กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 3 นาที

ความกลม

แวดวง/การวัดทางเรขาคณิต/มาตรวิทยา

ความกลมคือ การวัดว่ารูปทรงของวัตถุนั้นใกล้เคียงกับวงกลม ที่สมบูรณ์แบบทางคณิตศาสตร์มากน้อยเพียงใด ความกลมใช้ได้ในสองมิติเช่นวงกลมตามหน้าตัด ของวัตถุ

ความกลม

ความกลมคือ การวัดว่ารูปทรงของวัตถุนั้นใกล้เคียงกับวงกลม ที่สมบูรณ์แบบทางคณิตศาสตร์มากน้อยเพียงใด ความกลมใช้ได้ในสองมิติเช่นวงกลมตามหน้าตัด ของวัตถุ ทรงกระบอกเช่นเพลาหรือลูกกลิ้งทรงกระบอกสำหรับตลับลูกปืนในการกำหนดขนาดและค่าความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิตการควบคุมทรงกระบอกยังรวมถึงความแม่นยำต่อแกนตามยาว ซึ่งให้ค่าความเป็นทรงกระบอกส่วนค่าที่เทียบเท่ากับความกลมในสามมิติ (นั่นคือ สำหรับทรงกลม ) คือความเป็นทรงกลม

ความกลมของรูปทรงนั้นขึ้นอยู่กับลักษณะโดยรวมมากกว่ารายละเอียดของขอบและมุม หรือความหยาบของพื้นผิวของวัตถุที่ผลิตขึ้นวงรี ที่เรียบเนียน อาจมีความกลมต่ำหากค่าความเยื้องศูนย์มีมากรูปหลายเหลี่ยมปกติจะมีความกลมมากขึ้นเมื่อจำนวนด้านเพิ่มขึ้น แม้ว่าจะมีขอบคมอยู่ก็ตาม

ในทางธรณีวิทยาและการศึกษาตะกอน (ซึ่งอนุภาคสามมิติมีความสำคัญอย่างยิ่ง) ความกลมถือเป็นการวัดความหยาบของพื้นผิว และรูปร่างโดยรวมจะอธิบายด้วยความเป็นทรงกลม

คำจำกัดความอย่างง่าย

ค่าความกลมของสี่เหลี่ยมตามมาตรฐาน ISO คือ120.7{\displaystyle {\frac {1}{\sqrt {2}}}\simeq 0.7}ในขณะที่ความกลมของรูปแปดเหลี่ยมคือ=2+220.92{\displaystyle ={\frac {\sqrt {2+{\sqrt {2}}}}{2}}\simeq 0.92}.

นิยามความกลม ของ ISOคืออัตราส่วนของรัศมีของวงกลมที่แนบในและวงกลมที่ล้อมรอบ กล่าวคือ ขนาดสูงสุดและต่ำสุดของวงกลมที่พอดีกับภายในและล้อมรอบรูปทรง[ 1 ] [ 2 ]

เส้นผ่านศูนย์กลาง

การมี เส้นผ่านศูนย์กลางคงที่ซึ่งวัดที่มุมต่างๆ รอบรูปทรง มักถูกมองว่าเป็นการวัดความกลมแบบง่ายๆ ซึ่งเป็นการเข้าใจผิด[ 3 ]

แม้ว่าเส้นผ่านศูนย์กลางคงที่จะเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับความกลม แต่ก็ไม่ใช่เงื่อนไขที่เพียงพอสำหรับความกลม: มีรูปทรงหลายแบบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางคงที่แต่ไม่กลม รูปทรงทางคณิตศาสตร์ เช่นสามเหลี่ยมเรอโลซ์และตัวอย่างในชีวิตประจำวันอย่างเหรียญ 50 เพนนีของอังกฤษแสดงให้เห็นถึงเรื่องนี้

การกระจัดในแนวรัศมี

ความกลมไม่ได้อธิบายถึงการเคลื่อนที่ในแนวรัศมีของรูปทรงจากจุดศูนย์กลางสมมติ[หมายเหตุ 1 ]แต่เป็นเพียงรูปทรงโดยรวมเท่านั้น

เรื่องนี้มีความสำคัญในกระบวนการผลิต เช่นเพลาข้อเหวี่ยงและชิ้นส่วนที่คล้ายกัน ซึ่งไม่เพียงแต่ต้องวัดความกลมของแบริ่ง จำนวนมากเท่านั้น แต่ยังต้องวัดการจัดเรียงของแบริ่งบนแกนด้วย เพลาข้อเหวี่ยงที่งออาจมีแบริ่งที่กลมสมบูรณ์ แต่ถ้าแบริ่งตัวใดตัวหนึ่งเบี่ยงไปด้านข้าง เพลาก็ใช้การไม่ได้ การวัดดังกล่าวส่วนใหญ่มักใช้วิธีเดียวกับการวัดความกลม แต่ยังพิจารณาตำแหน่งศูนย์กลางและตำแหน่งสัมพัทธ์ตามทิศทางแกนเพิ่มเติมด้วย

การคำนวณในสองมิติ

ทำการบันทึกเส้นเดียวที่ครอบคลุมการหมุนครบวง และที่แต่ละมุมที่เว้นระยะห่างเท่าๆ กันθฉัน{\displaystyle \theta _{i}}การวัดอาร์ฉัน{\displaystyle R_{i}}ของรัศมีหรือระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางการหมุนและจุดบนพื้นผิว การปรับแบบกำลังสองน้อยที่สุดกับข้อมูลจะให้ค่าประมาณพารามิเตอร์ของวงกลมดังต่อไปนี้: [ 4 ]

อาร์^=1เอ็นฉัน=1เอ็นอาร์ฉัน{\displaystyle {\hat {R}}={\frac {1}{N}}\sum \limits _{i=1}^{N}R_{i}}
เอ^=2เอ็นฉัน=1เอ็นอาร์ฉันคอสθฉัน{\displaystyle {\hat {a}}={\frac {2}{N}}\sum \limits _{i=1}^{N}R_{i}\cos {\theta _{i}}}
^=2เอ็นฉัน=1เอ็นอาร์ฉันบาปθฉัน{\displaystyle {\hat {b}}={\frac {2}{N}}\sum \limits _{i=1}^{N}R_{i}\sin {\theta _{i}}}

ค่าเบี่ยงเบน ซึ่งบางครั้งเรียกว่าความไม่เป็นวงกลมจะถูกวัดดังนี้:

Δ^=อาร์ฉันอาร์^เอ^คอสθฉัน^บาปθฉัน{\displaystyle {\hat {\Delta }}=R_{i}-{\hat {R}}-{\hat {a}}\cos {\theta _{i}}-{\hat {b}}\sin {\theta _{i}}}

การวัดความกลม

การวัดความกลม

การวัดความกลมมีความสำคัญมากในมาตรวิทยาซึ่งรวมถึงการวัดจุดต่างๆ โดยมีวิธีการพื้นฐานสองวิธี ได้แก่ วิธีภายใน (intrinsic) และวิธีภายนอก (extrinsic)

วิธีการข้อมูลภายใน

  1. วางวัตถุทรงกลมลงบนแผ่นเรียบ และใช้จุดสัมผัสเป็นจุดอ้างอิง จากนั้นวางเกจวัดระยะลงบนวัตถุทรงกลมอีกครั้ง แล้วหมุนวัตถุโดยรักษาจุดอ้างอิงให้คงที่ ด้วยวิธีนี้จึงสามารถทราบความคลาดเคลื่อนของความกลมได้โดยตรงจากการเปรียบเทียบความสูงของยอดที่วัดได้จากเกจวัดระยะ
  2. อีกทางเลือกหนึ่งคือสามารถใช้ฐานรูปตัว V แทนแผ่นเรียบได้ เนื่องจากฐานเป็นรูปตัว V จึงจะมีจุดอ้างอิงสองจุดแทนที่จะเป็นจุดเดียว สามารถวัดความคลาดเคลื่อนของความกลมได้ในลักษณะเดียวกับวิธีที่กล่าวมาแล้ว
  3. นอกจากนี้ ยังสามารถยึดวัตถุทรงกระบอกไว้ระหว่างจุดศูนย์กลางของแกนทั้งสองได้ ในกรณีนี้ก็เช่นกัน จะติดตั้งเกจวัดความกลมไว้เหนือวัตถุทรงกระบอก และวัดความกลมด้วยขั้นตอนที่คล้ายคลึงกับข้างต้น

วิธีการข้อมูลภายนอก

วิธีการแบบภายใน (intrinsic method) มีข้อจำกัดในการใช้กับความผิดรูปเล็กน้อยเท่านั้น สำหรับความผิดรูปขนาดใหญ่จะต้องใช้วิธีแบบภายนอก (extrinsic method) ในกรณีนี้ จุดอ้างอิงไม่ใช่จุดหรือกลุ่มจุดบนวัตถุ แต่เป็นแบริ่งความแม่นยำแยกต่างหาก ซึ่งโดยปกติจะอยู่บนเครื่องมือวัด แกนของวัตถุหรือส่วนของวัตถุที่จะวัดจะถูกจัดวางให้ตรงกับแกนของแบริ่ง จากนั้นใช้สไตลัสจากเครื่องมือวัดแตะส่วนที่จะวัดอย่างพอดี เซ็นเซอร์สัมผัสที่เชื่อมต่อกับปลายสไตลัสจะช่วยให้แน่ใจว่าสไตลัสแตะวัตถุอย่างพอดี ทำการวัดอย่างน้อยสามครั้งและวาดกราฟแสดงความสัมพันธ์เชิงขั้วแบบขยายเพื่อหาค่าความคลาดเคลื่อนที่ต้องการ

คำจำกัดความของข้อผิดพลาดความกลม

  • วงกลมกำลังสองน้อยที่สุด (LSC): คือวงกลมที่แบ่งโปรไฟล์ความกลมของวัตถุโดยการแบ่งผลรวมของพื้นที่ด้านในและด้านนอกของวัตถุออกเป็นส่วนเท่าๆ กัน จากนั้นสามารถประมาณค่าความคลาดเคลื่อนของความกลมได้โดยการหาผลต่างระหว่างระยะห่างสูงสุดและต่ำสุดจากวงกลมอ้างอิงนี้
  • วงกลมโซนต่ำสุด (MZC): ในที่นี้ใช้สองวงกลมเป็นจุดอ้างอิงสำหรับการวัดความคลาดเคลื่อนของความกลม วงกลมหนึ่งวาดอยู่นอกโปรไฟล์ความกลมโดยให้ครอบคลุมโปรไฟล์ทั้งหมด และอีกวงกลมหนึ่งวาดอยู่ภายในโปรไฟล์ความกลมโดยให้พอดีกับโปรไฟล์นั้น อย่างไรก็ตาม วงกลมทั้งสองมีจุดศูนย์กลางเดียวกัน ความคลาดเคลื่อนของความกลมในที่นี้คือผลต่างระหว่างรัศมีของวงกลมทั้งสอง
  • วงกลมล้อมรอบขั้นต่ำ (MCC): หมายถึงวงกลมที่เล็กที่สุดที่ล้อมรอบโปรไฟล์ความกลมทั้งหมด โดยที่ค่าความคลาดเคลื่อนคือค่าเบี่ยงเบนที่มากที่สุดจากวงกลมนี้
  • วงกลมที่ใหญ่ที่สุดที่สามารถบรรจุอยู่ภายในโปรไฟล์ความกลม (MIC): หมายถึงวงกลมที่ใหญ่ที่สุดที่สามารถบรรจุอยู่ภายในโปรไฟล์ความกลมได้ ส่วนความคลาดเคลื่อนของความกลมในที่นี้ คือค่าเบี่ยงเบนสูงสุดของโปรไฟล์จากวงกลมที่บรรจุอยู่ภายในนี้

นิยามที่ใช้กันทั่วไปในการประมวลผลภาพดิจิทัล (การวิเคราะห์ภาพ) สำหรับการระบุลักษณะของรูปทรง 2 มิติ คือ:

ความกลม = เส้นรอบรูป2 / 4 π × พื้นที่ .

อัตราส่วนนี้จะมีค่าเท่ากับ 1 สำหรับวงกลม และมากกว่า 1 สำหรับรูปทรงที่ไม่ใช่วงกลม อีกนิยามหนึ่งคือค่าผกผันของนิยามนี้:

ความกลม = 4 π × พื้นที่/ เส้นรอบวง2 ,

ซึ่งมีค่าเป็น 1 สำหรับวงกลมที่สมบูรณ์แบบ และลดลงไปจนถึง 0 สำหรับรูปทรงที่ไม่เป็นวงกลมอย่างมาก

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

  1. แม้ว่าเครื่องวัดความกลมที่ใช้งานได้จริงหลายเครื่องจะใช้เทคนิคการวัดดังกล่าว แต่การประมวลผลข้อมูลในภายหลังจะขจัดอิทธิพลของตำแหน่งแกนออกไป [ 4 ]

อ่านเพิ่มเติม

  • ไบรอันท์, จอห์น; แซงวิน, คริส (2008). วงกลมของคุณกลมแค่ไหน?สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยพรินซ์ตันISBN 978-0-691-14992-9.
  • คู่มือสัญลักษณ์ความกลมของ GD&T Gdandt.com [ 1 ]
  1. "สัญลักษณ์ความกลมของ GD&T" . AGI ผู้นำด้าน GD&T . สืบค้นเมื่อ2025-04-10 .
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Roundness&oldid=1311741951 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ความกลม

ความกลมคือ การวัดว่ารูปทรงของวัตถุนั้นใกล้เคียงกับวงกลม ที่สมบูรณ์แบบทางคณิตศาสตร์มากน้อยเพียงใด ความกลมใช้ได้ในสองมิติเช่นวงกลมตามหน้าตัด ของวัตถุ

คำจำกัดความอย่างง่าย

นิยามความกลม ของ ISO คืออัตราส่วนของรัศมีของวงกลม ที่แนบใน และ วงกลมที่ล้อมรอบ กล่าว คือ ขนาดสูงสุดและต่ำสุดของวงกลมที่พอดีกับภายในและล้อมรอบรูปทรง [ 1 ] [ 2 ]

เส้นผ่านศูนย์กลาง

การมี เส้นผ่านศูนย์กลาง คงที่ซึ่งวัดที่มุมต่างๆ รอบรูปทรง มักถูกมองว่าเป็นการวัดความกลมแบบง่ายๆ ซึ่งเป็นการเข้าใจผิด [ 3 ]

การกระจัดในแนวรัศมี

ความกลมไม่ได้อธิบายถึงการเคลื่อนที่ในแนวรัศมีของรูปทรงจากจุดศูนย์กลางสมมติ "},"2":{"wt":"group=note"}},"i":0}}]}"> [ หมายเหตุ 1 ] แต่เป็นเพียงรูปทรงโดยรวมเท่านั้น