Goniometru

Goniometru ( altă greacă γωνία - unghi și μετρέω - măsură) - o clasă de instrumente de măsurare pentru măsurarea de înaltă precizie a unghiurilor . Obiectele de măsurare și metodele de măsurare pot fi foarte diferite, de la membre umane la fluxuri de lumină (goniofotometru). Din punct de vedere istoric, primele goniometre au fost variații ale raportorului cu una sau mai multe părți mobile. Mai târziu, și în aplicarea anumitor domenii ale științei, vorbim despre diferite dispozitive, unite printr-un singur nume și esența măsurării (unghiul dintre ceva).

Cristalografie

În cristalografie , goniometrele sunt folosite pentru a măsura unghiurile dintre fețele de cristal sau coordonatele sferice și fețele [1] . Odată cu dezvoltarea difracției de raze X , această metodă și-a pierdut rolul de principală în cristalografia geometrică, dar își păstrează importanța în morfologie și teoria creșterii cristalelor [2] .

Din punct de vedere istoric, primele au fost aplicate (sau tactile ) goniometre, adică dispozitive care erau aplicate direct pe cristal și făceau o măsurătoare. Cel mai faimos goniometru de acest tip, care a fost creat în secolul al XVIII-lea de către Arnou Carangio, maestru mecanic la laboratorul Rome de Lisle [3] .

Ulterior, cercetătorii au trecut la goniometre reflectorizante mai convenabile și mai precise . În ele, măsurătorile au fost făcute prin reflectarea unui fascicul de lumină de pe fețele de cristal. Primul goniometru reflectorizant cu un singur cerc a fost creat la începutul secolului al XIX-lea de William Wollaston [3] .

Goniometrele reflectorizante cu două cercuri au fost dezvoltate la sfârșitul secolului al XIX-lea de către omul de știință rus E. S. Fedorov , cercetătorul companiei Zeiss din Jena , 3igfried Czapsky.și omul de știință german Viktor Goldschmidt . Într-un goniometru cu două cercuri, măsurarea este însoțită de două rotații circulare:

  1. cristal în jurul uneia dintre axe;
  2. un cristal în jurul unei axe perpendiculare pe prima (după Fedorov) sau un tub cu colimator în jurul unei axe perpendiculare pe prima (după Chapsky).

Având două grade de libertate, este posibil să se măsoare coordonatele sferice ale tuturor fețelor fără o ajustare suplimentară a cristalului. Acest avantaj al goniometrelor cu două cercuri a dus la distribuția lor rapidă și la utilizarea pe scară largă [1] .

Variante ale lui Fedorov, Chapsky și Goldschmidt au fost prezentate comunității științifice cam în același timp, în 1892-1893, care în același timp și mai târziu a dat naștere la dispute despre primat. În URSS , ca parte a luptei pentru prioritățile rusești , savantului rus și Voinței Poporului E. S. Fedorov i sa acordat prioritate necondiționată, în timp ce Siegfried Czapsky a fost prezentat ca a copiat invenția rusă. În noua datare, invenția lui Fedorov a avut loc în 1889, puțin menționatul Goldschmidt și-a inventat dispozitivul în 1892, iar Chapsky a copiat cu îmbunătățiri de la Fedorov în 1893. Acuitatea problemei nu a dispărut nici după prăbușirea URSS. [4] .

Ca și în cazul multor invenții a căror vreme este copt, goniometrul cu două cercuri, ca o dezvoltare a ideii de teodolit , ar fi putut fi inventat în momente diferite și de către diferiți oameni destul de independent. Cu toate acestea, cursul de cristalografie în universitățile ruse pentru 2007 este destul de categoric, cu o atenție minimă acordată lui Chapsky [5] :

Un goniometru reflectorizant cu două cercuri a fost construit în 1889 pe principiul unui teodolit de strălucitul cristalograf rus E.S. Fedorov (1853 - 1919). Mai târziu, instrumente similare, diferite în particular, au fost proiectate de V. Goldshmidt (1853-1933) și Z. Czapsky.

Profesorul A. I. Kitaygorodsky în cartea sa „Analiza difracției cu raze X” (1950), fără a atinge problema priorităților, consideră cu încredere goniometrele Fedorov și Chapsky ca fiind dispozitive complet independente, cu propriile avantaje și metode de utilizare [1] .

Medicina

În medicină, goniometrele sunt folosite pentru a măsura mobilitatea articulațiilor pentru a identifica posibile probleme de mișcare și pentru a selecta terapii de reabilitare. Ca știință separată cu propriul set de metode și instrumente, goniometria este cunoscută în literatura științifică încă din 1914 [6] .

Trebuie subliniat faptul că goniometria în medicină se ocupă în mod specific de mobilitatea articulațiilor, amplitudinea acesteia în comparație cu standardele pentru un anumit somatotip și simetria pe ambele părți (pentru membre). Măsurătorile indicatorilor statici, ca în craniometrie , aparțin altor domenii ale antropometriei .

Cel mai simplu mijloc de măsurare este un goniometru aplicat (adică aplicat direct pe corp). Acesta este în esență doar un raportor cu o bară mobilă sau o riglă pe el, ca în ilustrația din dreapta. Avantajele sale sunt simplitatea și portabilitatea. Cu toate acestea, are și două dezavantaje în examinările mai profunde ale mobilității articulare [6] :

  1. Vă permite să măsurați unghiul într-un singur plan.
  2. Discrepanța dintre axele goniometrului însuși și axele membrului investigat.

In 1987 au aparut pe piata goniometrele flexibile, formate dintr-o tija flexibila speciala cu mansete. Astfel de goniometre au rezolvat problema nealinierii axelor, dar numai pentru membrele deschise care nu aveau bandaje groase . Odată cu dezvoltarea electronicii, au apărut variante mai precise și funcționale (dar și mai scumpe) de goniometre cu senzori atașați. În astfel de goniometre, unghiul este determinat de caracteristicile electrice dintre doi senzori fixați, de exemplu, pe corp și pe încheietura mâinii ridicate [6] . O dezvoltare comercială a ideii este tehnologia de captare a mișcării pentru filmare.

Industrie

Goniometrele industriale sunt folosite pentru a măsura unghiurile dintre orice suprafață reflectorizante. În esență, acestea sunt aceleași goniometre reflectorizante ca în cristalografia cu electronică suplimentară: autocolimatoare , mijloace de stocare și transmitere a rezultatelor măsurătorilor etc. De asemenea, scopul și condițiile de funcționare pot impune cerințe suplimentare de rezistență la medii agresive (vibrații, murdărie, praf). etc.).

Goniometrele din categoriile 1, 2 și 3 sunt concepute pentru a măsura diverse părți optice și a verifica măsurile unghiulare. Pe piața rusă pentru 2013, goniometrele vizuale destul de învechite produse de uzina Kiev Arsenal (modele GS-2, G5M și GS-5) și goniometrele digitale moderne fabricate de INERTECH LLC (SG-1) și NPK „Diagnostics” (modele) SG-1T și SG-3T), precum și analogi importați [7] .

Note

  1. ↑ 1 2 3 Kitaygorodsky AI Studiul goniometric al cristalelor // Analiza structurală cu raze X. - M . : Gosizdat , 1950. - S. 147-152.
  2. ↑ Weinstein B.K. Goniometry // Cristalografia modernă. - M . : Nauka , 1979. - T. 1. - S. 198.
  3. ↑ 1 2 Shafranovsky I. I. Istoria cristalografiei în Rusia. - M. : AN SSSR , 1962. - S. 158.
  4. ↑ Treivus E. B. Mai multe despre istoria goniometrului cu două cercuri // Note ale Societății Mineralogice All-Union . - M. : AN SSSR, 1999. - T. 128 , nr. 1 . - S. 48-49 .
  5. ↑ Cristalografie, Mineralogie S. 11. SFU (2007). Arhivat din original pe 9 noiembrie 2015.
  6. ↑ 1 2 3 Laskoski GT și colab. Dezvoltarea unui goniometru telemetric  (engleză)  // Congresul mondial de fizică medicală și inginerie biomedicală. - Springer , 2010. - Vol. 25. - ISSN 1680-0737 .
  7. ↑ Goncharov N. Revizuirea echipamentelor moderne de măsurare a unghiului  // Fotonică. - 2013. - Emisiune. 2 .

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
În cataloagele bibliografice