Goniometr - Goniometer

Pro další použití viz Goniometr (disambiguation).
Goniometr od Develey le Jeune v Lausanne, koncem 18. – počátkem 19. století

A goniometr je nástroj, který měří buď úhel, nebo umožňuje otáčení objektu do přesné úhlové polohy. Termín goniometrie pochází ze dvou řeckých slov, gónia, význam úhel, a metron, význam opatření.

První známý popis goniometru, založený na astroláb, byl Gemma Frisius v roce 1538.

Aplikace

Manuální (1) a Mitscherlich optické (2) goniometry pro použití v krystalografii, c. 1900

Geodetické

Před vynálezem teodolit, goniometr byl použit v geodetické. Aplikace triangulace na geodézie byl popsán ve druhém (1533) vydání Cosmograficus liber Petri Appiani jako 16stránkový dodatek Frisius s názvem Libellus de locorum Descriptionendorum ratione.[1]

komunikace

The Vyhledávač směru Bellini – Tosi byl typ rádiový zaměřovač který byl široce používán od první světová válka na druhá světová válka. Využilo signály ze dvou zkřížených antén nebo čtyř jednotlivých antén simulujících dvě zkřížené antény k opětovnému vytvoření rádiového signálu v malé oblasti mezi dvěma smyčkami drátu. Operátor pak mohl změřit úhel k cílovému rádiovému zdroji provedením zaměřování v této malé oblasti. Výhodou systému Bellini-Tosi je, že se antény nepohybují, což jim umožňuje stavět v jakékoli požadované velikosti.

Základní technika zůstává v provozu, i když se zařízení dramaticky změnilo. Goniometry jsou široce používány pro vojenské a civilní účely,[2] např. odposlech satelitní a námořní komunikace na francouzské válečné lodi Dupuy de Lôme používá více goniometrů.

Krystalografie

v krystalografie, goniometry se používají k měření úhlů mezi plochami krystalů. Používají se také v Rentgenová difrakce otáčet vzorky. Průkopnické vyšetřování fyziků Max von Laue a kolegy do atomová struktura krystalů v roce 1912 zahrnoval goniometr.

Měření světla

Goniofotometry změřte prostorovou distribuci světla viditelného lidským okem (často svítivost ) ve specifických úhlových polohách, obvykle pokrývající všechny sférické úhly.

V medicíně

Goniometr se používá k dokumentaci počátečního a následného rozsahu pohybu, při návštěvách pracovních úrazů atd postižení hodnotitelé k určení trvalého postižení. Jde o zhodnocení pokroku, a také o medicínsko-právní účely. Je to nástroj k hodnocení Waddellovy příznaky (nálezy, které mohou naznačovat zvětšení příznaků.)

Rehabilitační terapie

Ve fyzikální terapii, pracovní terapii a atletickém tréninku měří goniometr rozsah pohybu končetin a kloubů těla. Tato měření pomáhají přesně sledovat pokrok v rehabilitačním programu. Když má pacient snížený rozsah pohybu, terapeut před provedením zásahu vyhodnotí kloub a nadále používá tento nástroj ke sledování postupu. Terapeut může provádět tyto rozsahy měření pohybu na kterémkoli kloubu. Obvykle vyžadují znalosti o anatomii těla, zejména o kostních památkách. Například při měření kolenního kloubu umístí terapeut osu (bod otáčení) na boční stranu epikondyl stehenní kosti a srovná stacionární rameno s větší trochanter z stehenní kost. Nakonec terapeut zarovná pohyblivé rameno goniometru s laterálem Malleolus z fibula a zaznamenává měření pomocí stupnice stupňů na kruhové části nástroje. Čtení přesnost je někdy problém s goniometry. Problémy s intra-měřením (mezi opatřeními) a inter-testerem (mezi lékaři) spolehlivost se může zvyšovat s poklesem zkušeností zkoušejícího. Některé studie naznačují, že tyto chyby mohou být kdekoli mezi 5 a 10 stupni.[Citace je zapotřebí ]

Tyto goniometry přicházejí v různých formách, o nichž někteří tvrdí, že zvyšují spolehlivost.[3][4] Univerzální standardní goniometr je plastový nebo kovový nástroj s krokem 1 stupně. Ramena obvykle nejsou delší než 12 palců, takže může být obtížné přesně určit přesný orientační bod pro měření. Goniometr s teleskopickým ramenem je spolehlivější - s plastovou kruhovou osou jako klasický goniometr, ale s rameny, která sahají až k délce dvou stop v obou směrech.

Více nedávno v 21. století chytrý telefon vývojáři aplikací vytvořili mobilní aplikace, které poskytují funkce goniometru. Tyto aplikace (například Knee Goniometer a Goniometer Pro) používají k výpočtu úhlů kloubů akcelerometry v telefonech. Nedávný výzkum podporuje tyto aplikace a jejich zařízení jako spolehlivé a platné nástroje se stejnou přesností jako univerzální goniometr.[5][6][7]

Moderní rehabilitační terapeutické systémy pro snímání pohybu provádějí goniometrii při minimálním měření aktivního rozsahu pohybu.[8] Zatímco v některých případech může být přesnost horší než goniometr, měření úhlů se systémem snímání pohybu je lepší při měření během dynamiky, na rozdíl od statických situací. Navíc použití tradičního goniometru trvá drahocenný čas. V klinickém kontextu provedení manuálního měření trvá drahocenný čas a nemusí být praktické.

Věda o povrchu

Goniometr kontaktního úhlu

Vědci na povrch používají k měření goniometr s kontaktním úhlem kontaktní úhel, povrchová energie a povrchové napětí.
Měření kontaktního úhlu.
Při měření kontaktního úhlu úhel mezi kapičkou a pevným povrchem indikuje smáčitelnost povrchu.

v věda o povrchu, nástroj zvaný goniometr s kontaktním úhlem nebo tenziometr měří statiku kontaktní úhel, postupující a ustupující kontaktní úhly a někdy povrchové napětí. První kontaktní úhel goniometr navrhl Dr. William Zisman z United States Naval Research Laboratory v Washington DC. a vyrábí společnost ramé-hart (nyní společnost ramé-hart instrument company), New Jersey, USA. Původní ruční kontaktní úhel goniometr používal okulár s mikroskopem. Dnešní goniometr s kontaktním úhlem využívá kameru a software k zachycení a analýze tvaru kapky a je vhodnější pro dynamické a pokročilé studie.

Povrchové napětí

Povrchové napětí existuje, protože molekuly uvnitř kapaliny zažívají zhruba stejné kohezní síly ve všech směrech, ale molekuly na povrchu zažívají větší přitažlivé síly směrem k kapalině než k plynu.

Kontaktní úhel goniometry (q.v.) mohou také určit povrchové napětí pro jakoukoli kapalinu v plynu nebo mezipovrchové napětí mezi libovolnými dvěma kapalinami. Pokud je znám rozdíl v hustotách mezi těmito dvěma tekutinami, lze povrchové napětí nebo mezipovrchové napětí vypočítat pomocí metody přívěskového poklesu. Pokročilý nástroj, který se často nazývá goniometr / tenziometr, zahrnuje softwarové nástroje, které měří povrchové napětí a mezipovrchové napětí kromě použití metody přívěskového kapky, obráceného přívěskového kapky a přisedlé kapky kontaktní úhel. A odstředivá rovnováha adheze Vztahuje kontaktní úhly k adhezi kapky k povrchu. A gonioreflectometer měří odrazivost povrchu v mnoha úhlech.

Polohování

Hlavní článek: Polohovací goniometr
Miniaturní elektromechanický stupeň goniometru. Tento typ stolku se používá především v oblasti laserů a optiky.

Polohovací goniometr nebo goniometrický stupeň je zařízení, které přesně otáčí objekt kolem pevné osy v prostoru. Je to podobné jako a lineární stupeň - plošina plošiny se však spíše než lineárně pohybuje vzhledem k její základně otáčí částečně kolem pevné osy nad montážní plochou plošiny. Polohovací goniometry obvykle používají a šnekový pohon s částečným šnekovým kolem připevněným ke spodní straně plošiny záběru s šnekem v základně. Šnekové kolo lze otáčet ručně nebo motorem v automatizovaných polohovacích systémech.

Měření úhlu ostří nože a čepele

Zahrnuté úhly řezu všech druhů nožů s ostrými hranami se měří pomocí laseru odrážejícího goniometru. Vyvinutý společností Asociace pro výzkum příborů a spojeneckých obchodů (CATRA) ve Velké Británii může řada zařízení přesně určit profil ostří včetně zaoblení špičky na ½ °. Zahrnutý úhel čepele je důležitý pro řízení jeho schopnosti řezání a pevnosti hrany - tj. Nízký úhel vytváří tenkou hranu optimalizovanou pro řezání, zatímco velký úhel vytváří silnou hranu, která je méně ostrá, ale velmi silná.

Kontrola čepele doktora

Použitý doktorské čepele, z hlubotisk a další tisk a povlak procesy, mohou být kontrolovány pomocí goniometru, obvykle s vestavěným světelným zdrojem, aby se prozkoumala hrana čepele z hlediska opotřebení a správných úhlů. Rozdíl v úhlu od nastavení na stroji může znamenat nadměrný tlak a rozsah úhlů („zaoblení“) pravděpodobně naznačuje nedostatečnou tuhost nebo opotřebení sestavy držáku čepele.

Viz také

Reference

  1. ^ Claude Brezinski a Dominique Tournès, André-Louis Cholesky: matematik, topograf a armádní důstojník, Birkhäuser, Basel (2014) ISBN  978-3-319-08134-2
  2. ^ Jacqueline Boucher (03.05.2007). „Pracovní zátěž rádiového přijímače se zrychluje“. Citováno 2007-09-21.
  3. ^ Milanese, Gordone. „Spolehlivost a souběžná platnost měření úhlu kolena: Aplikace pro chytrý telefon versus univerzální goniometr používaný zkušenými i začínajícími lékaři“. Ruční terapie. 5: 1–6.
  4. ^ Jones, Sealey (2014). „Současná platnost a spolehlivost jednoduché aplikace pro iPhone s goniometrem ve srovnání s univerzálním goniometrem“ (PDF). Teorie a praxe fyzioterapie. 30 (7): 512–516. doi:10.3109/09593985.2014.900835. hdl:2328/37026. PMID  24666408. S2CID  28719817.
  5. ^ Ockendon, Matthew (2012). „Ověření nového kolenního goniometru založeného na akcelerometru“. The Journal of Knee Surgery. 25 (4): 341–345. doi:10,1055 / s-0031-1299669. PMID  23150162.
  6. ^ Jones, A (2014). „Souběžná platnost a spolehlivost jednoduché aplikace pro iPhone s goniometrem ve srovnání s univerzálním goniometrem“ (PDF). Teorie a praxe fyzioterapie. 30 (7): 512–516. doi:10.3109/09593985.2014.900835. hdl:2328/37026. PMID  24666408. S2CID  28719817.
  7. ^ Kuegler, P .; Wurzer, P .; Tuca, A .; et al. (2015). „Aplikace goniometru v chirurgii ruky a jejich použitelnost v každodenní klinické praxi“. Bezpečnost ve zdraví. 1: 11. doi:10.1186 / s40886-015-0003-4.
  8. ^ "Zachycení pohybu bez značek. Biomechanická analýza | EuMotus". www.eumotus.com. Citováno 2018-01-15.

externí odkazy