Motor divisor

Dividindo o motor no Michigan Museum of Surveying

Um motor divisor é um dispositivo empregado para marcar graduações em instrumentos de medição para permitir a leitura de medições menores do que podem ser permitidas gravando-as diretamente. A conhecida escala vernier e o medidor de parafuso micrométrico são exemplos clássicos que fazem uso de tais graduações.

História

Motor divisor no Museo Galileo em Florença .

Sempre houve a necessidade de instrumentos de medição precisos. Quer se trate de um dispositivo linear como uma régua ou vernier ou um dispositivo circular como um transferidor , astrolábio , sextante , teodolito ou círculos de ajuste para telescópios astronômicos , o desejo por uma precisão cada vez maior sempre existiu. Para cada melhoria nos instrumentos de medição, como melhores alidades ou a introdução de miras telescópicas, a necessidade de graduações mais exatas imediatamente se seguiu.

Nos primeiros instrumentos, as graduações eram tipicamente gravadas ou linhas gravadas em madeira , marfim ou latão . Os fabricantes de instrumentos criaram vários dispositivos para realizar tais tarefas. Os primeiros fabricantes de instrumentos islâmicos devem ter tido técnicas para a divisão fina de seus instrumentos, pois essa precisão se reflete na precisão das leituras que eles fizeram. Essa habilidade e conhecimento parecem ter sido perdidos, uma vez que pequenos quadrantes e astrolábios nos séculos 15 e 16 não apresentavam graduações finas e eram feitos de forma relativamente grosseira. [1]

No século 16, os fabricantes de instrumentos europeus foram prejudicados pelos materiais disponíveis. O latão estava em chapas marteladas com superfícies ásperas e as ferramentas de entalhe de ferro eram de baixa qualidade. Não havia fabricantes suficientes para criar uma longa tradição de prática e poucos eram treinados por mestres . [1]

As transversais estabeleceram um padrão no início do século XIV. Tycho Brahe usou transversais em seus instrumentos e tornou o método mais conhecido. Transversais baseados em linhas retas não fornecem subdivisões corretas em um arco, então outros métodos, como aqueles baseados no uso de arcos circulares desenvolvidos por Philippe de La Hire , também foram usados.

Outro sistema foi criado no século XVI por Pedro Nunes e recebeu o nome de nonius em sua homenagem. Consistia em traçar um certo número de círculos concêntricos em um instrumento e dividir cada um sucessivamente com uma divisão a menos do que o círculo externo adjacente. Assim, o quadrante mais externo teria 90° em 90 divisões iguais, o próximo interno teria 89 divisões, o próximo 88 e assim por diante. Quando um ângulo era medido, anotava-se o círculo e a divisão em que caía a alidade . Uma tabela foi então consultada para fornecer a medida exata. No entanto, este sistema era difícil de construir e usado por poucos. Tycho Brahe foi uma exceção.

Algumas melhorias no sistema de Nunes foram desenvolvidas por Christopher Clavius ​​e Jacob Curtius. O trabalho de Curtius levou diretamente ao de Pierre Vernier , publicado em 1631. Vernier refinou esse processo e nos deu a escala vernier . No entanto, embora essas várias técnicas tenham melhorado a leitura das graduações, elas não contribuíram diretamente para a precisão de sua construção. Outras melhorias vieram lentamente e um novo desenvolvimento foi necessário: o motor de divisão.

O trabalho anterior no desenvolvimento de máquinas de corte de engrenagens preparou o caminho. Tais dispositivos eram necessários para cortar uma placa circular com dentes de engrenagem uniformes . Os relojoeiros estavam familiarizados com esses métodos e foram importantes no desenvolvimento de motores divisores. George Graham desenvolveu um processo de uso de métodos geométricos para dividir o membro de um instrumento. Ele desenvolveu uma sofisticada bússola de feixe para auxiliar na marcação das graduações. John Bird e Jeremiah Sisson seguiram com essas técnicas. Essas técnicas de bússola de feixe foram usadas no século 19, já que os motores divisores que se seguiram não foram dimensionados para os maiores instrumentos sendo construídos.

Máquina Divisora ​​Circular

O primeiro verdadeiro motor de divisão circular foi provavelmente construído por Henry Hindley , um relojoeiro, por volta de 1739. Isso foi relatado à Royal Society por John Smeaton em 1785. [2] Foi baseado diretamente em uma máquina de corte de engrenagens para relógios. Ele usava uma placa de índice dentada e uma engrenagem helicoidal para avançar o mecanismo. Duque de Chaulnescriou dois mecanismos de divisão entre 1765 e 1768 para dividir arcos circulares e escalas lineares. Ele desejava melhorar a graduação dos instrumentos removendo a habilidade do fabricante da técnica sempre que possível. Embora o uso da bússola de feixe dependesse criticamente da habilidade do usuário, sua máquina produzia divisões mais regulares em virtude de seu design. Suas máquinas também foram inspiradas no trabalho anterior dos relojoeiros.

Jesse Ramsden seguiu o duque de Chaulnes por cinco anos na produção de seu motor divisor. Como nas invenções anteriores, a Ramsden's usou um mecanismo de parafuso tangente para avançar a máquina de uma posição para outra. No entanto, ele desenvolveu um torno de corte de parafusos que era particularmente avançado e produzia um produto superior. [3] [4] Este motor foi desenvolvido com financiamento do Conselho de Longitude [1] com a condição de ser descrito em detalhes (junto com o torno de corte de parafuso relacionado) e não ser protegido por patente. Isso permitiu que outros copiassem livremente o dispositivo e o aprimorassem. Na verdade, o Conselho exigia que ele ensinasse outros a construir suas próprias cópias e disponibilizasse seu mecanismo de divisão para instrumentos graduados feitos por outros. [1]

Refinamentos para o Dividing Engine

Edward Troughton foi o primeiro a construir uma cópia do projeto Ramsden. Ele aprimorou o design e produziu sua própria versão. Isso permitiu uma melhoria na precisão do motor de divisão.

Samuel Rhee desenvolveu sua própria máquina de corte de parafuso sem fim e conseguiu vender máquinas para outros. Seus parafusos eram considerados os melhores disponíveis na época. [1]

Na França, Étienne Lenoir criou um motor divisor de maior precisão do que a versão em inglês. Mégnié, Richer, Fortin e Jecker também construíram motores divisores de qualidade considerável. [1]

No início do século 19, era possível fabricar instrumentos como o sextante , que permaneciam totalmente úteis e com precisão suficiente para serem usados ​​por meio século ou mais. [5]

O motor divisor foi único entre os desenvolvimentos na fabricação de instrumentos científicos, pois foi imediatamente aceito por todos os fabricantes. Não havia incerteza quanto ao valor desse desenvolvimento. [5]

Veja também

Henry Joseph Grayson - um inventor australiano que desenvolveu um motor (~ 1900) para fazer grades de difração que governavam 120.000 linhas por polegada (aproximadamente 4.700 por mm).

Referências

  1. ^ abcdef Daumas Maurice, Instrumentos científicos dos séculos XVII e XVIII e seus criadores , Portman Books, Londres 1989 ISBN  978-0-7134-0727-3
  2. ^ Smeaton, John, Observations on the Graduation of Astronomical Instruments , Philosophical Transactions of the Royal Society, Volume 76, 1785
  3. ^ Daniel J. Boorstin, os descobridores; Uma história da busca do homem para conhecer seu mundo e a si mesmo , Random House, 1983, ISBN 0-394-40229-4 
  4. ^ Watkins, J. Elfreth (julho de 1890). "O Ramsden Dividing Engine" . Relatório Anual do Conselho de Regentes da Smithsonian Institution : 721–739 . Recuperado 2009-08-07 .
  5. ^ ab Ronald Pearsall, coleta e restauração de instrumentos científicos , David e Charles, Londres 1974, ISBN 0-7153-6354-9 

links externos

  • Palmer, Christopher (2020). Manual de grade de difração (8ª ed.). MKS Newport.