Что такое угломер и как пользоваться устройством с нониусом

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:

1. Строительные. Рассчитаны на большие расстояния. Применяются для разметки объектов и во время монтажа, чтобы закрепить конструкции правильно.
2. Плотницкие. Оперируют сантиметрами, дециметрами. Используются для разметки деталей из дерева и других материалов.
3. Навигационные. Определяют направление на небесные светила, используются для вычисления географических координат точки наблюдения.
4. Слесарные. Отличаются от плотницких повышенной точностью, работают с металлическими заготовками и конструкциями.
5. Учебные. Применяются учащимися при изучении начальной и начертательной геометрии.
6. Артиллерийские. До конца XX века использовались для наводки орудий. В настоящее время вытесняются электронными системами наведения.
7. 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.

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.

Дополнительные аксессуары

Для эффективной работы с угломером будет нелишним подготовить и вспомогательный инструмент. В перечень наиболее распространенных дополнений можно включить рулетку, уровень и транспортир, если выполняются сложные операции разметки без нониуса. Конкретный набор аксессуаров зависит от того, в каких условиях применяется угломер строительный механический. Виды плотницких и слесарных инструментов такого типа объединяются названием «малка», и практически во всех случаях применение не обходится без разметочных графитовых карандашей. Желательно использовать именно строительные карандаши, поскольку они имеют подходящие характеристики для нанесения точек и линий на поверхностях разных материалов.

Сведения о методах измерений

Для измерения углов применяют следующие методы:

1. Путем сравнения с эталонными образцами.
2. Гониометрическим способом, который основан на использовании измерительных устройств с угломерной шкалой.
3. Тригонометрический способ, заключающийся в определении параметров, которые жестко связанных с углом посредством тригонометрическим путем.

Методы измерения угломерным инструментом

Размер угла, в абсолютных единицах измеряют с помощью мерительного инструмента под названием угломерный инструмент. У этого термина есть множество аналогов – транспортир, гониометр, секстант, астролябия и пр. Эти приборы отличают по точности выполняемых измерений, они могут иметь разное устройство, но принципы измерения одинаковы. Чаще всего на практике применяют нониусные угломеры.

Конструкция угломера

Это устройство относят к измерительным приборам механического типа. Их главная задача проведение измерения геометрических углов в деталях и конструкциях.

Конструкция угломера универсального

Угломерный инструмент с нониусом относится к механическому типу измерительных приборов, которые служат для измерения геометрических углов в различных деталях и конструкция. Результаты измерения представляются в градусах, наличие дополнительной шкалы, существует возможность получать более точные результаты. Эта дополнительная шкала и называется нониусом. Ее закрепляют на удлиненной линейке. Благодаря использованию этой шкалы точность измерений может быть получена в пределах десятых долей градуса.

Один из самых распространенных угломеров является модель 4УМ. С его помощью можно выполнять замеры в диапазоне от 0 до 180 градусов. Этот измерительный прибор отвечает требованиям ГОСТ 5378-88. Основная сфера его применения – это промышленность, связанная с производством деталей, металлоконструкций. Кроме этого ее применяют в ремонтном производстве.

К основным преимуществам этого прибора – его точность. Его применение позволяет оперировать довольно точными цифрами и именно это обеспечило его спрос среди специалистов в различных отраслях промышленности. Как и большинство механических приборов измерения, угломерный инструмент отличается длительностью эксплуатации, у него нет какого-то определенного срока годности, разумеется, при полном соблюдении правил эксплуатации и хранения.

https://youtube.com/watch?v=OmQBd8c7AjE

К недостаткам этого класса приборов можно отнести сложность в ремонте. В этом изделии нет деталей, которые можно просто заменить, они сложны в изготовлении и чаще всего их приходится заказывать на заводе производителе.

Кстати, нередко приборы для проведения механических измерений часто сравнивают с электронными, и хотя они выглядят довольно устаревшими, они до сих пор находятся в строю.

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:

1. плавное перемещение дуги основания при вращении винта микрометрической подачи и отвернутом на один оборот стопорном винте;
2. точность совпадения нулевого деления нониуса с нулевым делением градусной шкалы, а также последнего деления нониуса с 29-м делением градусной шкалы;
3. правильность установки, съемной линейки и угольника, при которой положение острого конца съемной линейки должно быть расположено вровень с концом измерительной линейки;
4. 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:

1. вращением винта подачи добиваются, чтобы измерительные стороны угломера разошлись на угол, несколько больший измеряемого наружного угла;
2. измеряемый наружный угол шаблона помещают между измерительными сторонами угломера так, чтобы одна его сторона плотно соприкасалась с рабочим ребром линейки (рис. 227);
3. 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;
4. угломер снимают с детали и отсчитывают число градусов и минут;
5. после окончания измерения угломер кладут в футляр, предварительно протерев его промасленной чистой тряпкой во избежание коррозии.

Виды инструмента для измерения углов

Измеритель углов используется при проведении самых различных работ. Выделяют следующие группы инструментов:

1. Строительный уровень получил самое широкое распространение. Уровень, который основан на изменении воздушного шарика в жидкости, применяется в течение многих лет. Однако, снимаемые показатели нельзя назвать точными.
2. Слесарный механический угломер также встречается крайне часто. В данной сфере наибольшее распространение получили шаблоны, за счет которых ускоряется производственный процесс.
3. Угломер оптический применяется при ландшафтных работах. Он позволяет получить точные данные за минимальный промежуток времени.
4. В топографии используется механический угломер-транспортир. Он хорошо проявляет себя при работе с картами. Его точность относительна.

Угломер-транспортир

Оптический угломер Строительный уровень

В последнее время большое распространение получили лазерные установки. Они способны в минимальный срок замерять не только углы, но и другие размеры. При этом погрешность может составить всего несколько сотых долей миллиметра и меньше.

Различия угломера по типу устройства и принципу измерения

По своей конструкции и принципу производимых измерений все существующие угломеры можно разделить на шесть видов – это электронный угломер, лазерный, оптический, маятниковый, механический и угломер фиксированных углов. Рассмотрим их немного подробнее.

Электронный угломер. Его еще называют цифровой угломер – принцип работы этого инструмента основан на действии полупроводников. Отличить такой угломер от всех других можно по наличию электронного табло, на которое выводятся результаты измерений. Это достаточно точный инструмент, который можно использовать для монтажа ответственных конструкций.

Лазерный угломер. Имеет достаточно большое количество всевозможных конструкций, но все они работают по одному и тому же принципу – устройство излучает два луча, направляемые на две различные точки. Измерения угла могут производиться либо визуально, либо электронным способом. Недостатком этого современного угломера является проблема при работе в дневное время – луч лазера достаточно сложно уловить взглядом при ярком освещении. Исправить такое положение дел можно с помощью специальных приемников, которые сигнализируют о точном наведении луча в необходимую точку.

Лазерный угломер фото

Оптические угломеры. Отличить их можно по наличию так называемого «глаза» – оптической линзе, используемой для проведения измерений. Ярким представителем подобных угломеров является тахеометр.
Маятниковые угломеры. Получили широкое распространение в сфере инструментального производства, но и в строительстве для них имеется своя ниша – они с легкостью определяют угол отклонения того или иного элемента конструкции от уровня горизонта. Их принцип действия основан на работе маятника или, как его еще называют, гироскопа, который постоянно занимает свое место в соответствии с земным притяжением. По сути, шкала такого угломера остается неподвижной, а перемещается только стрелка, установленная на противоположном конце маятника.

Маятниковый угломер фото

Механические угломеры. Подразделяются на два вида – простые и угломеры с нониусом. Этот инструмент относится к классу контактных – для измерения угловых значений требуется плотный контакт с двумя поверхностями измеряемого угла.
Угломеры фиксированных углов. Это узкоспециализированный инструмент, позволяющий измерить угол определенной величины – с его помощью вы можете проконтролировать, к примеру, угол 90 или 30˚. Его в большей степени можно назвать шаблоном, чем измерительным инструментом.

Кроме вышеперечисленных разновидностей угломеров, существует и так называемый универсальный угломер – он предназначен для будничного контроля выполнения работ и особой точностью не отличается. И среди универсального инструмента этого типа достаточно часто можно встретить комбинированные разновидности, которые сочетают в себе несколько способов измерения углов – довольно распространенными конструкциями этого типа являются лазерно-механические угломеры или электронные. Последние можно совместить практически со всеми видами угломеров.

Универсальный угломер фото

Угломеры

Вначале немного информации об инструментах для измерения углов, чтобы было понятней, чем же выделяется данный конкретный угломер из всей их массы. Или вы можете сразу перейти к обзору. 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.

Из подручных средств простейший угломер можно сделать, взяв два полотна (или два куска) ножовки по металлу, и соединив их болтом через отверстие для крепления.

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 собойчетверть 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 компанияпродает очень неплохой ручной инструмент и принадлежности, и имеет вполне достойную репутацию. Часть продукции производится в Германии, часть в Китае, часть еще где-то.Маркетинговым брендом я называю компании, которые ничего (или почти ничего) не разрабатывают и не производят, а только продают под своим именем, заказывая продукцию у OEM производителей. Таких брендов сейчас очень много, в том числе российские Зубры, Skrab’ы, Stayer’ы и прочие. Само по себе это нормально, но очевидно, что компании фактически производящие свою продукцию заслуживают большего доверия.

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.

Как пользоваться угломером самого простого вида, мы знаем еще со школы, но видов, областей назначения и конструкций этого инструмента намного больше, иногда принцип его действия даже не совсем понятен, хотя задача все та же – замерить угол наклона в плоскости или пространстве. Постараемся устранить пробелы в ходе прочтения данной статьи.

Особенности конструкции

Единицей измерения любого угла, как известно, является, градус — 1/360 диаметра окружности. Он и является шагом угломера. Градусы, в свою очередь, делятся на минуты и секунды. Общим элементом конструкции всех инструментов этого типа является основание в виде подвижной дуги, на которую нанесена шкала с градусами и минутами. Последняя подвижно закрепляется на специальной линейке, служащей отправной точкой при измерении. Очень часто в конструкцию таких инструментов вместо линейки входит угольник. Закрепляется он на опорной планке. Фиксировать полученный результат измерения в таких устройствах можно с помощью особого винта.

Угломеры механические маятниковые дополнительно имеют особый элемент конструкции, принимающий вертикальное положение при изменении угла наклона измеряемой детали. Такие инструменты более удобны в использовании, чем обычные. Применяются они чаще всего при работе с габаритными изделиями. К примеру, с их помощью измеряют фактические углы расположения узлов и механизмов сельскохозяйственной техники.

Изготавливаются угломеры чаще всего из инструментальной стали. Этот материал отличается прочностью и устойчивостью к повреждениям. Служит стальной угломер механический очень долго. В некоторых случаях инструменты этой разновидности могут изготавливаться также из дерева или пластика. Такие модели чаще всего используются при выполнении разного рода ремонтных работ внутри помещений (к примеру, при установке стеновых панелей или монтаже плинтусов). Иногда устройства этого типа делают также из легкого алюминия.