Что такое угломер и как пользоваться устройством с нониусом

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.

Меня всегда забавляют попытки производителей замаскировать известное (а скорей пресловутое) всем с детства «Made in China» разными аббревиатурами: то P.R.C. напишут, то R.O.C.. Да, обе аббревиатуры имеют отношение к Китаю, но на самом деле это не одно и то же! P.R.C. – КНР (Китайская Народная Республика), привычный нам Китай с красным коммунистическим флагом. R.O.C. – Китайская Республика или Тайвань (от имени острова составляющего большую часть территории). Разделение это имеет место еще со времен гражданской войны в Китае (1927-1950 гг.).

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′.

Общие сведения

Для измерения геометрических углов в различных конструкциях используют угломеры с нониусом. Этот прибор относится к механическим. Важным преимуществом является то, что можно осуществлять работу с удаленными конструкциями.

Все, что нужно для этого, — зафиксировать устройство в точном положении, используя оптический метод. Результат измерений, естественно, показывается в градусах. Благодаря использованию дополнительной шкалы, получаются более точные показатели. В данном устройстве используется шкала нониуса, которая представляет собой обычную удлиненную линейку. Именно с помощью нее можно определить даже малые доли градусов. Такая особенность помогает получить высокую точность измерений в различных сферах.

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.

Механический угломер 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.

Читать также: Худ ковка рисунки фото

Простейшие устройства используют механическую шкалу, на которой оператором поворачивается лимб с установленной лазерной указкой. Продвинутые обрабатывают отраженный сигнал лазера самостоятельно.

Лазерный угломер

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.

Угломеры разных видов: как выбрать подходящий?

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

Как измерять угломером в зависимости от его типа?

Рассмотрим самые распространенные и эксплуатируемые виды приборов, с которыми пользователь столкнется в 95 % случаев.

Электронные. Автоматизированные приборы самые простые и удобные в применении. Для их эксплуатации не понадобятся особые знания или навыки — справится даже новичок. Для проведения измерений достаточно расположить прибор под исследуемым углом, и результат сразу появится на дисплее. В зависимости от модели приборы имеют ряд дополнительных функций (например, запоминание угла или передачу значений на ПК).
С нониусом. Прибор устанавливают на плоскости так, чтобы искомый угол совпадал с корпусом и линейкой инструмента. Отсчитываются деления по основной шкале до тех пор, пока не будет достигнут уровень нуля на нониусе. Таким образом находят градусы. Далее продвигаются уже по шкале самого нониуса, пока не дойдут до деления, совпадающего с делением основной шкалы и продлевающего его в одну прямую линию. Таким образом определяются угловые минуты. В зависимости от класса точности оборудования значения шкал могут различаться, так что перед работой стоит изучить паспорт инструмента.
Оптические. Передвижную линейку прибора перемещают так, чтобы совместно с основанием они образовали искомый угол. После этого фиксируется зажимное кольцо устройства, что гарантирует точность измерения и неизменность положения его составляющих. Положения лупы и диска этого механизма зависят от положения подвижной линейки. Они являются своеобразным индикатором искомого значения. При помощи лупы наблюдают отметку на диске и соотносят ее с отметкой на пластине, вычисляя таким образом показание прибора.

Эффективное обращение с нониусными и оптическими инструментами требует от пользователя понимания их принципа действия и нарабатываемых профессиональных навыков.

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.

СЛЕСАРНЫЕ РАБОТЫ

Измерение углов угломером с нониусом

Угломер с нониусом является многомерным инструментом, предназначенным для измерения наружных и внутренних углов с точностью измерения до 2′. Такой угломер применяется для проверки только чисто обработанных поверхностей.

Для проверки исправности угломера необходимо:

1. Разобрать угломер: снять угольник 2, линейку 5, сектор 6, две державки 7 (рис. 226, а).

Рис. 226. Установка угломера для измерения углов:
а – наружных 0 – 50°; б – наружных 50 – 140°; в – наружных 140 – 180° и внутренних 130 – 180°; г – внутренних 40 – 130°

2. Чистой тряпкой, смоченной в бензине, удалить антикоррозионный смазочный материал и протереть все части насухо.

3. Проверить измерительные поверхности съемной и измерительных линеек, угольника и сектора на отсутствие царапин и забоин. Рабочие поверхности этих деталей должны иметь чистую поверхность.

Рис. 227. Прием измерения наружного угла

4. Собрать угломер, как показано на рис. 227, и проверить:

плавное перемещение дуги основания при вращении винта микрометрической подачи и отвернутом на один оборот стопорном винте;
точность совпадения нулевого деления нониуса с нулевым делением градусной шкалы, а также последнего деления нониуса с 29-м делением градусной шкалы;
правильность установки, съемной линейки и угольника, при которой положение острого конца съемной линейки должно быть расположено вровень с концом измерительной линейки;
рабочие плоскости угольника должны плотно прилегать к линейке; рабочее ребро съемной линейки должно совпадать с рабочей плоскостью измерительной линейки без видимого зазора.

При измерении наружных углов 0—50° применяют наладку, показанную на рис. 226, а, где измерительными сторонами угломера являются ребра съемной линейки 5 и измерительной линейки 4.

Точность отсчета, полученного при измерении угловых величин или при установке заданного угла, проверяют по градусной шкале 1 и нониусу 3.

По градусной шкале, размещенной на дуге основания,определяют на каком целом делении (или между ними) остановилось нулевое деление нониуса 3, которое соответствует числу целых градусов угловой величины. По шкале нониуса определяют, какое из его Делений совпало с делением градусной шкалы, по цифрам нониуса определяют число минут. Рассмотрим порядок измерения наружных углов 50—140° (рис. 226, б). Измерительными сторонами для данного измерения будут рабочее ребро съемной линейки 5 и плоскость измерительной линейки 4.

Для измерения наружных углов 140—180° и внутренних тупых углов 130—180° угломер налаживают согласно рис. 226, в, где рабочими сторонами угломера будут короткое ребро линейки 5 и поверхность измерительной линейки 4.

При измерении внутренних углов 40—130° (рис. 226, г) рабочими измерительными сторонами являются плоскость измерительной линейки 4 и рабочее ребро сегмента 8.

Для приобретения навыков в отсчете угловых величин следует предложить обучающимся ряд примеров.

1. Установить на угломере (с наладкой, см. рис. 226, а) следующие углы: 12° 10′; 19° 46′; 21° 58′; 39° 16′; 44° 32′.

2. Измерить угол шаблона:

вращением винта подачи добиваются, чтобы измерительные стороны угломера разошлись на угол, несколько больший измеряемого наружного угла;
измеряемый наружный угол шаблона помещают между измерительными сторонами угломера так, чтобы одна его сторона плотно соприкасалась с рабочим ребром линейки (рис. 227);
плавно вращают микрометрический винт, подводя плоскость измерительной линейки ко второй грани угла до плотного соприкосновения поверхности со второй плоскостью угла; добившись равномерного светового зазора между поверхностями, положение дуги фиксируют стопорным винтом;
угломер снимают с детали и отсчитывают число градусов и минут;
после окончания измерения угломер кладут в футляр, предварительно протерев его промасленной чистой тряпкой во избежание коррозии.

Виды угломеров[ | ]

Угломеры Угломеры учебные

угломеры строительные — предназначены для выполнения строительных, монтажных, разметочных и проектных работ. Позволяет контролировать монтаж строительных элементов и установку строительного оборудования, проводить монтаж различных конструкций, которые состоят из наклонных элементов, располагающихся друг относительно друга под определённым углом. В строительстве для разметочных и строительных работ, наряду с угломером, используют отвес и уровень (ровень, юстимер).
угломеры плотника, столяра — предназначены для выполнения плотницких и столярных работ (могут быть с регулируемыми или фиксированными углами — угольник, треугольник, наугольник, ерунок).
угломеры слесарные — предназначены для выполнения слесарных работ.
угломеры топографа — предназначены для выполнения топографических работ.
угломеры ортопедические — предназначены для измерения углов движений в суставах, для определения кривизны оси конечности, позвоночника.
угломеры горные — приборы для измерения горизонтальных и вертикальных углов и расстояний в маркшейдерских съёмках, не требующих высокой точности.
угломеры учебные — угломеры с фиксированными углами (треугольники, угольники, с углами 45°/45°/90° и 30°/60°/90°) и угломерные инструменты (транспортиры, для измерения углов от 0° до 180°, с точностью 1°), бывают совмещены с линейкой, используются для измерения углов, для рисования многоугольников и для различных расчётов. Угломеры учебные бывают двух типов, большие — для классной доски и небольшие — для расчётов и рисования учащимися в тетрадях и альбомах.
угломеры инженерные (конструкторские) — высокоточные измерительные инструменты, которые используется для измерения углов (наружных и внутренних) конструкций и поверхностей, деталей, механизмов, зданий и сооружений, методом непосредственного контакта и/или удалённых объектов на недоступное расстояние (теодолитом).
угломеры астрономические — высокоточные измерительные инструменты, которые используется для измерения углов между поверхностью (горизонтом) Земли и удалённым объектом (например, солнцем) или между удалёнными объектами (например, звёздами), методом оптического измерения. Для этого могут использоваться телескопы, оснащённые угломерами.
угломеры мореходные (навигационные) — предназначены для определения географической широты (по таблицам, по измеренному углу светила) при дальних морских путешествиях. Для этого используются угломерные приборы, с использованием оптического метода измерения угла — секстанты, принцип работы этого прибора основан на том, что угол светила (солнца, луны, звёзд) над горизонтом в определённый день и время зависит ещё и от географической широты, на которой находится наблюдатель. Аналогичным угломером можно пользоваться даже на самолётах, для определения географической широты местонахождения самолёта.
угломеры артиллерийские — предназначены для установки артиллерийского орудия под необходимым углом.

По типу устройства угломеры бывают механические (простые и нониусные), фиксированных углов, оптические, маятниковые, электронные (цифровые) и лазерные (ротационные). Существуют также комбинированные электронные угломеры, с электронным уровнем и угломеры электронные с лазерным уровнем.

Угломеры отличаются по типу устройства, размерам и погрешностям. Важным параметром угломера являются пределы допускаемой погрешности при проведении измерений. Погрешность прибора зависит от назначения угломерного прибора и является специфицированным параметром.

Механический измеритель углов – что это?

Привычным и доступным пока что считается механический прибор. Такой угломер универсальный, потому что позволяет приладить его практически к любой поверхности и снять показания внешнего и внутреннего угла. Бывает оптического типа и нониусного. Второй более распространен и удобен для контактного измерения. Нониус – это вспомогательная уточняющая шкала, которая комбинируется с основной и повышает точность значения на порядки. Ее роль может быть вам знакома из обращения со штангенциркулем, механическим микрометром и другими механическими измерительными приборами.

При покупке прибора важно поинтересоваться, по какому нормативному документу (стандарту) изготавливался товар, потому что критическим параметром будет точность, а если нет никакого регламентирующего документа для ее проверки и настройки, то ваши измерения могут быть далеки от истины. Поэтому лучше всего избегать китайских производителей, которые редко настолько серьезно подходят к калибровке, но зато дешевле любых российских или европейских аналогов.

Механические виды приборов обладают самым замысловатым строением

Нониусный тип включает в себя следующие узлы: корпус, к которому прикреплен диск с помощью гайки, основание с основной шкалой и нониусом, а также имеется линейка и хвостовик, передвигающийся по ней в процессе фиксирования значения углов. Оптический вид состоит из корпуса, в котором находится диск со шкалой, к нему прикреплена неподвижная линейка, а на диске установлена лупа, подвижная линейка и ее рычаг. Под диском есть пластинка с указателем, который видим через окуляр. Вся эта система приводится в движение, потом фиксируется в выбранном месте, а через лупу снимается показание

Механические виды приборов обладают самым замысловатым строением. Нониусный тип включает в себя следующие узлы: корпус, к которому прикреплен диск с помощью гайки, основание с основной шкалой и нониусом, а также имеется линейка и хвостовик, передвигающийся по ней в процессе фиксирования значения углов. Оптический вид состоит из корпуса, в котором находится диск со шкалой, к нему прикреплена неподвижная линейка, а на диске установлена лупа, подвижная линейка и ее рычаг. Под диском есть пластинка с указателем, который видим через окуляр. Вся эта система приводится в движение, потом фиксируется в выбранном месте, а через лупу снимается показание.

Порядок применения устройства

Для получения точных значений необходима регулярная поверка угломеров, проверка их соответствия эталонным значениям. Сам же процесс замера максимально прост:

Основание или одна из линеек плотно прикладывается к одной из поверхностей.
Ко второй поверхности прикладывается шкала дуги или вторая линейка.
Положение линеек фиксируется винтом.
Определяется угол по совпадению шкалы с краем линейки.
При наличии нониуса определяются секунды угла.

Выше описан порядок использования механического угломера – простого универсального прибора, которым можно замерять внутренние и наружные углы. Электронным прибором пользоваться ещё проще – необходимо лишь зафиксировать измерительные поверхности и получить показания с электронного дисплея.

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:

Приложить инструмент к измеряемой плоскости специальным опорным основанием
Нажать на стопорное кольцо прибора, которое находится в верхней части
Дождаться, пока стрелка перестанет колебаться, а затем отпустить стопорное кольцо
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.