Сегодня невозможно представить ни один научный эксперимент, ни производственный процесс, ни повседневную жизнь человека без измерений. Чаще всего приходится измерять расстояния, находить длины отрезков. Для таких измерений применяются разные измерительные инструменты: линейка, метр, рулетка, штангенциркуль.
Мне захотелось найти ответы на следующие вопросы: Как измеряли расстояние, длину наши предки? Какими приборами пользовались? Какими приборами пользуются сейчас в современном мире?
Вот именно об этом я бы хотела узнать в ходе своей работы. Школьники должны знать и уважать историю своей страны, поэтому необходимо изучать ее. В этом состоит актуальность моего реферата.
Данная тема меня заинтересовала. Мне захотелось в ней разобраться, лучше изучить. Я решила рассмотреть, какой путь в своем развитии прошли от начала появления и до современности такие измерительные инструменты как линейка, рулетка, штангенциркуль. Какими они были раньше, и какими являются сейчас. Думаю, что эта тема интересна не только мне.
Измерительный прибор – устройство, с помощью которого получают значение физической величины в заданном диапазоне, определяемом шкалой прибора. Кроме того, такой инструмент позволяет переводить величины, делая их более понятными.
Человек начал пользоваться различными способами измерений с давних времен, начиная от локтей и колен, а затем линеек и стрелочных измерительных приборов, и до современных контрольно-измерительных инструментов.
Измерительный инструмент используется не только в различных процессах производства и строительства, но и на бытовом уровне: линейка, рулетка, угольник, штангенциркуль есть почти в каждом доме. Ведь хорошие измерительные инструменты позволяют сделать любой замер быстро и точно.
Основная цель моей работы – выяснить историю происхождения измерительных инструментов, какие появились современные инструменты, показать роль измерительных инструментов в жизни человека.
Для раскрытия темы данного реферата перед автором стоят следующие задачи:
На уроках математики мы пользуемся такими приборами часто, но об истории их происхождения в учебниках тоже информации нет. Я не нашла специальной литературы, в которой была бы описана история возникновения математических приборов. Сбор информации о истории появления измерительных инструментов осуществлялся мною по крупицам. Оказалось, что так мало об этом известно.
Измерение длин линий мерными лентами и рулетками
... поправкой за компарирование пренебрегают. Для компарирования ленты в полевых условиях на ровной местности закрепляют концы базиса. Базис измеряют более точным прибором (светодальномером, рулеткой или лентой, проверенной на ... - результатом измерения. В процессе измерения участвуют объект измерения, измерительный прибор, оператор (наблюдатель) и среда, в которой выполняют измерения. Из-за ...
Поэтому самое сложное для меня заключалось в подборе информации. Почти всю необходимую информацию я взяла из Интернета, которую искала на различных тематических сайтах для раскрытия тем отдельных глав.
Глава 1. История измерительных инструментов
Современные измерительные приборы и инструменты, предназначенные для измерения линейных размеров прошли долгий путь своего развития и постоянного изменения. Это тесно связано с развитием земледелия, торговли, астрономии, мореплавания и строительства. Но наибольшее влияние на развитие техники линейных измерений оказали производство оружия, мануфактуры, производство паровых двигателей и т.п. В течение многих лет средства и методы измерений совершенствовались, но очень медленно. Только во второй половине XIX века, в связи с быстрым развитием металлообрабатывающей промышленности и развитием науки и технологий начался ускоренный прогресс измерительной техники.
1.1 Линейка
Сегодня в пенале каждого школьника есть этот простой и незамысловатый предмет, но когда точно была придумана линейка не известно. Известно, что ещё древние греки использовали для измерения небольших расстояний дощечки с насечками, об этом свидетельствуют раскопки, проводимые в Помпеи. Первая линейка представляла собой тщательно отструганную дощечку. Позже, во многих странах Европы линейки имели другой вид. Это были железные прутья называемые «шильцами». Монахи в средние века разлиновывали страницы для летописей при помощи специальных свинцовых пластинок.
В России с 16-го века применяли линейки длиной аршин. Линейки делали железные клейменные и деревянные. Аршин был узаконен как официальная мера длины только в 1899 году. Аршин равнялся 70-90 см.У русских писцов линейка называлась «правильца».
В расходных книгах московских приказов 17 века нередко встречается названия «каркаса». Так назывались своеобразные линейки. Они представляли собой раму в размер листа, на которую туго натягивали нити. Положив на лист бумаги каркасу, писец проводил вдоль нитей костяной палочкой, выдавливая на бумагу линии-строчки. Вот почему рукописи того времени удивляют нас ровностью строк и четкими интервалами.
В том виде, к которому мы привыкли сейчас, линейки появились после Французской революции. Они были изготовлены из платины и были длиной, равной одному метру, шириной 2,5 см. Ее называли «республиканский метр».
Позднее началось изготовление линеек из дерева, но они были доступны только ученым. Не всякое дерево брали для их изготовления. Использовалась в основном прямослойная груша. И нужно было быть настоящим мастером своего дела, чтобы так выбрать и обработать дерево, что линейка не изменяла форму ни при каких обстоятельствах. Толщина линейки тоже была строго определена- 2 мм. Именно она позволяла проводить самые ровные линии. Знающие люди выписывали себе линейки только из Парижа.
В России линейка появилась после 1812 года. Её завезли военные в качестве трофея. И только в 1899 году по инициативе Дмитрия Ивановича Менделеева в России начали производство линеек. Во многом из-за этого в нашей стране и была внедрена метрическая система мер.
1.2 Рулетка
Первые прототипы рулеток появились в 16 веке в Китае. Они использовались для измерения расстояний на открытой местности. Это был рулон ткани, на котором отмечались меры длины.
Технологические устройства для измерения углов
... В данной работе мы рассмотрим устройства для измерения углов. 1. Транспортир Транспортир - это прибор для измерения и построения углов. Это полукруг с разбивкой на градусы, соединенный с опорной планкой. Для измерения угла ... R в точке n1. Точку n1 соединяем с точкой А1 и получаем угол В1А1С1, величина которого равна заданному углу ВАС. 2. Уровень Умровень (ватерпамс) -- инструмент для проверки угла ...
Рулетный метр в шестнадцатом веке изобрел ученый из Китая Чэн Двэй, его использовали для измерения земельных наделов. Собственно, такой метр стал «пращуром» измерительной рулетки. Скатывался он, конечно, не автоматически, а вручную. Но всё-таки это было намного удобнее, чем ходить по участку с обычной линейкой или аршином.
1.3 Штангенциркуль
Штангенциркуль изобрели в конце XV века. Он был деревянный. Постепенно его совершенствовали и, наконец, в 1831 году Пьер Вернье изобрел нониус (хотя первым предложил измерять доли деления португальский монах Нониус).
В 1850 году было организовано промышленное производство штангенциркулей.
Глава 2. Современные линейные измерительные инструменты
2.1 Линейка
Сейчас линейки также активно используются как и раньше. Изменился материал, из которого они делаются – вместо металла и дерева часто используется пластмасса. На них могут отображаться различные размерные шкалы, предлагаться не только прямые, но и волнистые края для проведения фигурных линий.
Линейка применяется для геометрических построений, линейных измерений и вычислений. Для геометрических построений применяют прямые, треугольные и фигурные линейки. Для проверки прямолинейности и плоскости поверхностей служит поверочная линейка, а для перевода размеров из одного масштаба в другой применяют масштабную линейку, для разметки прямых линий на изделиях применяют металлические линейки. Рассмотрим основные виды линеек.
Угольник — линейка в форме прямоугольного треугольника с миллиметровой шкалой и с пустотой в форме уменьшенного подобного треугольника внутри.
Наиболее распространены угольники двух видов: с острыми углами по 30 и 60 градусов и равнобедренными с одинаковыми острыми углами по 45 градусов. Угольники используются в черчении для построения некоторых углов без помощи транспортира. При использовании двух угольников можно построить больший набор углов, прикладывая их друг к другу.
Офицерская линейка — специальная линейка, инструмент для работы офицера, представляющий собой прозрачную пластину, пластмассовый прямоугольник с прорезями (трафаретами, лекалами, транспортиром, нанесёнными делениями для измерения углов, расстояний, нанесения условных знаков на топографических картах и других рабочих документах).
Навигационная счетная линейка НЛ-10 предназначена для выполнения необходимых расчетов в полете и на земле при подготовке к полету. Она обладает рядом достоинств. При сравнительно небольших габаритах счетная линейка позволяет довольно просто и с достаточной для практических вычислений точностью решать большинство задач по самолетовождению, бомбометанию, воздушной стрельбе и т. д.
2.2 Рулетка
Постепенно рулетки развились в более компактные и удобные приборы. Ткань в их корпусе заменила прочная лента из металла. Сегодня этот прибор используют не только ремонтных дел мастера. За помощью к этому инструменту прибегают и тогда, когда собираются купить новую мебель, шторы. И уж подавно без нее не обойтись при строительстве гаража, дачи, коттеджа и т.д.
Рулетки измерительные металлические представляют собой катушку, помещенную в корпус, на которую наматывается стальная лента. На поверхности этой ленты нанесена шкала с ценой деления 1 мм. Лента заключена в футляр и втягивается в него либо пружиной (самосвертывающиеся рулетки), либо вращением рукоятки (простые рулетки), либо вдвигается вручную. Наиболее популярные модели в 3, 5 и 10 метров.
Измерения геометрических величин в курсе геометрии 7-9 классов
... использованию измерительных инструментов на практике. При этом измерения могут оказать значительную помощь в изучении остальных тем геометрии и достижении целей обучения математике в школе. Без знания разнообразных измерительных инструментов, ...
2. 3 Лазерный дальномер
Мог ли китайский изобретатель Чэн Двэй предположить, что лет так через четыреста после его «грандиозного» изобретения основным элементом измерительной рулетки будет не металлическая лента, а луч? В нынешних измерительных приборах именно луч лазера является той «лентой», которая дает возможность с высокой точностью измерять расстояния между точками. Вдобавок такое расстояние может доходить до нескольких сот метров.
Лазерный дальномер, или ещё его называют лазерная измерительная рулетка — современный аналог старой проверенной рулетке. Функция у него та же самая – измерение расстояния. Осуществляется она путем проекции луча, длина которого до отражающего объекта фиксируется прибором. Наиболее выгодное свойство такого измерителя – дальность до 250 метров и отсутствие необходимости в помощнике, который будет держать ленту. Этот прибор позволяет осуществлять измерения, находясь только в одной точке.
Это компактное устройство, легко помещающееся в кармане. У него есть процессор, который считывает информацию, и дисплей. Информация сохраняется в памяти прибора. При первой же необходимости специалист, работающий с лазерной рулеткой, может восстановить в памяти замеры, полученные ранее.
Мастер ставит рулетку в одну точку, фиксирует луч в другой точке и тут же на мониторе считывает необходимую информацию. Этот процесс вычислений выглядит так: прибор отсылает импульсы в нужную мастеру точку; отосланные импульсы отбиваются от этой точки; импульсы обрабатываются процессором; полученная информация через процессор передается на экран прибора.
Такой инструмент предназначен не только для облегчения физического труда человека, так как выполнить замеры больших расстояний с помощью рулетки совсем не просто, но еще и повысить точность измерений. Помимо измерения расстояния, дальномеры могут выполнять ещё и следующие функции: вычисление площади помещения; определение объема помещения; измерения по теореме Пифагора.
Лазерная рулетка, несмотря на свою точность и компактность, остается довольно дорогим удовольствием, поэтому у основной массы мастеров в саквояже находится все же обычная рулетка измерительная.
2. 4 Штангенциркуль
Данный инструмент широко используется в современном мире. Он необходим школьникам, на производстве, в быту.
Штангенциркуль – предназначен для измерений наружных и внутренних размеров изделий и деталей. Состоит из штанги и двух (иногда одной) пар губок. Передняя пара губок предназначена для измерения наружных замеров задняя – для внутренних. Нижние губки выполнены заодно с рамкой перемещающейся по штанге. Фиксация рамки в требуемом положении на штанге производится с помощью фиксирующего винта.
Виды штангенциркулей:
Аналоговый — отсчет ведется по нониусу. Другое название – нониусный.
Стрелочный — не требует вычислений, более простой в использовании, так как результаты замеров отображаются на циферблате с круговой шкалой.
Измерение длины линий в геодезии
... измерение; 7 - ручка; в - стальная рулетка на крестовине; г - тесьмяная рулетка в футляре шкаловые ленты Рис. 2. Лента землемерная шкаловая Для измерения линий на строительных площадках и конструкциях здания обычно используют измерительные рулетки. В ... помощью оптической трубы с увеличением, однако его точность вполне достаточна, если измерение ... 20-метровой лентой длину линии D вычисляют по следующей ...
Цифровой — с небольшим дисплеем, на который выводятся в цифровом виде результаты замеров. Обладает наивысшей точностью.
2.5 Другие инструменты
Уровень строительный или ватерпас.
Он представляет собой полую линейку с встроенной колбой с жидкостью и пузырьком воздуха, по перемещениям которого видно изменение положения линейки относительно земли.
С помощью этого устройства определяют ровность горизонтальной и вертикальной поверхностей. Длина уровня может варьироваться от 0,3 м до 2,5 м. Корпус уровня изготавливается из любого легкого материала, например, пластика, и снабжается несколькими окошками. Через окошки видна стеклянная трубка, частично заполненная специальной жидкостью. Именно эта жидкость и позволяет определять ровность и уровень уклона поверхности. Он незаменим при выравнивании плоскостей пола, стен, потолка, а также при разметке.
Нивелир
Это оптический, либо лазерный инструмент, создающий проекцию плоскостей в вертикали или горизонтали. Нивелиром нельзя измерить расстояние. С помощью нивелира плоскости придаётся горизонтальное положение. По своему назначению он схож со строительным уровнем, но имеет более сложное устройство и различные функциональные возможности.
Лазерные нивелиры очень удобны, так как позволяют с идеальной точностью делать разметку. Ведь лазер ровно рисует яркие линии. Применяется не только в крупном строительстве, но и в бытовом ремонте, например при обшивке стен гипсокартонном, или при выравнивании потолка.
Вот еще приборы, используемые при строительстве:
Угломер – прибор из соединенных линеек, измеряющий угол между ними.
Уклономер, Курвиметр
3.Заключение
Работая над своим рефератом, я узнала много нового и интересного. До написания реферата я не интересовалась историей измерительных приборов. Данная работа позволила мне углубить свои знания об измерительных инструментах.
Раньше я не задумывалась о том, какими могут быть инструменты для измерений длины в современном мире и как они выглядели в древности. Теперь, когда я поработала над данной темой, я узнала, что происходят существенные изменения. Появляются новые инструменты, совершенствуются старые. Современные приборы отличаются высочайшей точностью измерений и функциональностью. Но это не значит, что они полностью заменили старые. Мы продолжаем, и будем еще долго продолжать ими пользоваться.
Я считаю, что все те задачи, которые были поставлены в начале работы, полностью выполнены.
Список использованных источников
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/izmeritelnyie-instrumentyi-istoriya-i-sovremennost/
2
