Goniométer

Goniométer ( más görög γωνία - szög és μετρέω - mérés) - a mérőeszközök osztálya a szögek nagy pontosságú mérésére . A mérési objektumok és mérési módszerek nagyon eltérőek lehetnek, az emberi végtagoktól a fényáramokig (goniofotométer). Történelmileg az első goniométerek a szögmérő egy vagy több mozgatható résszel rendelkező változatai voltak. Később, a tudomány egyes területeire vonatkoztatva, különböző eszközökről beszélünk, amelyeket egy név és a mérés lényege (valami közötti szög) egyesít.

Krisztallográfia

A krisztallográfiában goniométereket használnak a kristálylapok vagy a gömbkoordináták és lapok közötti szögek mérésére [1] . A röntgendiffrakció fejlődésével ez a módszer elvesztette fő szerepét a geometriai krisztallográfiában, de megtartja jelentőségét a morfológiában és a kristálynövekedés elméletében [2] .

Történelmileg az elsőket goniométerekkel (vagy érintéssel ) alkalmazták , vagyis olyan eszközöket, amelyeket közvetlenül a kristályra helyeztek és mérést végeztek. A leghíresebb ilyen típusú goniométer, amelyet a 18. században készített Arnou Carangio , mechanikus mester a Rome de Lisle -i laboratóriumban [3] .

Ezt követően a kutatók kényelmesebb és pontosabb fényvisszaverő goniométerekre váltottak. Ezekben a méréseket a kristálylapokról egy fénysugár visszaverésével végezték . Az első egykörös reflektív goniométert a 19. század elején készítette el William Wollaston [3] .

A kétkörös fényvisszaverő goniométereket a 19. század végén fejlesztette ki E. S. Fedorov orosz tudós , a jénai Zeiss cég kutatója, 3igfried Czapsky. és a német tudós Viktor Goldschmidt . Kétkörös goniométerben a mérést két körforgás kíséri:

  1. kristály az egyik tengely körül;
  2. egy kristály az elsőre merőleges tengely körül (Fedorov szerint), vagy egy cső kollimátorral az elsőre merőleges tengely körül (Chapsky szerint).

Két szabadsági fokozattal meg lehet mérni az összes lap gömbkoordinátáit a kristály további beállítása nélkül. A kétkörös goniométerek ezen előnye gyors elterjedéséhez és széles körű használatához vezetett [1] .

Fedorov, Chapsky és Goldschmidt változatai nagyjából egy időben, 1892-1893-ban kerültek a tudományos közösség elé, ami ugyanabban az időben és később vitákra adott okot az elsőbbségről. A Szovjetunióban az orosz prioritásokért folytatott küzdelem részeként az orosz tudós és Népakarat E. S. Fedorov feltétel nélküli elsőbbséget kapott, míg Szigfrid Czapszkijt úgy mutatták be, mint aki az orosz találmányt másolta. Az új datálásnál Fedorov feltalálása 1889-ben történt, a kevéssé emlegetett Goldschmidt 1892-ben találta fel a készülékét, Chapsky pedig 1893-ban a Fedorovtól származó fejlesztésekkel másolta le. A probléma élessége a Szovjetunió összeomlása után sem tűnt el . [4] .

Mint sok olyan találmányt, amelynek ideje már megérett, a kétkörös goniométert is, mint a teodolit gondolat továbbfejlesztését, különböző időkben és különböző emberek találhatták fel egymástól függetlenül. Az orosz egyetemeken a krisztallográfia 2007-es kurzusa azonban meglehetősen kategorikus, minimális figyelmet fordítva Chapsky-re [5] :

Egy kétkörös fényvisszaverő goniométert épített 1889-ben a teodolit elve alapján a briliáns orosz krisztallográfus, E.S. Fedorov (1853-1919). Később V. Goldshmidt (1853-1933) és Z. Czapsky hasonló, részletekben eltérő hangszereket tervezett.

A. I. Kitaygorodsky professzor a "Röntgen-diffrakciós elemzés" (1950) című könyvében, anélkül, hogy a prioritások kérdését érintené, magabiztosan tekinti a Fedorov és Chapsky goniométereket, mint teljesen független eszközöket, amelyek saját előnyeikkel és használati módszereikkel rendelkeznek [1] .

Orvostudomány

Az orvostudományban goniométereket használnak az ízületi mobilitás mérésére az esetleges mozgási problémák azonosítása és a rehabilitációs terápiák kiválasztása érdekében. Külön tudományként, saját módszerekkel és eszköztárral, a goniometria 1914 óta ismert a tudományos irodalomban [6] .

Hangsúlyozni kell, hogy az orvostudományban a goniometria kifejezetten az ízületek mobilitásával , annak amplitúdójával az adott szomatotípusra vonatkozó standardokhoz képest és mindkét oldali (végtagok) szimmetriájával foglalkozik. A statikus mutatók mérése, akárcsak a kraniometriában , az antropometria más területeihez tartozik .

A legegyszerűbb mérési eszköz az alkalmazott (vagyis közvetlenül a testre alkalmazott) goniométer. Ez lényegében csak egy szögmérő , rajta egy mozgatható rúddal vagy vonalzóval, mint a jobb oldali ábrán. Előnye az egyszerűség és a hordozhatóság. Az ízületi mobilitás mélyebb vizsgálata során azonban két hátránya is van [6] :

  1. Lehetővé teszi a szög mérését egyetlen síkban.
  2. Maga a goniométer tengelyei és a vizsgált végtag tengelyei közötti eltérés.

1987-ben megjelentek a piacon rugalmas goniométerek, amelyek egy speciális hajlékony rúdból álltak mandzsettával. Az ilyen goniométerek megoldották a tengelyek eltolódásának problémáját, de csak azoknál a nyitott végtagoknál, amelyeknél nem volt vastag kötés . Az elektronika fejlődésével a goniométerek pontosabb és funkcionálisabb (de egyben drágább) változatai is megjelentek a hozzákapcsolt érzékelőkkel. Az ilyen goniométereknél a szöget két, például a testre és a felemelt kéz csuklójára rögzített érzékelő közötti elektromos jellemzők határozzák meg [6] . Az ötlet kereskedelmi továbbfejlesztése a motion capture technológia filmezéshez.

Ipar

Ipari goniométereket használnak bármely tükröződő felület közötti szög mérésére. Lényegében ugyanazok a fényvisszaverő goniométerek, mint a krisztallográfiában kiegészítő elektronikával: autokollimátorok , mérési eredmények tárolására és továbbítására szolgáló eszközök, stb. A cél és a működési feltételek további követelményeket támasztanak az agresszív környezettel (rezgés, szennyeződés, por) szembeni ellenállás tekintetében. stb.).

Az 1-es, 2-es és 3-as kategóriájú goniométerek különféle optikai részek mérésére és a szögmértékek ellenőrzésére szolgálnak. Az orosz piacon 2013-ra meglehetősen elavult vizuális goniométerek, amelyeket a Kijevi Arsenal üzem gyártott (GS-2, G5M és GS-5 modellek), valamint az INERTECH LLC (SG-1) és az NPK „Diagnostics” által gyártott modern digitális goniométerek (modellek). SG-1T és SG-3T), valamint importált analógok [7] .

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 3 Kitaygorodsky AI Kristályok goniometriai vizsgálata // Röntgenszerkezeti elemzés. - M . : Gosizdat , 1950. - S. 147-152.
  2. ↑ Weinstein B.K. Goniometria // Modern krisztallográfia. - M . : Nauka , 1979. - T. 1. - S. 198.
  3. ↑ 1 2 Shafranovskij I. I. A krisztallográfia története Oroszországban. - M .: AN SSSR , 1962. - S. 158.
  4. ↑ Treivus E. B. Bővebben a kétkörös goniométer történetéről // Az All-Union Mineralogical Society feljegyzései . - M. : AN SSSR, 1999. - T. 128 , no. 1 . - S. 48-49 .
  5. ↑ Crystallography, Mineralogy S. 11. SFU (2007). Az eredetiből archiválva : 2015. november 9.
  6. ↑ 1 2 3 Laskoski GT et al. Telemetrikus goniométer fejlesztése  (angol)  // World Congress on Medical physics and Biomedical Engineering. - Springer , 2010. - 20. évf. 25. - ISSN 1680-0737 .
  7. ↑ Goncharov N. A modern szögmérő berendezések áttekintése  // Fotonika. - 2013. - Kiadás. 2 .

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
Bibliográfiai katalógusokban