Реферат по математике «Измерительные приборы»
Скачать 0.49 Mb.
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 22 Р Е Ф Е Р А Т по математике «Измерительные приборы» Выполнила учащаяся 8 класса «А» Кишко Марина Владимировна Учитель математики Охота Наталья Сергеевна Тверь, 2011 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение..................................................................................................................3 Глава I. Измерительные приборы 1.1 История измерительных приборов…………………………………………. 4 1.2 Классификация средств измерения ……………………………………........5 1.3 Старинные меры…………………………………………………………. …. 7 Глава II. Виды измерительных приборов 2.1 Измерительные приборы в школе…………………………………… ........10 2.2 Измерительные приборы для измерения длин отрезков…………....... ….12 2.3 Приборы для переноса измеряемого размера с объекта на линейку......... 16 2.4 Приборы, с помощью которых можно измерить градусную меру……… 18 2.5 Приборы для измерения площади…………………………………….. …..20 Глава III. Современные измерительные приборы 3.1 Лазерные приборы………………………………………………………… ..21 3.2 Оптические приборы ………………………………………………………..24 Глава IV Системы измерения 4.1 Общие сведения о системе измерения……………………………………..26 4.2 История системы измерения………………………………………………..27 Заключение…………………………………………………………………….. 28 Список литературы……………………………………………………………29 Приложение 1………………………………………………………………….. 30 Приложение 2…………………………………………………………………...33 Приложение 3…………………………………………………………………...34 Приложение 4…………………………………………………………………...37 Приложение 5 …………………………………………………………………..40 ВВЕДЕНИЕ В школе каждый ученик не может обойтись без специальных измерительных приборов, такие как линейка, треугольник, транспортир, циркуль. Но кроме них существует огромное количество других измерительных приборов. Но что, же такое измерительные приборы? Измерительные приборы – средства измерений, предназначенные для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. По характеру показаний измерительные приборы делят на аналоговые, цифровые, показывающие, регистрирующие, самопишущие и печатающие, а по принципу действия — на приборы прямого действия, приборы сравнения, интегрирующие и суммирующие приборы. Для линейных и угловых измерений широко используются показывающие приборы прямого действия, допускающие только отсчет показаний. По назначению измерительные приборы делят на универсальные - предназначенные для измерения одноименных физических величин различных изделий, и специализированные - служащие для измерения отдельных видов изделий или отдельных параметров изделий. По конструкции универсальные приборы для линейных измерений делят на: 1) штриховые приборы, снабженные нониусом (штангенинструменты); 2) приборы, основанные на применении микрометрических винтовых пар (микрометрические инструменты); 3) рычажно-механические приборы, которые по типу механизма подразделяют на рычажные (миниметры), зубчатые (индикаторы часового типа), рычажно-зубчатые (индикаторы или микромеры), пружинные ; (микрокаторы и микаторы) и рычажно-пружинные (миникаторы); 4) оптико-механические (оптиметры, оптикаторы, контактные интерферометры, длиномеры, измерительные машины, измерительные микроскопы, проекторы). Цель реферата: изучить историю и свойства измерительных приборов. Задачи реферата: 1.ознакомиться со свойствами измерительных инструментов; 2. ознакомиться с историей возникновения измерительных приборов; 3. провести классификацию СИ Глава I. Измерительные приборы 1.1 История измерительных приборов В древнерусской числовой системе архитектурного пропорционирования, которая функционировала задолго до монгольского нашествия, в качестве единиц измерения использовался некоторый набор инструментов под общим названием "сажени". Причем саженей было несколько, разной длины и, что особенно необычно, они были несоразмерны друг другу и использовались при замере объектов одновременно. Историки и архитекторы затрудняются установить их количество, но признают наличие не менее семи типоразмеров саженей, которые при этом имеют собственные названия, определяемые, по-видимому, характером предпочтительного применения. Однако, прежде чем начинать теоретические изыскания, необходимо понять, чем вызвано появление множества саженей и как свести его к отдельным эталонным размерам. Наличие двух и тем более нескольких эталонов измерительных инструментов для проведения одной и той же операции кажется современным исследователям величайшей нелепицей, логическим нонсенсом, пережитком архаической древности, когда первобытные люди, как полагают специалисты, еще не понимали логики своих действий. Сразу же возникает вопрос: зачем использовать даже две неодинаковые длины для проведения одной и той же операции измерения? Ведь вполне можно обойтись одной, как обходится сейчас весь мир одним метром. Ни метрических, ни физических объяснений этому "парадоксу" в современной науке не находится. Да и отрицать однозначно наличие нескольких измерительных инструментов тоже не приходится, поскольку были и другие государства, имеющие в пользовании по два, три измерительных инструмента, например Египет, где в ходу было одновременно три локтя разной длины. Вот уже почти два столетия ученые пытаются восстановить секреты возникновения "невзаимосвязанных" измерительных инструментов и привести это множество к минимальному количеству типоразмеров, опираясь на определенные исходные предпосылки, чаще всего связанные с пропорциями человеческого тела или с пропорциями геометрических фигур, например квадрата. 1.2 Классификация средств измерения Средства измерения принято классифицировать по виду, принципу действия и метрологическому назначению. Различают следующие виды средств измерений: меры, измерительные устройства, которые подразделяются на измерительные приборы и измерительные преобразователи; измерительные установки и измерительные системы. Мера - это средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Измерительный прибор - средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Измерительный преобразователь - средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем. Измерительная установка - совокупность функционально объединенных средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем и расположенная на одном месте. Измерительная система - совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и (или) использования в автоматических сигналах управления. Все многообразие измерительных приборов, используемых для линейных измерений в машиностроении, классифицируют по назначению, конструктивному устройству и по степени автоматизации. По назначению измерительные приборы разделяют на универсальные, специальные и для контроля. По конструктивному устройству измерительные приборы делят на механические, оптические, электрические и пневматические и др. По степени автоматизации различают измерительные приборы ручного действия, механизированные, полуавтоматические и автоматические. Универсальные измерительные приборы применяют в контрольно-измерительных лабораториях всех типов производств, а также в цехах единичных и мелкосерийных производств. Универсальные измерительные приборы подразделяются:
пневматические: длинномеры (ротаметры); электрические: электроконтактные измерительные головки, индуктивные приборы, профилографы, профилометры, кругломеры. Специальные измерительные приборы предназначены для измерения одного или нескольких параметров деталей определенного типа; например приборы для измерения (контроля) параметров коленчатого вала, распределительного вала, параметров зубчатых колес, диаметров глубоких отверстий. Приборы для контроля геометрических параметров по назначению делят на приборы для приемочного (пассивного) контроля (калибры), для активного контроля в процессе изготовления деталей и приборы для статистического анализа и контроля. 1.3 Старинные меры С древности, мерой длины и веса всегда был человек: на сколько он протянет руку, сколько сможет поднять на плечи и т.д.Система древнерусских мер длины включала в себя следующие основные меры: версту, сажень, аршин, локоть, пядь и вершок. Аршин - старинная русская мера длины, равная, в современном исчислении 0,7112м. Аршином, так же, называли мерную линейку, на которую, обычно, наносили деления в вершках. Для мелких мер длины базовой величиной была, применяемая испокон на Руси мера - "пядь" (c 17-го века - длину равную пяди называли уже иначе – "четверть аршина", "четверть", "четь"), из которой глазомерно, легко можно было получить меньшие доли – два вершка (1/2 пяди) или вершок (1/4 пяди). Шаг - средняя длина человеческого шага = 71 см. Одна из древнейших мер длины. Пядь (пядница) - древняя русская мера длины. МАЛАЯ ПЯДЬ (говорили - "пядь"; с 17-го века она называлась - "четверть" <аршина>) - расстояние между концами расставленных большого и указательного (или среднего) пальцев = 17,78 cm. Верста - старорусская путевая мера (её раннее название - ''поприще''). Этим словом, первоначально называли расстояние, пройденное от одного поворота плуга до другого во время пахоты. Два названия долгое время употреблялись параллельно, как синонимы. Известны упоминания в письменных источниках 11 века. В рукописях XV в. есть запись: "поприще сажений 7 сот и 50" (длиной в 750 сажень). До царя Алексея Михайловича в 1 версте считали 1000 саженей. При Петре Первом одна верста равнялась 500 саженей, в современном исчислении - 213,36 X 500 = 1066,8 м. "Верстой" также назывался верстовой столб на дороге. Сажень - одна из наиболее распространенных на Руси мер длины. Различных по назначению (и, соответственно, величине) саженей было больше десяти. "Маховая сажень" - расстояние между концами пальцев широко расставленных рук взрослого мужчины. " Косая сажен " - самая длинная: расстояние от носка левой ноги до конца среднего пальца поднятой вверх правой руки. Используется в словосочетании: "у него косая сажень в плечах " (в значении - богатырь, великан). Локоть равнялся длине руки от пальцев до локтя (по другим данным - "расстояние по прямой от локтевого сгиба до конца вытянутого среднего пальца руки"). Величина этой древнейшей меры длины, по разным источникам, составляла от 38 до 47 см. С 16-го века постепенно вытесняется аршином и в 19 веке почти не употребляется. Ладонь = 1/6 локтя (локоть шестиладонный) Вершок равнялся 1/16 аршина, 1/4 четверти. В современном исчислении - 4,44см. Наименование "Вершок" происходит от слова "верх". В литературе XVII в. встречаются и доли вершка - полвершки и четвертьвершки. 1 дюйм = 10 линий = 2,54 см Название происходит от голландского - ''большой палец''. Равен ширине большого пальца или длине трех сухих зерен ячменя , взятых из средней части колоса. 1 линия = 10 точек = 1/10 дюйма = 2,54 миллиметра (пример: "трёхлинейка" Мосина - d=7.62 мм.) Линия - ширина пшеничного зерна, примерно 2,54 мм. 1 сотая сажени = 2,134 см 1 точка = 0,2540 миллиметра 1 географическая миля (1/15 градуса земного экватора) = 7 верст = 7,42 км (от латинского слова "милия" - тысяча (шагов)) 1 морская миля (1 минута дуги земного меридиана) = 1,852 км 1 английская миля = 1,609 км 1 ярд = 91,44 сантиметра Старинные меры объема: 1 куб. сажень = 9,713 куб. метра 1 куб. аршин = 0,3597 куб. метра 1 куб. вершок = 87,82 куб. см 1 куб. фут = 28,32 куб. дециметра (литра) 1 куб. дюйм = 16,39 куб. см 1 куб. линия = 16,39 куб. мм 1 кварта - немногим больше литра. Меры объема жидких и сыпучих тел: 1 четверть = 2,099 гектолитра = 209,9 л 1 четверик ("мера") = 2,624 декалитра = 26,24 л 1 гарнец = 3,280 литра Меры веса На Руси использовались в торговле следующие меры веса (старорусские): • берковец = 10 пудов • пуд = 40 фунтов = 16,38 кг • фунт (гривна) = 96 золотников = 0,41 кг • лот = 3 золотника = 12,797 г • золотник = 4,27 г • доля = 0,044 г Меры площади поверхности: 1 кв. верста = 250000 квадратных саженей = 1,138 кв. километра 1 десятина = 2400 квадратных саженей = 1,093 гектара 1 копна = 0,1 десятины 1 кв. сажень = 16 квадратных аршинов = 4,552 кв. метра 1 кв. аршин=0,5058 кв. метра 1 кв. вершок=19,76 кв. см 1 кв. фут=9,29 кв. дюйма=0,0929 кв. м 1 кв. дюйм=6,452 кв. сантиметра 1 кв. линия=6,452 кв. миллиметра Глава II. Виды измерительных приборов 2.1 Измерительные приборы в школе Измерения являются не только неотъемлемой частью процесса обучения математике в школе, но и играют определенную роль в выборе будущей профессии. Уже сейчас возникает острая нехватка профессиональных инженеров, технических специалистов и руководителей среднего звена на производстве. В современном мире область применения измерений геометрических величин чрезвычайно широка. Измерения являются одной из самых древнейших операций в процессе познания человеком окружающего материального мира. Вся история цивилизации представляет собой непрерывный процесс становления и развития измерений, совершенствования средств, методов измерений, повышения их точности и единообразия мер. В процессе своего развития человечество прошло путь от измерений на основе органов чувств и частей человеческого тела до научных основ измерений и использования для этих целей сложнейших физических процессов и технических устройств. В настоящее время измерениями охватываются все физические свойства материи практически независимо от диапазона изменения этих свойств. Несомненно, для того, чтобы измерять какие-либо геометрические величины, нам нужны специальные инструменты – измерительные инструменты. В соответствии с действующими «Перечнем учебного оборудования по математике для общеобразовательных учреждений России», утвержденными Министерством образования Российской Федерации кабинеты математики должны быть оснащены комплектом средств обучения, выпускаемых промышленностью. В комплект инструментов классных входит: линейка (рис.1), транспортир (рис.2), угольник (30º, 60 º) (рис.3), угольник (45º, 45º) (рис.4), циркуль (рис.5).  (рис.1)(  рис.2)  (рис.4) (рис.3)  (рис.5)Существует множество измерительных приборов, которые человек применяет в своей деятельности. В школьном курсе геометрии средней школы необходимо уметь измерять: длины отрезков, углы, площади. 2.2 Измерительные приборы для измерения длин отрезков В группу измерительных приборов для измерения длин отрезков мы можем отнести:
На ребре классной линейки (рис.6) нанесены сантиметровые деления. Каждые 5 см отделяются удлиненными штрихами. (  рис.6)Наименьшее деление линейки называется ценой деления. Измерения классной линейкой возможны лишь с точностью, не превышающей половины цены деления, то есть с точностью, не превышающей 0,5 см, при этом половина цены деления определяется визуально. Этот измерительный прибор является наиболее распространенным в школе. С помощью него удобно производить построения на классной доске на уроках математики, где точность измерения не всегда имеет значение.
Существует еще несколько инструментов, предназначенных для измерения длин. Одним из них является мерная лента (рис.7). Для измерения линейных размеров сравнительно больших предметов используются рулетки: стальная или матерчатая. На стальной ленте рулетки нанесены миллиметровые деления, а на матерчатой – сантиметровые. Матерчатые рулетки применяются в тех случаях, когда не требуется большой точности измерения. Стальная лента используется при измерении расстояний на местности и при съемке планов земельных участков. Ценой деления является дециметр.  (рис.7)
Для измерения длин на планах и картах и определения затем расстояний на местности пользуются линейным масштабом. Для его построения необходимо на прямой линии отложить равные отрезки, принимая за единицу меры один сантиметр. Концы отрезков обозначить штрихами, против которых ставятся числа, соответствующие расстоянию на местности. Конец первого отрезка обозначается нулевым штрихом. Этот отрезок делится на десять равных частей. В этом случае точность измерения не будет превышать 1 мм, хотя на глаз она может быть повышена до 0,5 мм. Для получения точности измерения до 0,1 мм служит поперечный масштаб. Этот инструмент применяется в сельском хозяйстве при измерении длины и ширины земельных участков.
Для измерения диаметров поперечного сечения тел цилиндрической формы применяются такие приборы как диаметромер-центроискатель (рис.8) или мерная вилка лесовода (рис.9).  (рис.8) (рис.9) Мерная вилка лесовода состоит из линейки с делениями, неподвижной планки, прикрепленной на конце линейки, и подвижной планки. Все эти инструменты могут быть использованы при изучении понятия длины отрезка. Учащимся могут быть предложены разные виды задач на:
Рейсмус — инструмент для проведения на заготовке разметочных линий, параллельных выбранной базовой линии, или перенесения размеров с чертежей на заготовку. Обычно представляет собой стойку с зажимом, в котором закрепляется чертилка. Рейсмусы могут изготавливаться из дерева твёрдых пород и представляют собой колодку с прямоугольным отверстием, в которой с помощью клина или винта закрепляются одна или две рейки. На одном из концов реек установлены заостренные металлические штыри. Рейсмус с двумя рейками используется, например, для разметки шипов и гнёзд для них в столярном деле. Для одновременного прочерчивания большего количества линий или в случае, когда нет необходимости в изменении размеров, вместо рейсмуса может быть использована скоба. Скоба представляет собой деревянный брусок с выступом, в который забито необходимое количество гвоздей.  (рис.10)2.3 Приборы для переноса измеряемого размера с объекта на линейку Очень часто непосредственное измерение рассмотренными инструментами затрудняется или становится невозможным в связи со сложностью измеряемого предмета. В этом случае пользуются особыми инструментами для переноса измеряемого размера с объекта на линейку. Примерами рассматриваемых приборов являются циркуль, кронциркуль, нутромер, рейсмас. Рассмотрим их. Различают несколько видов циркулей: переносный циркуль (рис.11) и кронциркуль (рис.12). Переносный циркуль служит для перенесения линейных размеров с объекта на измерительную линейку, для нанесения окружности и дуг на объект. Точность измерения циркулем очень мала, так как она зависит от величины угла раствора ножек, исправности шарнирного соединения, заточки концов игл циркуля и от точности шкалы измерительной линейки.   (рис.12) (рис.11) Кронциркуль служит для снятия размера диаметров цилиндров и шаров и перенесения его на измерительную линейку. Для снятия внутренних размеров деталей и перенесения их на измерительную линейку служит нутромер (рис.13). Для более точного измерения диаметров отверстий и других внутренних размеров применяется микрометрический нутромер, дающий результаты с точностью до 0,01 мм. К переносным измерительным инструментам также можно отнести и рейсмас (рис.14). Рейсмасы бывают разнообразных конструкций.   (рис.13) (рис.14) Например, столярный рейсмас применяется в столярном деле и служит для перенесения и прочерчивания параллельных линий на устанавливаемом расстоянии. Процесс прочерчивания называется разметкой, а заостренный металлический стержень, прочерчивающий линию, называется чертилкой. Рейсмас с подвижной муфтой состоит из основания, стойки, подвижной муфты и чертилки. Благодаря подвижности муфты и прикрепленной к ней чертилки острие чертилки легко установить под нужным углом и на нужном расстоянии от разметочной плиты. Рассмотрение таких инструментов позволит ученикам получить более полное представление о возможностях измерений. При изучении этих приборов с учащимися можно разобрать следующие задачи:
цилиндров;
Для получения при измерении большей точности применяются инструменты с нониусом. В середине 16 века португалец Нуньес изобрел приспособление в виде дополнительной подвижной линейки с особыми делениями. Это приспособление и названо нониусом. Рассмотрим один из инструментов с нониусом: штангенциркуль (рис. 15). На линейке штангенциркуля нанесены миллиметровые деления. На длине рамки нониуса в 9 мм нанесено 10 равных делений. При таком делении нониуса измерения производятся с т  очностью до 0,1 мм. (рис.15) 2.4 Приборы, с помощью которых можно измерить градусную меру В некоторых современных учебниках геометрии упоминается о таком приборе, как малка (рис.16). Рассмотрим этот инструмент п  одробнее. (рис.16) Малки применяются при измерении и переносе углов с одной детали на другую, а также для проверки углов на изготовленных предметах. Малки бывают различных конструкций. Простая малка состоит из двух подвижных линеек, соединенных с одного конца шарнирным винтом. Такая малка служит для одновременного измерения, переноса и проверки только одного угла. Линейки малки устанавливаются под углом, заданным на рабочем чертеже детали, и закрепляются винтом. После этого малка накладывается на проверяемую деталь. В столярном производстве простые малки употребляются при изготовлении деревянных деталей с заданным углом и при разметке материала. Универсальная малка служит для одновременного переноса и проверки двух или трех углов. Также при изучении темы «Измерение углов» учащиеся и учитель используют такой инструмент как транспортир. Соответственно различают классный и ученический транспортиры. Классный транспортир используется для измерения и построения на классной доске углов до 180 градусов. Ценой деления такого транспортира является 1 градус. Ученический транспортир устроен также как и классный. Для построения на местности углов в 45, 90, 135 градусов и других служат экеры (рис.17). Они бывают различной конструкции: крестообразные, в виде прямоугольного треугольника, квадратной доски, цилиндрические и другие. Экеры применяются в практике не только для построения углов, но и для проведения параллельных и взаимно перпендикулярных линий, для проведения высот в треугольниках, при съемке планов земельных участков и др.  (рис.17) Еще одним инструментом, упоминавшимся в школьных учебниках является астролябия (рис.18). Она состоит из лимба с градусным делением. В центре лимба прикреплена подвижная алидада с диоптрами на концах для визирования. Лимб с алидадой надевается на штырь штатива. Для ориентирования астролябия снабжается компасом или буссолью. При помощи астролябии измеряются и строятся углы в горизонтальной плоскости, проводятся параллельные и перпендикулярные линии. Усовершенствованные астролябии на конце алидады имеют верньер (круговой нониус) для отсчета долей градуса.  (рис.18)Учащимся могут быть предложены следующие задачи:
2.5 Приборы для измерения площадей Непосредственное измерение площадей неудобно, поэтому для их нахождения удобно пользоваться известными математическими теоремами и формулами. Также можно использовать такой прибор как палетка (рис. 18). Это прозрачная пластинка с нанесенной на нее сеткой линий, предназначенная для вычисления площадей на планах и картах, для отсчета координат и т.д. Ученикам могут быть предложены разные виды задач на:
 (рис.18) |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | «Связь между массой тела и силой, с которой это тело притягивается Землей» Все жители планеты измеряют, прикидывают, размечают, замеряют и считают. С измерениями в физике связаны такие понятия как эталон,... |  | Межрайонный семинар учителей естественных наук по теме Поэтому к формированию ууд можно отнести и умение правильно использовать измерительные приборы, осуществлять сбор, накапливание и... |
| Измерительные генераторы студент группы ивт-260 Измерительные генераторы применяются при проверке и настройке различных приборов, определении частотных характеристик схем, например... | | 1 задание «Академическая гребля» Например, нагревают или освещают. Особое место занимают измерительные приборы. «Наука начинается там, где начинают измерять», писал... |
| Реферат по межпредметному семинару на тему: «Приборы ориентации и... Реферат подготовили студентки 3 курса факультета физической и квантовой электроники мфти казанкова Екатерина Анатольевна (752 гр.)... | | Реферат Электровакуумные приборы магнетронного типа Работу Введение 3 |
| Реферат «Внеурочные формы работы по математике» Внеклассная работа учащихся по математике и методика её проведения | | Реферат по математике на тему Софизмы и парадоксы в математике Введение 3 |
| Реферат по теме: Стохастическая линия в математике В математике имеется ряд задач, которые относятся к элементам статистики, теории множеств, комбинаторике коротко, к стохастической... | | Цель работы: изучение явления электромагнитной индукции; измерение... Приборы и принадлежности: измерительная установка с вращающейся катушкой и интегрирующим усилителем |
| «Служебные части речи» Контрольно-измерительные материалы. Русский язык: 7 класс / Сост. Н. В. Егорова. — М.: Вако, 2019. — 96 с. — (Контрольно-измерительные... | | Оптическая спектроскопия. Электронная спектроскопия поглощения. Закон... Калориметры, спектрофотометры и адсорбционные детекторы для жидкостной хроматографии. Монохроматоры. Однолучевые и двулучевые приборы.... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Контрольно-измерительные материалы. Русский язык: 9 класс / Сост. Н. В. Егорова. — М.: Вако, 2010. — 96 с. — (Контрольно-измерительные... | | Рабочая программа дисциплины «технические измерения и приборы» Дисциплина “Технические измерения и приборы” призвана дать знания студенту-бакалавру по направлению 220700 “Автоматизация технологических... |
| Элективный курс по физике «Оптические явления и приборы» Программа элективный курс «Оптические явления и приборы.» разработан в рамках концепции «Предпрофильная подготовка учащихся 9 кл.»... | | Пояснительная записка Контрольно-измерительные материалы по дисциплине «Информатика» Контрольно-измерительные материалы по дисциплине «Информатика» составлены в соответствии с требованиями Государственного образовательного... |
