أدوات القياس

أدوات قياس الطول

توجد العديد من أدوات قياس الطول (بالإنجليزية: Length Measurement Instruments) التي يمكن استخدامها لقياس أطوال الأشياء المختلفة، مثل قياس طول الإنسان ، أو طول الشجرة، أو طول الورقة، ويندرج فيما يأتي بعض الأمثلة على الأدوات التي يمكن استخدامها لقياس الأطوال المختلفة:

المسطرة المعدنية

تعد المسطرة المعدنية (بالإنجليزية: Steel Rulers) من أكثر الأدوات المستخدمة في قياس الطول، إذ تستخدم المساطر في قياس الأطوال بدقة، وذلك لاحتوائها على قياسات مرسومة على الجانب، وقد تحتوي على قياسات على الجانبين، ويتم استخدامها بدءًا من طلاب المدارس، ووصولًا إلى الجامعات والمكاتب والمشاريع المختلفة، وبالأخص في المشاريع الهندسية والبناء والطباعة والرسم الفني والمعماري.

وتعد المساطر المعدنية الأكثر مناسبة للاستخدام في مشاريع العمل المختلفة، وذلك لقدرتها على التحمل، ودقتها العالية جدًا في إعطاء القياسات، وذلك لأن أطرافها لا يمكن أن تتكسر، كما تمتاز المساطر المعدنية بصلابتها، ويمكن استخدامها لرسم الخطوط المستوية، أو قطع الأوراق إضافة لقياس الأطوال.

ويمكن تصنيع المساطر المعدنية باستخدام المعادن المختلفة مثل؛ الألمنيوم أو الستانليس ستيل أو الكربون الصلب وتختلف المساطر المعدنية في أسعارها وذلك اعتمادًا على طريقة تصنيعها التي تؤثر على دقتها، إذ يمكن صنع المساطر المعدنية عن طريق قص طول المسطرة المُراد من قطعة المعدن الطويلة.

ومن ثم حفر التدريج عليها، وهذه المساطر هي الأكثر استخدامًا والأنسب سعرًا، أما المساطر الأغلى سعرًا فيتم قصها من قطع حديد أكثر صلابةً، ويتم حفر التدريج عليها باستخدام آلات مخصصة، ويكون تدريج الأرقام أكثر عمقًا وأطول أمدًا، ويمتاز بسهولة قراءته في الضوء الخافت.

متر القياس

أكثر استخدامات متر القياس (بالإنجليزية: M easuring Tape ) هي لأغراض الخياطة، وهو عبارة عن شريط طويل مرن وقابل للثني، عادةً ما يتم صنعه من البوليستر، وله تدريجات واضحة سواء بالإنش أو السنتيمتر، ويستخدم لأخذ قياسات الجسم المختلفة، وقياس الأقمشة وتحديد أطوال الملابس، كما يستخدم لقياس أطوال المنحنيات والزوايا المتنوعة.

متر القياس المعدن

متر القياس المعدني (بالإنجليزية: Short Steel Tape Measure) هو أداة شبيهة بالمسطرة المرنة، تستخدم لقياس المسافات والأطوال، وتنتشر في كل مكان تقريبًا، يتكون المتر المعدني من شفرة معدنية طويلة ومرنة مُدرّجة بالقياسات المطلوبة منتهية بخطاف، وتُوجد هذه الشفرة داخل حافظة تحتوي على زر إيقاف، ومشبك للحزام وشريط للتعليق في اليد. يسمح تصميم متر القياس المعدني بقياس المسافات الطويلة أو المساحات حول المنحنيات والزوايا بسهولة ومن مميزات متر القياس المعدني أن بداية المتر مصممة حتى تكون قاسية ومُقاومة للطي، حتى لو تم طيها عمدًا، كما أنها تتكون من المعدن المقاوم للحرارة الذي يجعله قابل للاستخدام لفترات طويلة.

أما زر التوقف فيمتاز بأنه يساعد على أخذ القراءات الصحيحة، كما يساعد وجود الخطاف في بداية المتر المعدني على أخذ القراءات بدقة ومنع انثناء المتر أثناء أخذ القياس.

متر القياس الخشب

يعرف متر القياس الخشب باسم (بالإنجليزية: Wooden Meter Stick) ويستخدم لقياس المسافات الطويلة التي لا يستطيع الشخص قياسها باستخدام المسطرة العادية، وعادةً ما يُستخدم لقياس المسافات التي يزيد طولها عن طول الورقة، ويصل طوله عادةً إلى ما يقارب 1 متر، ويمتاز هذا النوع بأنه مُدرج باستخدام 3 أنواع من التدريجات، وهي الميلليمتر، والسنتيمتر، والمتر، ولذلك تتعدد استخداماته.

أدوات قياس الوزن

يتم قياس الأوزان باستخدام أدوات قياس الوزن (بالإنجليزية: Weight Measurement Instruments) المختلفة، والتي تستخدم في قياس وزن البشر والحيوانات وما إلى ذلك، تندرج فيما يأتي أهم أدوات قياس الوزن:

الميزان الإلكترونيّ

يعرف الميزان الإلكتروني (بالإنجليزية: Digital Electronic Scale) بأنه أداة تستخدم لقياس وزن الأشياء، ويمتاز بأنه يُعطي قراءات دقيقة جدًا للوزن، ويجب وضع الميزان الإلكتروني على سطح مستو عند استخدامه حتى يعمل بفعالية أكبر ويعطي قراءات صحيحة.

وعند وضع الشيء المُراد وزنه علي، يتسبب وزن الجسم في إحداث تغيير في ضغط الميزان الداخلي والذي يُترجم على شكل أرقام تظهر على شاشة الميزان الإلكتروني. وتتعدد استخدامات الميزان الإلكتروني، فيمكن استخدامه لقياس وزن الأشخاص، أو في عيادات الطب البيطري لوزن الحيوانات الأليفة. 

كما يوجد الميزان الإلكتروني الخاص بالمطبخ الذي يستخدم لقياس المواد المختلفة بدقة، إذ يعطي الوزن الدقيق للمواد المستخدمة في الطعام، كما يوجد نسخ متطورة منه يُمكنها تحويل الوحدات المختلفة حسب اختيار الشخص من غرام إلى أونصة وغيرها، ويمكن أن تُزوّد الشخص بالمعلومات والقيم الغذائية الخاصة بالطعام الموزون مثل؛ عدد السعرات الحرارية، ومستويات الدهون، والسكريات وغيرها.

الميزان الحساس ذو الكفتين

يستخدم الميزان الحساس ذو الكفتين (The Sensitive Two-Arms Scale) لقياس الكتل والأوزان الصغيرة جدًا، مثل الذهب والمواد الكيميائية المختلفة.

أدوات قياس الجهد والتيار

يعرف التيار الكهربائي (Electrical current) بأنه تدفق الشحنات الكهربائية عبر نقطة ما في الدارة الكهربائية، أما الجهد الكهربائي (Electrical Voltage) فهو القوة الذي يحتاجها التيار للانتقال من نقطة إلى أخرى، وأكثر الأجهزة المستخدمة في قياس الجهد والتيار تندرج فيما يأتي:

الأميتر

يستخدم الأميتر (بالإنجليزية: Ammeter) لقياس التيار الكهربائي المباشر والمتردد، كما يمكنه قياس التيار الكهربائي الذي يقع ضمن نطاقات واسعة، لكن تختلف أجهزة الأميتر في كيفية تشغيلها وفي دقة قراءاتها، ومع تطور العلم والتكنولوجيا، تم تطوير جهاز الأميتر لقياس أكثر من تيار كهربائي في نفس الوقت، وسمي هذا الجهاز بالأميتر المتعدد (بالإنجليزية: Multimeter).

ويكون استخدام الأميتر لقياس التيار الكهربائي في دائرة كهربائية مغلقة، كما يجب ضمان عدم التأثير على الدائرة الكهربائية التي يتم دراستها، كما أنه قبل البدء بتشغيل الأميتر الموصول على الدائرة الكهربائية يجب التأكد من طريقة ومكان توصيله في الدائرة الكهربائية حتى لا يُعطي قراءات خاطئة.

الفولتميتر

أما لقياس الجهد الكهربائي فعادةً ما يتم استخدام جهاز الفولتميتر (بالإنجليزية: Voltmeter)، ويعرف الفولتميتر بأنه جهاز يستخدم لقياس الجهد الكهربائي للتيار المباشر أو المتردد، ويكون ذلك بقياس فرق الجهد الكهربائي بين نقطتين في الدائرة الكهربائية شرط التأكد من عدم تغيير قيمة التيار الكهربائي وقت القياس.

وعادةً ما يكون الفولتميتر مُدرج إما بالفولت، أو الميللي فولت، أو الكيلو فولت، ويوجد عدد من أنواع الفولتميتر، إلا أن الفولتميتر الرقمي (Digital Voltmeter) هو الأكثر دقة في أخذ قراءة الجهد الكهربائي.

أدوات قياس الزوايا

تعرف الزاوية بأنها النقطة الناتجة عن التقاء عامودين، والتي يتم حساب قيمتها باستخدام أدوات قياس الزوايا (بالإنجليزية: Angle Measurement Instruments) التي تندرج فيما يأتي:

الزاوية القائمة المؤتلفة

تمكن أداة الزاوية القائمة المؤتلفة (بالإنجليزية: Adjustable Combination Square Right Angle Ruler) من قياس الزوايا المختلفة عن 90 درجة، وهي تساعد على تحديد الأبعاد المختلفة لوجود أكثر من تدرُّج للقياس فيها، كما تساعد على حساب المسافات وتحديد سماكة سطح ما، إضافةً إلى قياس زوايا نهاية الأسطح المختلفة.

الزاوية النجارة الكبيرة

تتكون الزاوية النجارة الكبيرة (بالإنجليزية: Right Angle Ruler Tool) أو ما يعرف باسم ( Set Square ) من طرفين مستقيمين متلاصقين فوق بعضهما البعض من جهة الطرف بزاوية قائمة، وعادةً ما تستخدم من قبل النجارين للتأكد من أن الزاوية قائمة بشكل دقيق، كما تستخدم أيضًا لرسم الخطوط على القطع المختلفة قبل قصها، ولتحديد مواقع الثقوب.

الزاوية المتحركة

تستخدم أداة الزاوية المتحركة (بالإنجليزية: Adjustable T-Bevel Sliding Angle Ruler) لضبط الزوايا المختلفة ونقلها ومقارنتها مباشرةً بالمنقلة، وتستخدم عادةً في أعمال النجارة وقص البلاط.

أدوات قياس الميلان

تستخدم أدوات قياس الميلان لقياس زاوية الميل (Tilt Angle) التي تعرف بأنها الزاوية المحصورة ما بين المستوي الأفقي والمستوى المرجعي، وتعد الأداة الرئيسية لقياس الميلان هي ميزان الماء الذي يندرج فيما يأتي:

ميزان الماء

يعرف بميزان التسوية أو ميزان الماء (بالإنجليزية: Spirit level or Bubble Level)، وهو أنبوب زجاجي مغلق يحتوي على الكحول إضافةً إلى فقاعة واحدة من الهواء، كان يستخدم في البداية على التلسكوبات وآلات المسح، إلا أنه بعد ذلك بدأ استخدامه في مجال النجارة،

ويستخدم ميزان الماء للدلالة على مدى استواء الأسطح سواءً أفقيًا أو عاموديًا نسبةً إلى الأرض، فعند توازن فقاعة الهواء في وسط الأنبوب الزجاجي يعني أن السطح مستوي.

لاستخدام ميزان الماء يتم تنظيف السطح المراد قياس ميلانه أولًا، ثم يوضع ميزان الماء على السطح والانتظار حتى تستقر حركة فقاعة الهواء، إن ظهرت الفقاعة في الوسط هذا يعني أن السطح مستوي، أما إذا ظهرت مائلةً إلى اليمين فهذا يعني أن السطح ينحدر قليلًا باتجاه اليسار.

وعندما ينحدر السطح باتجاه اليمين سوف تظهر الفقاعة إلى جهة اليسار قليلًا، ويمكن إغلاق عين عند تحديد مكان ظهور الفقاعة فهذا يساعد على تحديد مكانها بدقة.

تتعدد أدوات القياس المستخدمة في قياس الأشياء المختلفة، فمنها ما يستخدم لقياس الطول مثل المسطرة أو المتر، ومنها ما هو للوزن مثل الميزان الإلكتروني، والميزان الحساس ذو الكفتين، ثم تطور العلم ليشمل أدوات قياس لم تكن معروفة سابقًا مثل أدوات قياس التيار الكهربائي والجهد الكهربائي والميلان وقياس الزوايا المختلفة وغيرها.,

وكل من هذه الأدوات له ما يميزه عن غيره، كما يوجد بعض الاختلافات بين هذه الأدوات كالاختلاف في دقة القراءة الناتجة.