخضر والأزرق فوق الصورة لتوجيه القارئ. زاوية الفوشيه هي عكس الرأس للزاوية الصفراء. عندما يكون لديك زوايا متقابلة في الرأس ، فإنهما يقيسان نفس الشيء.

قياس الزاوية باللون الأصفر هو نفس اللون البرتقالي ، لأنها تقع بين الخطين الأخضر والأزرق المتوازيين. بمجرد الاقتناع بذلك ، تتم القراءة على الفور من خلال ملاحظة المؤشر على الورقة.

زاوية القطعة المراد قياسها هي زاوية حادة والقراءة مصنوعة من اليسار إلى اليمين. في الصورة المكبرة يقرأون 48 درجة.

الشكل 5. عرض مكبرة للقياس. المصدر: F. Zapata.

بالطبع يمكن إجراء القراءات من اليمين إلى اليسار ، حيث يوجد مقياس مزدوج لذلك. يعتمد القيام بذلك بطريقة أو بأخرى على الكائن المراد قياسه.

خطأ تقدير

جميع أدوات القياس لها تقدير ، وهو أصغر تقسيم على المقياس ، وأي قياس يتم إجراؤه ، سواء باستخدام مقياس الزوايا أو أي مقياس آخر ، سيتأثر دائمًا بالخطأ.

على سبيل المثال ، في مقياس الزوايا البسيط الذي رأيناه للتو ، فإن أصغر تقسيم يتوافق مع 1.

الحد الأقصى للخطأ الذي يمكن إجراؤه في القياس الذي تم إجراؤه باستخدام مقياس الزوايا هذا هو تقدير أكثر أو أقل. وفقًا لذلك ، يتم التعبير عن قراءة المثال على النحو التالي:

بشكل عام ، يتم حساب تقدير مقياس مثل هذا عن طريق اختيار قراءتين تعسفيتين ، وحساب عدد الأقسام بينهما ، على النحو التالي:

قراءات مع مقياس الزوايا الدقيق

يحتوي مقياس الزوايا الدقيق على رنيه: مقياس ثانٍ يوضع على قرص متحرك ويمكن تحريكه أسفل المقياس الرئيسي. تسمح الورنية بقراءات أدق.

كما هو الحال دائمًا ، ينتج عن القياس الذي يتم إجراؤه باستخدام المقياس الرئيسي درجات ويمكن إجراؤه في اتجاه عقارب الساعة (من اليسار إلى اليمين) أو عكس اتجاه عقارب الساعة (من اليمين إلى اليسار) ، حسب الراحة.

تتم القراءة على المقياس الرئيسي بالإجراء الموضح في القسم السابق. يعمل 0 من الورنية كمؤشر في هذه الحالة.

الآن نذهب إلى القراءة النهائية مع الورنية ، والتي ستمنحنا الدقائق. كل قسم يعادل 5´ (دقائق زاوية) ويمكن أيضًا قراءته من اليسار إلى اليمين أو من اليمين إلى اليسار.

للعثور على القياس ، يجب تحديد خط الورنية الذي يتطابق بشكل أفضل مع أي خط من خطوط المقياس الثابت ، وسيكون هذا هو الكسر بالدرجات الذي يجب إضافته للحصول على القراءة الكاملة.

مثال على القراءة 1

كمثال ، دعنا نرى قراءة الشكل ، تمت عكس اتجاه عقارب الساعة. يشير 0 من الورنية إلى 64 درجة (الخط الأخضر).

الشكل 6. مثال على القراءة من اليمين إلى اليسار. المصدر: F. Zapata.

الآن دعونا نلقي نظرة على خط الورنية الذي يتطابق بشكل أفضل مع أحد الخطوط الرئيسية. في الشكل تم تسليط الضوء عليه باللون الفوشيا. يتطابق مع القسم رقم 30 على مقياس الورنية. إذن قياس الزاوية لدينا:

بالنسبة لتقدير مقياس الزوايا هذا ، فإنه لا يعتمد فقط على المقياس الرئيسي ، ولكن على مقياس الورنية. عادة ما تحتوي أجهزة قياس الزوايا على 12 أو 24 قسمة في كل نصف. يحتوي المثال الموجود في المثال على 12.

وتحسب على النحو التالي:

في هذه الحالة ، أصغر قسم هو 1º = 60 ´ ، والأقسام هي 12:

لذلك تُنقل القراءة بهذه الطريقة:

مثال على القراءة 2

الآن دعنا نحاول القراءة في اتجاه عقارب الساعة.

الشكل 7. قراءة مقياس الزوايا مأخوذة من اليسار إلى اليمين. المصدر: F. Zapata.

يتطابق الصفر الخاص بالورنيه مع 42 درجة (اللون البرتقالي) ، في حين أن تقسيم الورنية الذي يتطابق بشكل أفضل مع أي من التقسيمات على المقياس الرئيسي (اللون الأزرق الفيروزي) يتوافق مع 20 درجة. لذلك فإن الزاوية المقاسة هي:

قد يتساءل القارئ عما يحدث إذا لم يكن هناك تقسيم مطابق تمامًا. عندما يكون 0 من الورنية في منتصف قسمين رئيسيين ، فإن التقسيم الأقرب إلى 0 يؤخذ على أنه قراءة الدرجة. يتم إجراء باقي القياس كما هو موضح بالفعل

يعود الأمر دائمًا إلى الشخص الذي يقوم بالقياس لاختيار الأقسام الأكثر تطابقًا. يمكن أن يختلف شخصان يأخذان نفس القياس ، ولكن دائمًا تقريبًا على القياس الدقيق.

أنواع مقياس الزوايا

مقياس الزوايا العالمي

هناك تصاميم متعددة. يتكون الشكل الموضح في الشكل 8 من مسطرين معدنيين أو بلاستيكيين دائريين يدوران مع نصف دائرة متدرجة. يتم وضع الكائن المراد قياس زاويته بين المساطر وقراءته من نصف دائرة متدرجة.

يستخدم مقياس الزوايا الموضح على نطاق واسع لتحديد نطاق حركة المفصل ، أو المسافة التي يقطعها المفصل من موضعه الطبيعي إلى أقصى حركته.

الشكل 8. مقياس الزوايا التي تستخدم في الطب لقياس قدرة المفاصل على الحركة. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز. المصدر: Voxymoron

مقاييس كهربائية

إنها أداة تحول الزاوية المراد قياسها إلى نبضة كهربائية. يستخدم على نطاق واسع لقياس مدى حركة المفاصل.

مقياس الزوايا الفقاعي

كما يوحي اسمه ، فإنه يحتوي على فقاعة تسوية ، توجد عادةً في نهاية أحد الذراعين. نظرًا لأن العديد من القياسات تحتاج إلى محاذاة هذا الذراع مع الأفقي ، فإن هذا يسمح بقراءات أكثر موثوقية.

المراجع

1. كالدوش ، إي ممارسات المختبر. هندسة عمليات التصنيع. جامعة كاتالونيا. 20-22.
2. كيف يعمل. كيف يعمل مقياس الزوايا. تم الاسترجاع من: como-funciona.co.
3. دياز ديل كاستيلو ، ف. قياس الأبعاد. UNAM. كلية كواوتيتلان للدراسات العليا. تم الاسترجاع من: olimpia.cuautitlan2.unam.mx.
4. 4) موسوعة بريتانيكا. المنقل مقياس الزوايا. تم الاسترجاع من: britannica.com
5. المجلس العسكري الأندلسي. علم القياس. تم الاسترجاع من: juntadeandalucia.es.
6. القوانين والصيغ الرياضية. أنظمة قياس الزوايا. تم الاسترجاع من: ingemecanica.com.
7. المنقل مقياس الزوايا. تم الاسترجاع من: google.com.