Goniómetro

Un transportador de ángulos es un transportador circular graduado con un brazo pivotante que se utiliza para medir o marcar ángulos. A veces se le añaden escalas Vernier para obtener lecturas más precisas. Tiene una amplia aplicación en el dibujo arquitectónico y mecánico, aunque su uso está disminuyendo debido a la disponibilidad de software de dibujo moderno o CAD .

Los transportadores de ángulos universales también son utilizados por los fabricantes de herramientas; dado que miden ángulos por contacto mecánico, se clasifican como transportadores mecánicos. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

El transportador de ángulos se utiliza para establecer y comprobar ángulos con tolerancias muy ajustadas. Tiene una precisión de hasta 5 minutos de arco (5′ o 1 / 12 ° ) y puede medir ángulos de 0° a 450°.

El transportador de ángulos consta de una viga, un dial graduado y una hoja conectada a una placa giratoria (con escala Vernier) mediante una tuerca de mariposa y una abrazadera. Cuando los bordes de la viga y la hoja son paralelos, una pequeña marca en la placa giratoria coincide con la línea cero del dial graduado. Para medir un ángulo entre la viga y la hoja de 90° o menos, la lectura se obtiene directamente de la graduación del dial indicada por la marca en la placa giratoria. Para medir un ángulo mayor de 90°, se resta el número de grados indicado en el dial a 180°, ya que el dial está graduado desde marcas de cero opuestas hasta 90° en cada dirección.

Dado que los espacios, tanto en la escala principal como en la escala Vernier, están numerados a la derecha y a la izquierda del cero, se puede medir cualquier ángulo. Las lecturas se pueden tomar hacia la derecha o hacia la izquierda, según la dirección en la que se mueva el cero en la escala principal.

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  Un transportador de 360° graduado en grados.
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  Un transportador de 400 gon marcado en grados .
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  En primer plano, un transportador doble " Cras navigation plotter ", que lleva el nombre de su inventor, Jean Cras .
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  Un transportador de semicírculo marcado en grados (180°).
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  Geodreieck , un tipo especial detriángulo transportador(180°).
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  transportador electrónico
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  Escala del transportador en grados y radianes

Antes de la invención del teodolito , se utilizaba el goniómetro en topografía . La aplicación de la triangulación a la geodesia se describió en la segunda edición (1533) del Cosmograficus liber de Petri Appiani como un apéndice de 16 páginas de Frisius titulado Libellus de locorum describendorum ratione . ^{[ 4 ]}

Un transportador semicircular simple o un transportador triangular con un pequeño peso tejido unido mediante un trozo de hilo al punto de origen del transportador (la mayoría de los transportadores tienen un pequeño orificio en el punto de origen) podría utilizarse como un goniómetro, nivel (instrumento óptico) , inclinómetro o cuadrante económico para una amplia gama de tareas.

Existen diversas herramientas diseñadas para usarse junto con mapas topográficos, a menudo una combinación de transportador, regla de escala y escala de cuadrícula para medir acimut, distancia y coordenadas (en MGRS , UTM, USNG, etc.).

La mayoría de los transportadores y trazadores militares están diseñados para colocarse sobre mapas topográficos detallados y, por lo tanto, están fabricados con plástico fino, flexible y translúcido para evitar intencionadamente la paralaje y la distorsión óptica . Sin embargo, esto reduce la durabilidad de las herramientas.

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  Transportador militar semicircular en el mapa
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  Transportador militar cuadrado flexionado sobre el mapa
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  Transportador redondo flexionado en las manos
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  Transportador militar parcialmente roto, aún en uso.

El radiogoniómetro Bellini-Tosi fue un tipo de radiogoniómetro muy utilizado desde la Primera hasta la Segunda Guerra Mundial . Utilizaba las señales de dos antenas cruzadas, o de cuatro antenas individuales que simulaban dos antenas cruzadas, para recrear la señal de radio en un área pequeña entre dos espiras de alambre. El operador podía entonces medir el ángulo con respecto a la fuente de radio objetivo mediante la localización de la dirección dentro de esta área reducida. La ventaja del sistema Bellini-Tosi es que las antenas no se mueven, lo que permite construirlas en cualquier tamaño requerido.

La técnica básica sigue en uso, aunque el equipo ha cambiado drásticamente. Los goniómetros se utilizan ampliamente con fines militares y civiles, ^{[ 20 ]} por ejemplo, la interceptación de comunicaciones satelitales y navales en el buque de guerra francés Dupuy de Lôme utiliza múltiples goniómetros.

En cristalografía , los goniómetros se utilizan para medir ángulos entre las caras de los cristales. También se emplean en difracción de rayos X para rotar las muestras. Las innovadoras investigaciones del físico Max von Laue y sus colegas sobre la estructura atómica de los cristales en 1912 involucraron un goniómetro.

Los goniómetros miden la distribución espacial de la luz visible para el ojo humano (a menudo la intensidad luminosa ) en posiciones angulares específicas, que generalmente abarcan todos los ángulos esféricos.

El goniómetro se utiliza para documentar el rango de movimiento inicial y posterior, en las consultas por lesiones laborales y por los evaluadores de discapacidad para determinar una discapacidad permanente. Esto se hace para evaluar el progreso y con fines médico-legales. Es una herramienta para evaluar los signos de Waddell (hallazgos que pueden indicar una magnificación de los síntomas).

En fisioterapia, terapia ocupacional, ortopedia y prótesis, y entrenamiento deportivo, un goniómetro mide el rango de movimiento de las extremidades y articulaciones del cuerpo. Estas mediciones ayudan a realizar un seguimiento preciso del progreso en un programa de rehabilitación. Cuando un paciente presenta un rango de movimiento reducido, el terapeuta evalúa la articulación antes de realizar una intervención y continúa utilizando el instrumento para monitorizar el progreso. El terapeuta puede tomar estas mediciones del rango de movimiento en cualquier articulación. Por lo general, requieren conocimientos sobre la anatomía del cuerpo, en particular sobre los puntos de referencia óseos. Por ejemplo, al medir la articulación de la rodilla, el terapeuta coloca el eje (punto de rotación) en el epicóndilo lateral del fémur y alinea el brazo fijo con el trocánter mayor del fémur . Finalmente, el terapeuta alinea el brazo móvil del goniómetro con el maléolo lateral del peroné y registra la medición utilizando la escala de grados en la parte circular del instrumento. La precisión de la lectura a veces es un problema con los goniómetros. Los problemas con la fiabilidad intra-medición (entre mediciones) e inter-evaluador (entre clínicos) pueden aumentar a medida que disminuye la experiencia del examinador. Algunos estudios sugieren que estos errores pueden oscilar entre 5 y 10 grados.

Estos goniómetros vienen en diferentes formas que, según algunos, aumentan la fiabilidad. ^{[ 21 ] [ 22 ]} El goniómetro estándar universal es una herramienta de plástico o metal con incrementos de 1 grado. Los brazos generalmente no miden más de 12 pulgadas, por lo que puede ser difícil localizar con precisión el punto de referencia exacto para la medición. El goniómetro de brazo telescópico es más fiable: tiene un eje circular de plástico como un goniómetro clásico, pero con brazos que se extienden hasta dos pies en cada dirección.

Más recientemente, en el siglo XXI, los desarrolladores de aplicaciones para teléfonos inteligentes han creado aplicaciones móviles que ofrecen las funciones de un goniómetro. Estas aplicaciones (como Knee Goniometer y Goniometer Pro) utilizan los acelerómetros de los teléfonos para calcular los ángulos articulares. Investigaciones recientes respaldan estas aplicaciones y sus dispositivos como herramientas fiables y válidas con una precisión comparable a la de un goniómetro universal. ^{[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]}

Los sistemas modernos de captura de movimiento para terapia de rehabilitación realizan goniometría, midiendo como mínimo el rango de movimiento activo. ^{[ 26 ]} Si bien en algunos casos la precisión puede ser inferior a la de un goniómetro, la medición de ángulos con un sistema de captura de movimiento es superior en situaciones dinámicas, en comparación con las estáticas. Además, el uso de un goniómetro tradicional consume tiempo valioso. En el contexto clínico, realizar mediciones manuales consume tiempo valioso y puede no ser práctico.

Un goniómetro de posicionamiento o plataforma goniométrica es un dispositivo que permite rotar un objeto con precisión alrededor de un eje fijo en el espacio. Es similar a una plataforma lineal ; sin embargo, en lugar de moverse linealmente con respecto a su base, la plataforma gira parcialmente alrededor de un eje fijo situado sobre su superficie de montaje. Los goniómetros de posicionamiento suelen utilizar un mecanismo de tornillo sin fin con una rueda helicoidal parcial fijada a la parte inferior de la plataforma, que engrana con un tornillo sin fin en la base. El engranaje helicoidal puede girarse manualmente o mediante un motor en sistemas de posicionamiento automatizados.

Los ángulos de corte de todo tipo de hojas afiladas se miden con un goniómetro láser. Desarrollado por la Asociación de Investigación de Cuchillería y Oficios Afines (CATRA) del Reino Unido, este dispositivo permite determinar con precisión el perfil del filo, incluyendo un redondeo de la punta de hasta ½°. El ángulo de corte de una hoja es crucial para controlar su capacidad de corte y la resistencia del filo: un ángulo pequeño produce un filo fino y afilado, ideal para cortar materiales blandos, mientras que un ángulo grande crea un filo grueso, menos afilado pero más resistente, que puede ser más adecuado para cortar materiales más duros.

Las cuchillas rascadoras usadas , procedentes de procesos de huecograbado y otros procesos de impresión y recubrimiento , pueden inspeccionarse con un goniómetro, generalmente con fuente de luz incorporada, para examinar el filo y comprobar si presentan desgaste y ángulos correctos. Una diferencia en el ángulo con respecto al configurado en la máquina puede indicar una presión excesiva, y una variación en el ángulo ("redondeo") probablemente indique falta de rigidez o desgaste en el soporte de la cuchilla.