อ่าน 4 นาที
เครื่องวัดความเอียง
เครื่อง วัดความเอียง (inclinometer หรือ clinometer) เป็น เครื่องมือ ที่ใช้วัดมุม ความลาดชัน ความ สูง หรือ ความต่ำ ของวัตถุเทียบกับทิศทางของ แรงโน้มถ่วง...
เครื่องวัดความเอียง


เครื่องวัดความเอียง (inclinometerหรือclinometer)เป็นเครื่องมือที่ใช้วัดมุมความลาดชันความสูงหรือความต่ำของวัตถุเทียบกับทิศทางของแรงโน้มถ่วง นอกจากนี้ยังรู้จักกันในชื่ออื่น ๆ เช่น ตัวบ่งชี้ความเอียง เซ็นเซอร์ความเอียงเครื่อง วัดความเอียง สัญญาณ เตือน ความลาดชัน เก จ วัดความลาด ชันเครื่อง วัดความ ชัน เครื่องวัดความลาดชันแบบไล่ระดับเกจวัดระดับเครื่องวัดระดับ เครื่องวัดความลาดเอียงและตัวบ่งชี้มุมเงยและมุมเอียงเครื่องวัดความเอียงวัดทั้งความลาดชันขึ้นและลงโดยใช้หน่วยวัดสามหน่วยที่แตกต่างกัน ได้แก่องศาจุดเปอร์เซ็นต์และโทโพส แอสโทรลาบเป็นตัวอย่างของเครื่องวัดความเอียงที่ใช้ในการนำทางทางดาราศาสตร์และการระบุตำแหน่งของวัตถุทางดาราศาสตร์ตั้งแต่สมัยโบราณจนถึงยุคฟื้นฟู ศิลปวิทยา
เซ็นเซอร์วัดความเอียงสามารถวัดความเอียง ได้ ในสองแกนของระนาบอ้างอิง ในทางตรงกันข้าม การเคลื่อนที่เต็มรูปแบบจะใช้แกนอย่างน้อยสามแกนและมักต้องใช้เซ็นเซอร์เพิ่มเติม วิธีหนึ่งในการวัดมุมเอียงโดยอ้างอิงจากระนาบพื้นโลกคือการใช้มาตรวัดความเร่งการใช้งานทั่วไปสามารถพบได้ในอุตสาหกรรมและในตัวควบคุมเกม ในเครื่องบิน "ลูกบอล" ในตัวควบคุมการเลี้ยวหรือตัวบ่งชี้การเลี้ยวและการเอียงบางครั้งเรียกว่ามาตรวัดความเอียง
ประวัติศาสตร์

เครื่องวัดความเอียงมีตัวอย่างเช่น เครื่องวัดความเอียงของเวลล์ ซึ่งส่วนประกอบสำคัญคือ ด้านเรียบหรือฐานที่ใช้ตั้ง และแผ่นดิสก์กลวงที่บรรจุของเหลวข้นเพียงครึ่งเดียว ด้านหน้าของแผ่นดิสก์ที่เป็นกระจกมีมาตราส่วนกำกับไว้เพื่อแสดงมุมที่ผิวของเหลวตั้งอยู่เมื่อเทียบกับฐานเรียบ เส้นศูนย์ขนานกับฐาน และเมื่อของเหลวอยู่บนเส้นนั้น ด้านเรียบจะอยู่ในแนวนอน เส้น 90 องศาตั้งฉากกับฐาน และเมื่อของเหลวอยู่บนเส้นนั้น ด้านเรียบจะตั้งฉากหรืออยู่ในแนวดิ่ง มุมระหว่างกลางจะถูกทำเครื่องหมายไว้ และด้วยความช่วยเหลือของตารางแปลงค่า อย่างง่าย เครื่องมือนี้จะแสดงอัตราการลดลงต่อระยะทางแนวนอนที่กำหนด และระยะทางของเส้นเอียงที่กำหนด
อัล-บิรูนีนักปราชญ์ชาวเปอร์เซีย เคยต้องการวัดความสูงของดวงอาทิตย์ แต่เขาไม่มีอุปกรณ์ที่จำเป็นในการวัดความสูงนั้น เขาจึงต้องสร้างส่วนโค้งที่ปรับเทียบแล้วไว้บนด้านหลังของกระดานนับเลข จากนั้นจึงใช้ส่วนโค้งนั้นเป็นเครื่องมือวัดมุมแบบชั่วคราวโดยใช้ลูกดิ่งช่วยในการวัด เขากำหนดละติจูดของตำแหน่งโดยใช้การวัดที่ได้จากเครื่องมือพื้นฐานนี้ เครื่องมือวัดมุมนี้น่าจะเป็นเครื่องวัดความเอียงที่ใช้แผงรูปครึ่งวงกลม[ 1 ]
ระดับAbneyเป็น เครื่องมือ สำรวจ แบบพกพา ที่พัฒนาขึ้นในช่วงทศวรรษ 1870 ซึ่งประกอบด้วยท่อเล็งและเครื่องวัดความเอียง โดยจัดเรียงไว้เพื่อให้ผู้สำรวจสามารถจัดแนวท่อเล็ง (และเส้นเล็ง ) ให้ตรงกับภาพสะท้อนของฟองอากาศในระดับน้ำของเครื่องวัดความเอียง เมื่อแนวสายตาทำมุมตามที่ตั้งไว้บนเครื่องวัดความเอียง
หนึ่งในการติดตั้งเครื่องวัดความเอียงที่มีชื่อเสียงที่สุดคือบนแผงควบคุมของเครื่องบิน Ryan NYP " The Spirit of St. Louis " ที่สร้างขึ้นสำหรับการบินข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกแบบไม่หยุดพักครั้งแรก—ในปี พ.ศ. 2460 ชาร์ลส์ ลินด์เบิร์กเลือกใช้เครื่องวัดความเอียง Rieker Inc P-1057 น้ำหนักเบา[ 2 ]เพื่อให้ข้อมูลมุมการขึ้นและลงแก่เขา
การใช้งาน


เครื่องวัดความลาดชันแบบพกพาใช้ในงานสำรวจและวัดหลากหลายประเภท ในการสำรวจและทำแผนที่ที่ดิน เครื่องวัดความลาดชันสามารถวัดความลาดชันของลักษณะภูมิประเทศได้อย่างรวดเร็ว หรือใช้ในการสำรวจถ้ำในการสำรวจหาแร่ เครื่องวัดความลาดชันใช้ในการวัดทิศทางและความลาดเอียงของชั้นหิน ในงานป่าไม้การวัดความสูงของต้นไม้สามารถทำได้ด้วยเครื่องวัดความลาดชันโดยใช้วิธีการที่เป็นมาตรฐาน รวมถึงการหาพิกัดสามเหลี่ยมปืนใหญ่ขนาดใหญ่อาจมีเครื่องวัดความลาดชันที่ใช้เพื่อช่วยในการเล็งยิงกระสุนในระยะไกล
เครื่องวัดความเอียงแบบติดตั้งถาวรจะถูกติดตั้งในโครงการก่อสร้างขนาดใหญ่ เช่น เขื่อน เพื่อตรวจสอบเสถียรภาพของโครงสร้างในระยะยาว
ความแม่นยำ
เซ็นเซอร์วัดความเอียงแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความไวสูงบางชนิดสามารถให้ความละเอียดในการวัดได้ถึง 0.0001° ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีและช่วงมุม อาจมีข้อจำกัดอยู่ที่ 0.001° อย่างไรก็ตาม ความแม่นยำที่แท้จริงหรือความแม่นยำสัมบูรณ์ของเซ็นเซอร์วัดความเอียง (ซึ่งเป็นค่าความคลาดเคลื่อนรวมทั้งหมด) นั้นเป็นผลรวมของค่าเริ่มต้นของค่าชดเชยศูนย์และความไวของเซ็นเซอร์ ความเป็นเส้นตรงของเซ็นเซอร์ ฮิสเทอรีซิส ความสามารถในการ ทำซ้ำ และการเปลี่ยนแปลงของค่าศูนย์และความไวเนื่องจากอุณหภูมิ โดยทั่วไปความแม่นยำของเซ็นเซอร์วัดความเอียงแบบอิเล็กทรอนิกส์จะอยู่ในช่วง ±0.01–2° ขึ้นอยู่กับเซ็นเซอร์และสถานการณ์ โดยปกติในสภาพแวดล้อมห้อง ความแม่นยำจะถูกจำกัดด้วยข้อกำหนดความเป็นเส้นตรงของเซ็นเซอร์
- เครื่องวัดความเอียงของเครื่องบินโมโนเพลน Blériot
- เครื่องวัดความเอียงผนังเดินเรือ
- เครื่องวัดความเอียงแบบง่าย
- ไม้โปรแทรกเตอร์ดิจิทัล
- เครื่องวัดความเอียงที่ออกแบบมาเพื่อรองรับ การ ยิงทางอ้อมด้วยปืนกลวิคเกอร์สประมาณปี 1918
- ระดับน้ำเชิงกลพร้อมตัวปรับละเอียดแบบไมโครมิเตอร์
เทคโนโลยีเซ็นเซอร์
เซ็นเซอร์วัดความเอียงและเครื่องวัดความเอียงจะสร้างเส้นขอบฟ้าจำลองและวัดความเอียงเชิงมุมเทียบกับเส้นขอบฟ้าดังกล่าว มีการใช้งานในกล้องถ่ายรูป ระบบควบคุมการบินของเครื่องบิน ระบบรักษาความปลอดภัยในรถยนต์ และสวิตช์พิเศษต่างๆ นอกจากนี้ยังใช้สำหรับการปรับระดับแท่น การบ่งชี้มุมของแขนยก และการใช้งานอื่นๆ ที่ต้องการการวัดความเอียง
คุณสมบัติสำคัญที่ควรพิจารณาสำหรับเซ็นเซอร์วัดความเอียงและเครื่องวัดความเอียง ได้แก่ ช่วงมุมเอียงและจำนวนแกน โดยปกติแล้วแกนต่างๆ จะตั้งฉากกัน แต่ก็ไม่เสมอไป ช่วงมุมเอียงคือช่วงของเอาต์พุตเชิงเส้นที่ต้องการ
การใช้งานทั่วไปของเซ็นเซอร์วัดการเอียงและเครื่องวัดความเอียง ได้แก่ เซ็นเซอร์วัดความเร่ง เซ็นเซอร์ แบบคาปา ซิทีฟในของเหลว เซ็นเซอร์แบบ อิเล็กโทรไลติก เซ็นเซอร์แบบฟองก๊าซในของเหลว และเซ็นเซอร์แบบลูกตุ้ม
เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ตรวจจับการเอียงยังถูกนำมาใช้ในวิดีโอเกมด้วย เกมYoshi's Universal GravitationและKirby Tilt 'n' Tumbleต่างก็สร้างขึ้นโดยใช้กลไกเซ็นเซอร์ตรวจจับการเอียงซึ่งติดตั้งอยู่ในตลับ เกม จอยเกมของ PlayStation 3และWiiก็ใช้การเอียงเป็นวิธีการในการเล่นวิดีโอเกมเช่นกัน
เครื่องวัดความเอียงยังใช้ในงานวิศวกรรมโยธา ด้วย เช่น การวัดความเอียงของพื้นที่ที่จะก่อสร้าง
เครื่องวัดความเอียงบางรุ่นมีอินเทอร์เฟซอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้CAN (Controller Area Network)นอกจากนี้ เครื่องวัดความเอียงเหล่านั้นอาจรองรับ โปรไฟล์ CANopen มาตรฐาน (CiA 410) ในกรณีนี้ เครื่องวัดความเอียงเหล่านี้จะเข้ากันได้และสามารถใช้ทดแทนกันได้บางส่วน
เครื่องวัดความเอียงดิจิทัลแบบสองแกน

เครื่องวัดระดับน้ำแบบดั้งเดิมและเครื่องมือวัดระดับอิเล็กทรอนิกส์แบบลูกตุ้มมักมีข้อจำกัดอยู่ที่แกนเดียวและช่วงการวัดความเอียงที่แคบ อย่างไรก็ตาม งานวัดระดับความแม่นยำ การวัดมุม การจัดแนว และการตรวจสอบความเรียบของพื้นผิวส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับมุมระนาบพื้นผิวสองมิติมากกว่าวัตถุแกนเดียวสองชิ้นที่ตั้งฉากกัน เครื่องวัดความเอียงสองแกนที่สร้างขึ้นด้วย เซ็นเซอร์วัดความเอียง MEMSให้การอ่านค่ามุมสองมิติพร้อมกันของระนาบพื้นผิวที่สัมผัสกับระนาบอ้างอิงของโลก
ข้อดีทั่วไปของการใช้เครื่องวัดความเอียง MEMSสองแกนเมื่อเทียบกับเครื่องวัดระดับแบบ "ฟองอากาศ" หรือแบบกลไกแกนเดียวทั่วไป อาจรวมถึง:
- การวัดมุมเอียงสองมิติ (ระนาบ XY) พร้อมกัน (เช่น มุมเงยและมุมเอียง) สามารถช่วยลดความยุ่งยากในการสลับไปมาระหว่างการวัดทั้งสองแบบ ซึ่งเป็นปัญหาที่พบได้บ่อยเมื่อใช้เครื่องวัดระดับแบบแกนเดียว เช่น การปรับฐานเครื่องจักรเพื่อให้ได้ตำแหน่งที่ได้ระดับอย่างแม่นยำ
- การชดเชยแบบดิจิทัลและการสอบเทียบที่แม่นยำสำหรับความไม่เป็นเชิงเส้น เช่น การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในการทำงาน ส่งผลให้มีความแม่นยำสูงขึ้นในช่วงการวัดที่กว้างขึ้น
- เซ็นเซอร์วัดความเร่งอาจสร้างข้อมูลเชิงตัวเลขในรูปแบบของโปรไฟล์การสั่นสะเทือน เพื่อช่วยให้ผู้ติดตั้งเครื่องจักรสามารถติดตามและประเมินคุณภาพการจัดแนวแบบเรียลไทม์ และตรวจสอบความเสถียรของตำแหน่งโครงสร้างโดยการเปรียบเทียบโปรไฟล์การปรับระดับก่อนและหลังการติดตั้ง
เครื่องวัดความเอียงพร้อมไจโรสโคป
เนื่องจากเครื่องวัดความเอียงวัดมุมของวัตถุเทียบกับแรงโน้มถ่วง การเร่งความเร็วภายนอก เช่น การเคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว การสั่นสะเทือน หรือแรงกระแทก จะทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดความเอียง เพื่อแก้ไขปัญหานี้ สามารถใช้ไจโรสโคปควบคู่กับเครื่องวัดความเร่งได้ การเร่งความเร็วใดๆ ที่กล่าวมาข้างต้นจะมีผลกระทบอย่างมากต่อเครื่องวัดความเร่ง แต่มีผลกระทบจำกัดต่ออัตราการหมุนที่วัดได้ของไจโรสโคป อัลกอริทึมสามารถรวมสัญญาณทั้งสองเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ค่าที่ดีที่สุดจากเซ็นเซอร์แต่ละตัว ด้วยวิธีนี้จึงสามารถแยกมุมเอียงจริงออกจากข้อผิดพลาดที่เกิดจากการเร่งความเร็วภายนอกได้[ 3 ]
แอปพลิเคชัน

เครื่องวัดความเอียงใช้สำหรับ:
- การกำหนดละติจูดโดยใช้ดาวเหนือ (ในซีกโลกเหนือ) หรือดาวสองดวงในกลุ่มดาวกางเขน (ในซีกโลกใต้)
- การหาค่ามุมของสนามแม่เหล็กโลกเทียบกับระนาบแนวนอน
- แสดงถึงการเบี่ยงเบนจากแนวตั้งหรือแนวนอนที่แท้จริง
- การสำรวจคือ การวัดมุมเอียงหรือมุมเงย
- แจ้งเตือนผู้ควบคุมเครื่องจักรว่าเครื่องจักรอาจพลิคว่ำ
- การวัดมุมระดับความสูง ความลาดชัน หรือความเอียง เช่น ของคันดิน
- การวัดความแตกต่างเล็กน้อยของความลาดชัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านธรณีฟิสิกส์เครื่องวัดความลาดชันดังกล่าวใช้ในการตรวจสอบภูเขาไฟหรือใช้ในการวัดความลึกและอัตราการเคลื่อนตัวของดินถล่ม เป็นต้น
- การวัดการเคลื่อนตัวของผนังหรือพื้นดินในโครงการวิศวกรรมโยธา
- การวัดความลาดเอียงของชั้นหินหรือชั้นดิน หรือความชันของคันดินหรือทางตัด; เหมือนกับเครื่องวัดระดับน้ำแบบดิ่ง
- ระบบความปลอดภัยในรถยนต์บางระบบ
- แสดงค่าการเอียงและการหมุนของยานพาหนะ เรือ และอากาศยาน ดูตัวอย่างเช่นตัวประสานการเลี้ยวและ ตัว บ่งชี้การลื่นไถล
- ตรวจสอบมุมของแขนเครนและรถยกวัสดุ
- การวัด "มุมมอง" ของเสาอากาศรับสัญญาณดาวเทียมไปยังดาวเทียม
- ปรับแผงโซลาร์เซลล์ให้ได้มุมที่เหมาะสมที่สุดเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตพลังงานให้สูงสุด
- การวัดมุมความลาดชันของเทปหรือโซ่ระหว่างการวัดระยะทาง
- การวัดความสูงของอาคาร ต้นไม้ หรือสิ่งอื่น ๆ โดยใช้มุมแนวตั้งและระยะทาง (กำหนดโดยการวัดด้วยเทปหรือการก้าวเดิน) โดยใช้ตรีโกณมิติ
- การวัดมุมการเจาะในการสำรวจหลุมเจาะ
- การวัดการเอียงของ เรือ ในน้ำนิ่งและการวัดการโคลงของเรือในน้ำที่ขรุขระ
- การวัดความชันของเนินสกี
- การวัดทิศทางของระนาบและแนวเส้นในหิน โดยใช้ร่วมกับเข็มทิศในธรณีวิทยาโครงสร้าง
- การวัดช่วงการเคลื่อนไหวในข้อต่อของร่างกาย[ 4 ]
- การวัดมุมเอียงของกระดูกเชิงกราน การวัดคอและหลังจำนวนมากจำเป็นต้องใช้เครื่องวัดมุมเอียงสองเครื่องพร้อมกัน[ 5 ]
- การวัดมุมเงย และการคำนวณระดับความสูงของสิ่งต่างๆ ที่ไม่สามารถวัดได้โดยตรงด้วยวิธีอื่น
- การวัดและปรับแต่งมุม การแขวนลำโพง แบบไลน์อาร์เรย์การตรวจสอบมุมที่ได้นั้นทำได้โดยใช้เลเซอร์ที่ติดตั้งอยู่ในเครื่องวัดมุมระยะไกล
- ควรติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ในทิศทางที่ถูกต้อง
- การตั้งมุมยิงของปืนใหญ่หรือปืน (เพื่อกำหนดระยะยิงของกระสุน)
- เกมอิเล็กทรอนิกส์
- ช่วยป้องกันสภาพการทำงานที่ไม่ปลอดภัย[ 6 ]
- กรมป่าไม้ของกระทรวงเกษตรสหรัฐฯ ใช้เซ็นเซอร์วัดความเอียง (หรือเครื่องวัดความเอียง) เพื่อวัดความสูงของต้นไม้ในโครงการสำรวจและวิเคราะห์ป่าไม้
- ในด้านโลจิสติกส์และการขนส่งก็มีการใช้ตัวบ่งชี้การเอียง เช่นกัน ซึ่งเป็นระบบเฉพาะสำหรับใช้ครั้งเดียว โดยจะติดตั้งไว้กับผลิตภัณฑ์ระหว่างกระบวนการขนส่ง
ดูเพิ่มเติม
- ระดับความลาดชัน
- เครื่องวัดมุม
- ไฮป์โซมิเตอร์
- เครื่องวัดความเอียงแบบคาปาซิทีฟของเหลว
- กล้องสำรวจ
- เครื่องวัดความเอียง
- การสำรวจและระดับความสูง
ลิงก์ภายนอก
- บล็อกเกี่ยวกับเครื่องวัดความเอียง – ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับเครื่องวัดความเอียง
- เครื่องวัดความเอียง MEMS และข้อกำหนดทางเทคนิค
- เครื่องวัดความเอียง (Inclinometers) ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 22 กุมภาพันธ์ 2019 ที่Wayback Machine
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เครื่องวัดความเอียง
เครื่อง วัดความเอียง (inclinometer หรือ clinometer) เป็น เครื่องมือ ที่ใช้วัดมุม ความลาดชัน ความ สูง หรือ ความต่ำ ของวัตถุเทียบกับทิศทางของ แรงโน้มถ่วง...
ประวัติศาสตร์
เครื่องวัดความเอียงมีตัวอย่างเช่น เครื่องวัดความเอียงของเวลล์ ซึ่งส่วนประกอบสำคัญคือ ด้านเรียบหรือฐานที่ใช้ตั้ง และแผ่นดิสก์กลวงที่บรรจุของเหลวข้นเพียงครึ่งเดียว...
การใช้งาน
เครื่องวัดความลาดชันแบบพกพาใช้ในงานสำรวจและวัดหลากหลายประเภท ในการสำรวจและทำแผนที่ที่ดิน เครื่องวัดความลาดชันสามารถวัดความลาดชันของลักษณะภูมิประเทศได้อย่างรวดเร็ว หรือใช้ใน การสำรวจถ้ำ ในการสำรวจหาแร่ เครื่องวัดความลาดชันใช้ในการวัด ทิศทางและความลาดเอียง...
ความแม่นยำ
เซ็นเซอร์วัดความเอียงแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความไวสูงบางชนิดสามารถให้ความละเอียดในการวัดได้ถึง 0.0001° ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีและช่วงมุม อาจมีข้อจำกัดอยู่ที่ 0.