과속계

과속계는 높이나 고도를 측정하는 기구다. 삼각법과 대기압이라는 두 가지 다른 원리를 사용할 수 있다.

어원

영어단어 hypsometer는 고대 그리스어 ὕψοh(huspos, "높이")와 μέτρρνν(métron, "measure")에서 유래한다.

저울 과속계

단순한 축척 과속계는 물체에서 관찰자까지의 거리가 알려졌을 때 측정 대상 물체의 밑면과 상단을 가로질러 보는 것으로 건물이나 나무의 높이를 측정할 수 있다. 현대의 축압계는 레이저 레인지파인더와 임상계를 조합하여 물체의 상하까지의 거리를 측정하고, 관찰자에서 각 선까지의 각도를 측정하여 높이를 계산한다.

그러한 척도계의 예가 여기에 설명되어 있으며, 시야관, 고정 수평 척도 및 플럼브 선이 부착된 조정 가능한 수직 척도로 구성되었음을 알 수 있다. 그러한 저울 과속계의 작동 원리는 기하학에서 유사한 삼각형 개념에 기초한다. 먼저 조정 가능한 수직 스케일이 적절한 높이로 설정된다. 그런 다음 그림의 1단계에서와 같이 높이를 결정할 물체 상단에 조준을 하고 수평 눈금에서의 판독치 h'를 기록한다. 이 값에서 계산하면 결국 높이 h가 관측자의 눈선에서부터 높이가 결정되는 물체의 상단까지 주어진다. 그림의 2단계에서와 마찬가지로 높이를 결정할 물체의 밑면에 조준을 하고 수평 스케일의 판독치 d'를 기록한다. 이 값에서 계산하면 결국 물체의 밑에서부터 관찰자의 눈선까지의 거리가 주어진다. 마지막으로 관찰자로부터 물체까지의 거리 x를 측정할 필요가 있다.

1단계와 관련된 기하학적 구조를 보면 스케치 a: 두 개의 직각 삼각형(여기 노란색에 동일한 작은 각도가 표시됨)이 나타난다. 다음으로 스케치 b에서 우리는 두 삼각형이 동일한 각도를 가지고 있다는 것을 볼 수 있다. 각 삼각형은 직각, 노란색은 동일한 작은 각, 주황색은 동일한 큰 각도를 가지고 있다. 따라서 스케치 c에서 우리는 각 삼각형이 동일한 각도를 가지고 있다는 점을 고려할 때, 유사한 삼각형의 원리를 사용하여 측면은 비례한다는 것을 알 수 있다: x'에 비례하는 물체까지의 거리 x x'에 비례하여 설정된 높이 및 h'에 비례하여 관측자 위의 물체 높이 h'에 비례하는 것을 알 수 있다. 과속계의 수평 눈금에서 판독한다.

태닝(작은 황색 각도) = 반대쪽 / 인접쪽, 따라서 태닝(작은 황색 각도) = h / x = h' / x'로 간주한다. 따라서 h = h'x / x'이다.

마찬가지로 2단계에 포함된 기하학적 구조는 두 개의 직각 삼각형을 스케치 d로 만든다. 다음에 스케치 e에서 우리는 두 삼각형이 다시 동일한 각도를 가지고 있다는 것을 볼 수 있다. 각 삼각형은 직각, 노란색은 동일한 작은 각, 주황색은 동일한 큰 각도를 가지고 있다. 따라서 스케치 f에서 우리는 각 삼각형이 동일한 각도를 가지고 있다는 점을 고려할 때, 유사한 삼각형의 원리를 사용하여 측면의 비율이 x'에 비례하는 물체까지의 거리 x'에 비례하는 물체까지의 거리, 과속계의 수직 스케일에 설정된 높이 및 d'에 비례하는 관측자 아래의 물체 깊이 d'에 비례하는 r을 볼 수 있다.과속계의 수평 눈금에서 벗어난다.

탄(작은 각도) = 반대쪽 / 인접쪽, 따라서 탄(작은 각도) = d / x = d' / x'를 고려할 때. 따라서 d = d'x / x'이다.

따라서 물체의 전체 높이는 x (d' + h') / x'이다.

압력 과속계

그림(오른쪽)과 같은 압력하이프계에는 기압을 감소시켜 액체의 비등점을 낮추고, 기압은 관측점의 높이에 따라 달라진다는 원리가 적용되어 있다.

기구는 보통 물인 액체를 자켓 기둥으로 떠받치고 증기가 순환하는 바깥 칸막이에 끓인 원통형 용기로 구성되며, 중앙 칸막이에 온도계가 놓여 있다. 관측된 비등점으로부터 역의 높이를 추론하기 위해서는 비등점과 압력, 또한 대기의 압력과 높이 사이에 존재하는 관계를 알 필요가 있다.

참고 항목

• 길이, 거리 또는 범위 측정 장치 목록

참조

• 이 글에는 현재 공개 도메인에 있는 출판물의 텍스트가 통합되어 있다. Chisholm, Hugh, ed. (1911). "Hypsometer". Encyclopædia Britannica. 14 (11th ed.). Cambridge University Press. p. 209.