Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Жердің тартылысына қатысты беткейдің еңістігін өлшеуге арналған құрал. Статикалық еңіс өлшемі.
Instrument used to measure the inclination of a surface relative to local gravity
static measurement of tilt
Инклинометр немесе клинометр – объектінің гравитация бағытына қатысты еңістігін, көтерілуін немесе төмендеуін өлшеуге қолданылатын құрал. Ол сондай-ақ көлбеу көрсеткіші, көлбеу сенсоры, көлбеу өлшегіші, көлбеу ескертуі, көлбеу өлшегіші, градиент өлшегіші, градиометр, деңгей өлшегіші, деңгей өлшегіші, деклинометр және питч және ролл көрсеткіші деп те аталады. Клинометрлер үш түрлі өлшем бірлігін қолданып, еңістер мен төмендеулерді өлшейді: градустар, проценттік көрсеткіштер және топос. Астролябия – ежелгі заманнан Ренессансқа дейін аспандық навигация және астрономиялық объектілерді анықтау үшін қолданылған инклинометрдің мысалы. Көлбеу сенсоры анықтама жазықтығының екі осіндегі еңістікті өлшеуге мүмкіндік береді. Ал толық қозғалыс үшін кем дегенде үш ось және көбінесе қосымша сенсорлар қажет. Жер бетіне қатысты еңіс бұрышын өлшеудің бір жолы – акселерометрді пайдалану. Типикалық қолданылу орындалары – өнеркәсіп және ойын контроллерлері. Ұшақтардағы бұрылыс координаторларындағы немесе бұрылыс көрсеткіштеріндегі "доп" кейде инклинометр деп аталады.
An inclinometer or clinometer is an instrument used for measuring angles of slope, elevation, or depression of an object with respect to gravity's direction. It is also known as a tilt indicator, tilt sensor, tilt meter, slope alert, slope gauge, gradient meter, gradiometer, level gauge, level meter, declinometer, and pitch & roll indicator. Clinometers measure both inclines and declines using three different units of measure: degrees, percentage points, and topos. The astrolabe is an example of an inclinometer that was used for celestial navigation and location of astronomical objects from ancient times to the Renaissance. A tilt sensor can measure the tilting in often two axes of a reference plane in two axes. In contrast, a full motion would use at least three axes and often additional sensors. One way to measure tilt angle with reference to the earth's ground plane, is to use an accelerometer. Typical applications can be found in the industry and in game controllers. In aircraft, the "ball" in turn coordinators or turn and bank indicators is sometimes referred to as an inclinometer.
Тарих
Инклинометрлерге клинометрдегі Велл сияқты мысалдар жатады, оның негізгі бөліктері – тұрған жазық жағы немесе негізі және жартылай ауыр сұйықтықпен толтырылған қуыс диск. Дискнің шыны беті сұйықтың бетінің жазық негізге қатысты бұрышын көрсететін градуировкаланған шкаламен қоршалған. Нөлдік сызық негізге параллель, ал сұйықтық сол сызықта тұрғанда, жазық жағы көлденең болады; 90 градус негізге перпендикуляр, ал сұйықтық сол сызықта тұрғанда, жазық жағы перпендикуляр немесе тік болады. Аралық бұрыштар белгіленеді және қарапайым түрлендіру кестелерінің көмегімен құрал көлденең өлшеудің белгіленген қашықтығы бойынша құлау жылдамдығын және еңіс сызығының белгіленген қашықтығын көрсетеді. Бір кезде парсы ғалымы әл-Бируни күннің биіктігін өлшегісі келді. Оның бұл биіктікті өлшеуге қажетті құралдары болмады. Сондықтан ол санау тақтасының артқы жағына калибрленген доға жасауға мәжбүр болды, одан кейін оны құбыр желісінің көмегімен уақытша квадрант ретінде пайдаланды. Ол осы қарапайым құралмен алынған өлшемдерді пайдаланып, аймақтың ендігін анықтады. Бұл квадрант, әрине, төрттен бір шеңбер панеліне негізделген инклинометр болған. Абней деңгейі – 1870 жылдары жасалған қолда ұсталатын геодезиялық құрал, оған қарау түтігі және инклинометр кіреді, геодезист қарау түтігін (және оның жіптерін) инклинометрдің спирттік деңгейіндегі көпіршіктің шағылысуымен сәйкестендіре алады, егер көру сызығы инклинометрде орнатылған бұрышта болса. Ең әйгілі инклинометрлердің бірі 1927 жылы Чарльз Линдберг таңдаған Rieker Inc P 1057 Degree Inclinometer болды, ол оған көтерілу және түсу бұрышы туралы ақпарат берді.
Inclinometers include examples such as Well's in clinometer, the essential parts of which are a flat side, or base, on which it stands, and a hollow disc just half filled with some heavy liquid. The glass face of the disc is surrounded by a graduated scale that marks the angle at which the surface of the liquid stands, with reference to the flat base. The zero line is parallel to the base, and when the liquid stands on that line, the flat side is horizontal; the 90 degree is perpendicular to the base, and when the liquid stands on that line, the flat side is perpendicular or plumb. Intervening angles are marked, and, with the aid of simple conversion tables, the instrument indicates the rate of fall per set distance of horizontal measurement, and set distance of the sloping line. Al Biruni, a Persian polymath, once wanted to measure the height of the sun. He lacked the necessary equipment to measure this height. He was forced to create a calibrated arc on the back of a counting board, which he then used as a makeshift quadrant with the help of a plumb line. He determined the location's latitude using the measurements taken with this rudimentary tool. This quadrant was most likely an inclinometer based on the quarter circle panel. The Abney level is a handheld surveying instrument developed in the 1870s that includes a sighting tube and inclinometer, arranged so that the surveyor may align the sighting tube (and its crosshair) with the reflection of the bubble in the spirit level of the inclinometer when the line of sight is at the angle set on the inclinometer. One of the more famous inclinometer installations was on the panel of the Ryan NYP "The Spirit of St. Louis"—in 1927 Charles Lindbergh chose the lightweight Rieker Inc P 1057 Degree Inclinometer to give him climb and descent angle information.
Қолданылуы
Қолмен ұсталатын клинометрлер түрлі геодезиялық және өлшеу жұмыстары үшін қолданылады. Жерді зерттеу және картографияда клинометр географиялық нысанның еңістігін жылдам өлшеуге немесе үңгірлерді зерттеуге пайдаланылады. Кен байлықтарын іздеу кезінде клинометрлер геологиялық құрылымдардың бағыты мен бұрылуын өлшеу үшін қолданылады. Орман шаруашылығында клинометрді стандартталған әдістерді, оның ішінде триангуляцияны пайдаланып, ағаштардың биіктігін өлшеуге болады. Ірі артиллериялық қаруларда снарядтарды ұзақ қашықтыққа бағыттауды жеңілдету үшін клинометрлер қолданылуы мүмкін. Құрылыстың ұзақ мерзімді тұрақтылығын бақылау үшін бөгеттер сияқты ірі инженерлік құрылыстарға тұрақты орнатылған еңіс өлшегіштер орналастырылады.
Hand held clinometers are used for a variety of surveying and measurement tasks. In land surveying and mapping, a clinometer can provide a rapid measurement of the slope of a geographic feature, or used for cave survey. In prospecting for minerals, clinometers are used to measure the strike and dip of geologic formations. In forestry, tree height measurement can be done with a clinometer using standardized methods including triangulation. Major artillery guns may have an associated clinometer used to facilitate aiming of shells over long distances. Permanently installed tiltmeters are emplaced at major earthworks such as dams to monitor the long term stability of the structure.
Дұрыс
Кейбір жоғары сезімтал электронды инклинометрлік сенсорлар 0,0001°-қа дейін шығыс ажыратымдылығына қол жеткізе алады; технология мен бұрыш диапазонына байланысты, бұл көрсеткіш 0,01°-қа дейін шектелуі мүмкін. Инклинометр сенсорының нақты немесе абсолюттік дәлдігі (яғни, жиынтық қатесі) – сенсордың бастапқы нөлдік қатесі мен сезімталдығы, сенсордың сызықтығы, гистерезисі, қайталанатындығы, сондай-ақ нөлдік қате мен сезімталдықтың температуралық өзгерістерінің жиынтығы болып табылады. Электрондық инклинометрлердің дәлдігі әдетте сенсор мен жағдайға байланысты ±0,01–2° аралығында өзгереді. Әдетте, бөлме температурасындағы жағдайларда дәлдік сенсордың сызықтық сипаттамасымен шектеледі.
Certain highly sensitive electronic inclinometer sensors can achieve an output resolution to 0.0001°; depending on the technology and angle range, it may be limited to 0.01°. An inclinometer sensor's true or absolute accuracy (which is the combined total error), however, is a combination of initial sets of sensor zero offset and sensitivity, sensor linearity, hysteresis, repeatability, and the temperature drifts of zero and sensitivity—electronic inclinometers accuracy can typically range from ±0.01–2° depending on the sensor and situation. Typically in room ambient conditions the accuracy is limited to the sensor linearity specification.
Сенсорлық технология
Иілгіш сенсорлар мен еңіс өлшегіштер жасанды көкжиекті жасап, осы көкжиекке қатысты бұрыштық еңісті өлшейді. Олар камераларда, ұшақтардың басқару жүйелерінде, автомобильдердің қауіпсіздік жүйелерінде және арнайы коммутаторларда қолданылады, сондай-ақ платформаны деңгейлеу, тіреу бұрышын көрсету және еңісті өлшеуді қажет ететін басқа да қолдануларда пайдаланылады. Иілгіш сенсорлар мен еңіс өлшегіштер үшін маңызды сипаттамалар – еңіс бұрышының диапазоны және осьтер саны. Осьтер әдетте, бірақ әрқашан емес, өзара перпендикуляр болады. Еңіс бұрышының диапазоны – қажетті сызықтық шығыс диапазоны. Иілгіш сенсорлар мен еңіс өлшегіштердің кең таралған түрлері – акселерометрлер, сұйық сыйымдылықты, электролиттік, сұйықтағы газ көпіршігі және маятниктер. Иілгіш сенсор технологиясы бейне ойындарда да қолданылған. Yoshi's Universal Gravitation және Kirby Tilt 'n' Tumble ойындары кертриджге орнатылған иілгіш сенсор механизміне негізделген. PlayStation 3 және Wii ойын контроллерлері де бейне ойындар ойнау үшін еңісті пайдаланады. Еңіс өлшегіштер азаматтық инженерияда да қолданылады, мысалы, салынатын жердің еңістігін өлшеу үшін. Кейбір еңіс өлшегіштер CAN (Controller Area Network) негізінде электрондық интерфейспен жабдықталған. Бұған қоса, олар стандартталған CANopen профилін (CiA 410) қолдауы мүмкін. Бұл жағдайда, бұл еңіс өлшегіштер үйлесімді және жартылай алмастырылатын болады.
Tilt sensors and inclinometers generate an artificial horizon and measure angular tilt with respect to this horizon. They are used in cameras, aircraft flight controls, automobile security systems, and speciality switches and are also used for platform leveling, boom angle indication, and in other applications requiring measurement of tilt. Important specifications to consider for tilt sensors and inclinometers are the tilt angle range and the number of axes. The axes are usually, but not always, orthogonal. The tilt angle range is the range of desired linear output. Common implementations of tilt sensors and inclinometers are accelerometer, Liquid Capacitive, electrolytic, gas bubble in liquid, and pendulum. Tilt sensor technology has also been implemented in video games. Yoshi's Universal Gravitation and Kirby Tilt 'n' Tumble are both built around a tilt sensor mechanism, which is built into the cartridge. The PlayStation 3 and Wii game controllers also use tilt as a means to play video games. Inclinometers are also used in civil engineering, for example, to measure the inclination of land to be built upon. Some inclinometers provide an electronic interface based on CAN (Controller Area Network). In addition, those inclinometers may support the standardized CANopen profile (CiA 410). In this case, these inclinometers are compatible and partly interchangeable.
Гироскопты инклинометр
Инклинометрлер объектінің гравитация күшіне қатысты бұрышын өлшегендіктен, жылдам қозғалыс, діріл немесе соққы сияқты сыртқы үдеулер еңіс өлшемдерінде қателіктерге алып келеді. Бұл мәселені шешу үшін акселерометрмен қатар гироскопты пайдалану мүмкін. Жоғарыда аталған үдеулердің акселерометрге күшті әсері бар, бірақ гироскоптың өлшеген айналу жылдамдығына әсері шектеулі. Алгоритм екі сигналды біріктіре отырып, әр сенсордан ең тиімді нәтижені алуға мүмкіндік береді. Осы арқылы сыртқы үдеулерден туындаған қателерден нақты еңіс бұрышын бөліп алуға болады.
As inclinometers measure the angle of an object with respect to the force of gravity, external accelerations like rapid motions, vibrations or shocks will introduce errors in the tilt measurements. To overcome this problem, it is possible to use a gyroscope in addition to an accelerometer. Any of the abovementioned accelerations have a huge impact on the accelerometer, but a limited effect on the measured rotation rates of the gyroscope. An algorithm can combine both signals to get the best value out of each sensor. This way it is possible to separate the actual tilt angle from the errors introduced by external accelerations.