Квадрант принцип работы кратко

Обновлено: 01.05.2024

Квадрант относится к угломерным измерительным инструментам и предназначен для определения угла наклона поверхности относительно горизонта.

Существует два типа прибора:

Механический квадрант с уровнем используют для установки и определения угла наклона в вертикальной плоскости (угловой диапазон – 0-90 градусов). Конструктивно инструмент представляет собой рамку, опорные площадки которой взаимноперпендикулярны. Кроме того, конструкция включает направляющую дугу, зубчатый сектор и движок с ампулой. Зубчатый сектор необходим для того, чтобы выставлять направляющую дугу под конкретным углом к опорным площадкам. Дискретность этого сектора 0-25. Движок с ампулой находится на дуге и приводится в движение с помощью маховика. Месторасположение ампулы фиксируют при помощи винта и гайки, которые имеются на движке.

Используя механический квадрант, можно установить заданный угол наклона. Для этого на шкале зубчатого сектора выставляют приблизительное значение необходимого угла (уменьшенное и кратное 0-25). Вращая маховик движка, добиваются совпадения его риски с отметкой шкалы направляющей дуги, соответствующей требуемому значению угла. Далее инструмент размещают таким образом, чтобы его опорные площадки были на контрольной площадке установки. Наклоняя площадку установки, ловят момент, когда ампула будет в среднем положении, что будет означать – угол установлен.

Для чего используют квадрант ?

Для измерения угла наклона прибор располагают опорной площадкой на соответствующую площадку установки. Движок ставят ближе к отметке 0-25 (если значение угла от 0 до 7-50) или к нулю (если углы 7-50-15-00). Направляющую дугу поднимают, отжав указатель риски, до тех пор, пока ампула не переместится к зубчатому сектору. Квадрант необходимо устанавливать так, чтобы было совпадение краев опорной площадки с рисками, имеющимися на контрольной площадке установки.

Прежде чем начинать работу с квадрантом, следует провести проверку нулевой установки и перпендикулярности опорных площадок. Проверка нулевой установки: опорную площадку квадранта со значком от 0 до 7-50 устанавливают на контрольную площадку установки, совмещая риски движка и указателями с нулевыми шкалами. Далее переворачивают квадрант на 180 градусов. Если ампула смещается от середины на величину, превышающую половину малого деления, то ее при помощи винта и гайки отводят в направлении середины на половину смещения и повторяют проверку.

Перпендикулярность опорных площадок проверяется следующим образом: по шкалам ставят угол 7-50, а квадрант располагают на установке любой опорной площадкой, и перемещают ампулу к середине. Далее квадрант переустанавливают другой опорной площадкой. Ампула при этом не должна сместиться от середины более чем на два малых деления.

Квадрант имеет достаточно широкую область использования. Так же как и индикаторный нутромер, механический квадрант применяют в строительстве, на заводах, в научно-исследовательских институтах и других сферах народного хозяйства.

Оптические квадранты представляют собой измерительные приборы, при помощи которых можно с высокой точностью определять угол наклона плоскости или поверхности к некоторой эталонной линии. Они компактны, не требуют подключения электрического питания и нуждаются только в периодической поверке показаний в измерительных лабораториях системы государственных метрологических организаций.

Принцип работы, классификация и разновидности

Для угловых измерений используют, кроме оптических, также и механические устройства. Измерения механическими квадрантами производятся при помощи поворачивающегося зубчатого сектора, на лицевой плоскости которого наносится измерительная шкала. Искомый угол наклона совмещают с ближайшим делением шкалы, после чего выполняют отсчёт показания.

При простоте устройства, механические квадранты обладают рядом эксплуатационных ограничений. Основными из них являются:

Предельный измерительный диапазон — от 0 до 90 ° , причём углы должны располагаться только в вертикальной плоскости.
Точность измерения сильно зависит от состояния измерительных поверхностей: их износа, загрязнения и т. д.
Измерение производится только после передвижения прибора на требуемое расстояние, в процессе чего могут появиться дополнительные погрешности.
Самостоятельная регулировка механического квадранта невозможна, необходимы специальные поверочные устройства.

В отличие от механических квадрантов, в приборах оптического действия используют визуальный принцип совмещения плоскостей – обычный или в виде цилиндра. При этом ориентируются на показания тарированной ампулы, внутри которой находится пузырёк с воздухом. По месторасположению этого пузырька относительно измерительной шкалы делают заключение о значении угла и направлении наклона измеряемой плоскости или поверхности. Особенность применения оптического квадранта – необходимость в его дополнительной фиксации.

Оптические квадранты серии КО производятся отечественной приборостроительной промышленностью. Обычно они имеют производственный ресурс до 6000 часов, и различаются своими эксплуатационными характеристиками.

Основные технические характеристики модели КО-1:

Диапазон измеряемых углов, ° ±90;
Цена деления основной шкалы, ° 1;
Наибольшая длина измерительного основания, мм – 148.

Основные технические характеристики модели КО-10:

Диапазон измеряемых углов, ° ±180;
Цена деления основной шкалы, ° 1…5;
Наибольшая длина измерительного основания, мм – 165.

Основные технические характеристики модели КО-30м:

Диапазон измеряемых углов, ° ±120;
Цена деления основной шкалы, ° 1;
Наибольшая длина измерительного основания, мм –155

Основные технические характеристики модели КО-60м:

Диапазон измеряемых углов, ° ±120;
Цена деления основной шкалы, ° (регулируемая) 0,5…1,0;
Наибольшая длина измерительного основания, мм –155

Число после буквенного обозначения модели означает цену деления шкалы угломера в минутах (за исключением модели КО-1, где она приведена в градусах).

Как пользоваться квадрантом?

Последовательность работы с квадрантом оптического исполнения рассмотрим на примере наиболее совершенной конструкции типа КО-60м.

Оптический квадрант включает в себя:

Основание, в которое вмонтирован призматический магнит.
Вертикальный корпус.
Уровень для поперечного отсчёта показаний.
Защитную крышку, предохраняющую от случайного попадания посторонних частиц в измерительную зону.
Измерительное зеркало.
Отсчётный микроскоп.
Продольный уровень.
Фиксирующий винт.
Опорную панель.
Винт наводки.
Измерительный нониус.

Основание прибора выполнено из пластинки шлифованной инструментальной стали и снабжено полуцилиндрическим пазом для возможности установки квадранта на цилиндрическую поверхность. Слева и справа от этого паза имеются плоские магнитные захваты. Корпус крепится к основанию при помощи трёх винтов, а внутри его неподвижно размещено отсчётное устройство в виде лимба со шкалой и диск с защитной крышкой, где нанесена основная тарировочная шкала. С противоположной стороны отсчётное устройство защищено сплошной панелью. В защитной крышке предусмотрено технологическое отверстие, предназначенное для производства поверочных операций. При повседневной эксплуатации прибора это отверстие заглушено пластиковой пробкой.

Выше продольного уровня вертикально расположен тубус отсчётного микроскопа, а также измерительное зеркало и сменные измерительные уровни. При помощи зеркала производится визуальный контроль за положением воздушного пузырька продольного уровня. Зеркало имеет возможность вращения вокруг вертикальной оси, установленной в корпусе.

При пользовании оптическим квадрантом типа КО-60м прибор располагают на измеряемой поверхности и считывают по показаниям в окуляре микроскопа деления стеклянного лимба. Перед этим продольный и поперечный уровни последовательно выставляют таким образом, чтобы пузырёк с воздухом располагался примерно посередине измерительной шкалы. Далее, при помощи винта точной настройки положение основания оптического квадранта корректируют.

Примерно аналогичным образом производится эксплуатация и остальных типов оптических квадрантов.

Применение рассмотренной измерительной техники целесообразно в геодезической практике, строительстве, а также в лабораториях машиностроительных предприятий, где ведётся поузловая сборка продукции. Точность отсчётов, выполненных с применением оптических квадрантов, гарантируется лишь после их систематических поверок в сертифицированных лабораториях (адреса таких центров обычно сообщаются производителем в техническом паспорте на изделие).

Квадра́нт — астрономический инструмент для определения высот светил. Квадрант состоит из пластины с лимбом в четверть окружности для отсчёта углов и планки (либо телескопа) для фиксации угла, прикреплённой к этой пластине одним концом.

Стенной квадрант

Стенной квадрант был одним из важнейших наблюдательных инструментов дооптической астрономии. В странах исламского мира самыми крупными были стенные квадранты ал-Бируни (R = 7,5 м), Насир ад-Дина ат-Туси в Марагинской обсерватории (R = 6,5 м), а также гигантский инструмент обсерватории Улугбека в Самарканде (R = 40 м). Эти инструменты обеспечивали наивысшую точность измерений для своего времени.

Литература

Таги-заде А. К. Квадранты средневекового Востока. Историко-астрономические исследования, 13, 1977, с. 183–200.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Квадрант (астрономический инструмент)" в других словарях:

КВАДРАНТ (астрономический инструмент) — КВАДРАНТ, старинный угломерный астрономический инструмент для измерения высоты небесных светил над горизонтом и угловых расстояний между светилами. Лимб квадранта составляет 1/4 часть окружности … Энциклопедический словарь

Квадрант — (от лат. quadrans, род. падеж quadrantis четвёртая часть, четверть): в математике: Квадрант плоскости любая из 4 областей (углов), на которые плоскость делится двумя взаимно перпендикулярными прямыми, принятыми в качестве осей… … Википедия

КВАДРАНТ — (лат. quadrans, antis, от quadrare сделать четырехугольным). 1) астрономический инструмент, для определения зенитальных расстояний светил. 2) в артиллерии, прибор для наведения орудия. 3) плоскость солнечных часов и компаса. 4) четверная часть… … Словарь иностранных слов русского языка

Квадрант (астрономия) — Квадрант Квадрант астрономический инструмент для определения высот светил. Квадрант состоит из пластины с лимбом в четверть окружности для отсчёта углов и планки (либо телескопа) для фиксации угла, прикреплённой к этой пластине одним концом.… … Википедия

квадрант — а, м. cadrant, quadrant m., нем. Quadrant <лат. quadrans (quadrantis) четвертая часть. 1. В математике сектор, четвертая часть круга. ♦ Квадрант плоскости. Любая из четырех областей (углов), на которые плоскость делится двумя взаимно… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

КВАДРАНТ — старинный угломерный астрономический инструмент для измерения высоты небесных светил над горизонтом и угловых расстояний между светилами. Лимб квадранта составляет 1/4 часть окружности … Большой Энциклопедический словарь

Квадрант — астрономический инструмент, служивший со времен Тихо Браге и до начала нынешнего века для измерения высот небесных светил. Состоит из четверти круга, разделенной на градусы и более мелкие части и устанавливаемой в вертикальной плоскости. В центре … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Квадрант (астрон.) — астрономический инструмент, служивший со времен Тихо Браге и до начала нынешнего века для измерения высот небесных светил. Состоит из четверти круга, разделенной на градусы и более мелкие части и устанавливаемой в вертикальной плоскости. В центре … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

квадрант — а; м. [от лат. quadrans (quadrantis) четвёртая часть, четверть] 1. Матем. Четвёртая часть круга. 2. Старинный астрономический прибор, служивший для измерения высоты небесных светил. * * * квадрант I (от лат. quadrans четвёртая часть), плоский… … Энциклопедический словарь

Самые распространенные механические приборы древней астрономии — секстанты и квадранты. Считается, что квадрант изобрел во II в. н. э. знаменитый ученый Клавдий Птолемей. А примерно 1000 лет назад был создан астрономический секстант. Позже всех появился навигационный секстант, изобретенный в 1730 г. английским математиком Дж. Хэдли и американским изобретателем Т. Годфри.

Квадрант

Обсерватория Улугбека

На протяжении 20 лет известный датский астроном Тихо Браге жил и работал в своем замке Ураниборге, первой в Европе специализированной обсерватории. Его основным инструментом был стенной квадрант. Он в 20 раз меньше, чем квадрант Улугбека, однако точнее. С помощью этого инструмента Браге создал каталог почти 800 звезд!

Секстант

Описание: механический астрономический прибор для измерения высоты космических объектов над горизонтом.
Изобретение: около 994 г. (Абу Махмуд Ходжанди, среднеазиатский астроном и математик).
Размеры: радиус от 25 см до 40 м.

Мастером астрономического секстанта считают Яна Гевелия (1611—1687), польского астронома. Пользуясь секстантом собственной конструкции, он измерил положения 1564 звезд. Его каталог более точен, чем у Тихо Браге. Супруга Яна Гевелия Элизабет Гевелий (на гравюре — справа) стала первой женщиной-астрономом Европы.

Как работает навигационный секстант?

КВАДРА́НТ, астрономич. угломерный инструмент, служивший для измерения высоты небесных светил над горизонтом и угловых расстояний между светилами. К. состоит из пластины с делениями для отсчёта углов от 0 до 90° (четверть круга, отсюда и происходит название инструмента), устанавливаемой в вертикальной плоскости. К оси, проходящей через центр круга, крепится поворачивающаяся линейка с визирами. За начало отсчёта принимается направление отвеса, закреплённого в центре круга. Тогда продолжение направления линейки (или трубы) до дуги К. показывает зенитное расстояние светила. В ср.-век. астрономич. обсерваториях использовались большие стенные К., неподвижно прикреплённые к каменным стенам здания. Увеличение размеров К. позволяло повысить точность измерений. Так, радиус К. Улугбека обсерватории составлял ок. 40 м. В кон. 17 в. К. вышел из употребления.

Читайте также: