इनक्लिनोमीटर

इनक्लिनोमीटर अथवा क्लिनोमीटर ऐसा उपकरण है जिसका उपयोग ढलान, ऊंचाई अथवा डिप्रेशन (भूविज्ञान) के कोणों को मापने के लिए किया जाता है। इसे टिल्ट इंडिकेटर, टिल्ट सेंसर, टिल्ट मीटर, स्लोप अलर्ट, स्लोप गेज, ग्रेडिएंट मीटर, ग्रैडियोमीटर, लेवल गेज, लेवल मीटर, डिक्लिनोमीटर, पिच और रोल इंडिकेटर के रूप में भी जाना जाता है। क्लिनोमीटर माप की डिग्री, प्रतिशत बिंदु और टोपो इकाइयों का उपयोग करके झुकाव और गिरावट दोनों को मापते हैं। एस्ट्रोलैब इनक्लिनोमीटर का उदाहरण है जिसका उपयोग सेलेस्टियल नेविगेशन और खगोलीय वस्तुओं के स्थान के लिए प्राचीन काल से  पुनर्जागरण तक किया गया था।

टिल्ट सेंसर दो अक्षों में संदर्भ विमान के अधिकांशतः टिल्टिंग को माप सकता है।

इसके विपरीत, पूर्ण गति में तीन अक्षों और अधिकांशतः अतिरिक्त सेंसर का उपयोग किया जाता है। पृथ्वी के भू तल के संदर्भ में झुकाव कोण को मापने की विधि में एक्सेलेरोमीटर का उपयोग किया जाता है। विशिष्ट अनुप्रयोग उद्योग और खेल नियंत्रकों में होते हैं। विमान में, टर्न कोऑर्डिनेटर अथवा टर्न और बैंक इंडिकेटर में गेंद को कभी -कभी इनक्लिनोमीटर के रूप में संदर्भित किया जाता है।

इतिहास
इनक्लिनोमीटर में उदाहरण सम्मिलित हैं जैसे कि वेल इन-क्लिनोमीटर, जिनमें से आवश्यक भाग समतल पक्ष या आधार हैं, जिस पर यह अवलंबित है और रिक्त डिस्क किसी द्रव से अर्द्ध संग्रहित होता है। डिस्क का कांच स्नातक स्तर से घिरा होता है जो समतल आधार के संदर्भ में उस कोण को चिह्नित करता है जिस पर द्रव की सतह अवलंबित होती है। शून्य रेखा आधार के समानांतर होती है और जब द्रव उस रेखा पर अवलंबित होता है, तो समतल पक्ष क्षैतिज होता है, और 90 डिग्री आधार के लंबवत होता है और जब द्रव उस रेखा पर अवलंबित होता है, तो समतल पक्ष लंबवत या प्लंब होता है। हस्तक्षेप करने वाले कोणों को चिह्नित किया जाता है और सरल रूपांतरण तालिकाओं की सहायता से, उपकरण क्षैतिज माप के प्रति निर्धारित दूरी और ढलान रेखा की निर्धारित गिरावट की दर को निर्देशित करता है।

एबनी लेवल 1870 में विकसित हैंडहेल्ड सर्वेक्षण उपकरण है जिसमें साइटिंग ट्यूब और इनक्लिनोमीटर सम्मिलित होते हैं जिसे व्यवस्थित किया गया है जिससे कि सर्वेक्षक इनक्लिनोमीटर के स्पिरिट लेवल में बुलबुले के प्रतिबिंब के साथ साइटिंग ट्यूब (और इसके क्रॉसहेयर) को संरेखित कर सके। दृष्टि रेखा इनक्लिनोमीटर के निर्धारित कोण पर होती है।

प्रसिद्ध इनक्लिनोमीटर इंस्टॉलेशन में रेयान एनवाईपी के पैनल पर "द स्पिरिट ऑफ सेंट लुइस" था, जिसे 1927 में चार्ल्स लिंडबर्ग ने चढ़ने और उतरने के कोण की सूचना देने वाले लाइटवेट रीकर इंक पी-1057 डिग्री इनक्लिनोमीटर को चयनित किया था

उपयोग
थम्ब धारा में दूरी को मापना. हैंड-हेल्ड क्लिनोमेटर का उपयोग विभिन्न प्रकार के सर्वेक्षण और माप कार्यों के लिए किया जाता है। भूमि सर्वेक्षण और मानचित्रण में क्लिनोमीटर भौगोलिक विशेषता के ढलान को तीव्रता से माप प्रदान कर सकता है या  केव सर्वेक्षण के लिए उपयोग किया जाता है। खनिजों के लिए पूर्वेक्षण में क्लिनोमीटर का उपयोग  स्ट्राइक और भूगर्भिक संरचनाओं को मापने के लिए किया जाता है। वनो में त्रिकोणासन सहित मानकीकृत विधियों का उपयोग करके क्लिनोमीटर के साथ वृक्ष की ऊँचाई मापी जा सकती है। प्रमुख आर्टिलरी बंदूकों में संबद्ध क्लिनोमीटर हो सकता है, जिसका उपयोग लंबी दूरी पर गोले के लक्ष्य को सरल बनाने के लिए किया जाता है।

स्थायी रूप से स्थापित टिल्टमीटर को संरचना की दीर्घकालिक स्थिरता के निरीक्षण के लिए प्रमुख बाँध लगाया जाता है।

कारक जो इनक्लिनोमीटर के उपयोग को प्रभावित करते हैं
समग्र त्रुटिहीनता टिल्ट सेंसर (या इनक्लिनोमीटर) और उपयोग की गई तकनीक के प्रकार के आधार पर भिन्न होता है-
 * गुरुत्वाकर्षण
 * तापमान (बहाव), शून्य ऑफसेट, रैखिकता, कंपन, झटके, क्रॉस-अक्ष संवेदनशीलता, त्वरण/मंदी।
 * उपयोगकर्ता और माप बिंदु के मध्य दृष्टि की स्पष्ट रेखा की आवश्यकता होती है।
 * अधिकतम त्रुटिहीनता प्राप्त करने के लिए उचित प्रकार से परिभाषित वस्तु की आवश्यकता होती है।
 * कोण माप परिशुद्धता और त्रुटिहीनता आर्कसेक उत्तम है।

त्रुटिहीनता
अत्यधिक संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक इनक्लिनोमीटर सेंसर 0.0001° का आउटपुट रिज़ॉल्यूशन प्राप्त कर सकते हैं, प्रौद्योगिकी और कोण सीमा के आधार पर यह 0.01° तक सीमित हो सकता है। इनक्लिनोमीटर सेंसर की उचित या पूर्ण त्रुटिहीनता (जो संयुक्त कुल त्रुटि है) है, चूँकि, सेंसर शून्य ऑफसेट और संवेदनशीलता, सेंसर रैखिकता,  हिस्टैरिसीस, रिपीटिबिलिटी, शून्य और संवेदनशीलता के तापमान के बहाव के प्रारंभिक सेट का संयोजन है। इनक्लिनोमीटर त्रुटिहीनता सामान्यतः सेंसर और स्थिति के आधार पर ± 0.01–2° हो सकती है। सामान्यतः कक्ष की परिवेश स्थितियों में त्रुटिहीनता सेंसर रैखिकता विनिर्देश तक सीमित होती है।

विकर्स मशीन गन लगभग 1918 में अप्रत्यक्ष आग क्षमता को सक्षम करने के लिए डिज़ाइन किया गया क्लिनोमीटर है।

सेंसर प्रौद्योगिकी
टिल्ट सेंसर और इनक्लिनोमीटर  कृत्रिम क्षितिज   उत्पन्न करते हैं और इस क्षितिज के संबंध में कोणीय झुकाव को मापते हैं। वे कैमरों, विमान उड़ान नियंत्रण, ऑटोमोबाइल सुरक्षा प्रणालियों और विशेष स्विच में उपयोग किए जाते हैं और प्लेटफ़ॉर्म लेवलिंग, बूम कोण संकेत और अन्य अनुप्रयोगों में झुकाव के माप की आवश्यकता के लिए भी उपयोग   किया जाता है।

टिल्ट सेंसर और इनक्लिनोमीटर के लिए विचार करने के लिए महत्वपूर्ण विनिर्देशों को टिल्ट कोण सीमा और कुल्हाड़ियों की संख्या है। कुल्हाड़ियाँ सदैव ऑर्थोगोनल नहीं होती हैं| टिल्ट कोण वांछित रैखिक आउटपुट की सीमा है।

टिल्ट सेंसर और इनक्लिनोमीटर के सामान्य कार्यान्वयन एक्सेलेरोमीटर, लिक्विड कैपेसिटिव, इलेक्ट्रोलाइटिक, तरल में गैस बबल और पेंडुलम हैं।

टिल्ट सेंसर तकनीक को वीडियो गेम में भी प्रारम्भ किया गया है। योशी का सार्वभौमिक गुरुत्व और किर्बी टिल्ट 'एन' टम्बल दोनों टिल्ट सेंसर मैकेनिज्म के निकट बने हैं, जो कारतूस में बनाया गया है।  प्लेस्टेशन 3 और   डब्ल्यूआईआई गेम कंट्रोलर भी वीडियो गेम खेलने के साधन के रूप में टिल्ट का उपयोग करते हैं।

सिविल इंजीनियरिंग  में भी इनक्लिनोमीटर का उपयोग किया जाता है, उदाहरण, निर्माण के लिए भूमि के झुकाव को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।

कुछ इनक्लिनोमीटर  सीएएन (नियंत्रक क्षेत्र नेटवर्क) पर आधारित इलेक्ट्रॉनिक इंटरफ़ेस प्रदान करते हैं। इसके अतिरिक्त, उन झुकावों को मानकीकृत   कैनोपेन प्रोफाइल (CIA 410) का समर्थन कर सकते हैं। इस स्तिथि में, ये इनक्लिनोमीटर संगत और आंशिक रूप से विनिमेय हैं।

दो-अक्ष डिजिटल इनक्लिनोमीटर


पारंपरिक स्तर और पेंडुलम-आधारित इलेक्ट्रॉनिक लेवलिंग उपकरण सामान्यतः एकल-अक्ष और संकीर्ण झुकाव माप रेंज द्वारा विवश होते हैं। चूँकि, अधिकांश त्रुटिहीन समतलन, कोण माप, संरेखण और सतह समतलता प्रोफाइलिंग कार्यों में अनिवार्य रूप से दो स्वतंत्र ऑर्थोगोनल एकल-अक्ष वस्तुओं के अतिरिक्त दो-आयामी सतह विमान कोण सम्मिलित होता है।

दो-अक्ष इनक्लिनोमीटर जो एमईएमएस टिल्ट सेंसर के साथ बनाए गए हैं वह सतह तल के टेंगेंट टू अर्थ डेटम के दो-आयामी कोण की रीडिंग प्रदान करते हैं।

पारंपरिक एकल-अक्ष बबल या यांत्रिक लेवलिंग उपकरणों पर दो-अक्ष एमईएमएस इनक्लिनोमीटर का उपयोग करने के विशिष्ट लाभों में सम्मिलित हो सकते हैं-
 * दो-आयामी (x-y समतल) टिल्ट कोणों (अर्थात पिच और रोल) का माप, एकल-अक्ष स्तर का उपयोग करते समय स्वैपिंग बैक और फोर्थ को समाप्त कर सकता है, उदाहरण के लिए त्रुटिहीन समतल स्थिति प्राप्त करने के लिए मशीन फुटिंग को समायोजित करना है।
 * डिजिटल मुआवजा और गैर-रैखिकता के लिए त्रुटिहीन अंशांकन, उदाहरण के लिए ऑपरेटिंग तापमान भिन्नता के लिए, जिसके परिणामस्वरूप व्यापक माप सीमा पर उच्च त्रुटिहीनता होती है।
 * एक्सेलेरोमीटर सेंसर कंपन प्रोफाइल के रूप में संख्यात्मक डेटा उत्पन्न कर सकते हैं, जिससे कि मशीन इंस्टॉलर को वास्तविक समय में संरेखण गुणवत्ता को ट्रैक और आकलन करने में सक्षम बनाया जा सके और इसे स्थापित करने से पूर्व और पश्चयात में लेवलिंग प्रोफाइल की तुलना करके संरचना की स्थिति स्थिरता को सत्यापित कर सकते हैं।

गायरोस्कोप के साथ इनक्लिनोमीटर
चूंकि इनक्लिनोमीटर गुरुत्वाकर्षण के बल के संबंध में किसी वस्तु के कोण को मापते हैं, बाह्य त्वरण जैसे तीव्रता से गति, कंपन या झटके झुकाव माप में त्रुटियाँ उत्पन्न करते हैं। इस समस्या के समाधान के लिए, एक्सेलेरोमीटर के अतिरिक्त जाइरोस्कोप का उपयोग करना संभव है। किसी भी उपरोक्त त्वरण का एक्सेलेरोमीटर पर प्रभाव होता है, किन्तु गायरोस्कोप के माप का घूर्णन दरों पर सीमित प्रभाव होता है। एल्गोरिथ्म प्रत्येक सेंसर से सर्वोत्तम मूल्य प्राप्त करने के लिए दोनों संकेतों को जोड़ सकता है। इस प्रकार बाह्य त्वरण द्वारा प्रारम्भ की गई त्रुटियों से वास्तविक झुकाव कोण को भिन्न करना संभव हो जाता है|

अनुप्रयोग
इनक्लिनोमीटर का उपयोग किया जाता है-
 * पोलारिस  (उत्तरी गोलार्ध में) या नक्षत्र क्रुक्स (दक्षिणी गोलार्ध में) के दो सितारों का उपयोग करके अक्षांश का निर्धारण करना।
 * क्षैतिज विमान के संबंध में पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के कोण का निर्धारण करना।
 * वास्तविक ऊर्ध्वाधर या क्षैतिज से विचलन प्रदर्शित करता है।
 * सर्वेक्षण, झुकाव या ऊंचाई के कोण को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।
 * उपकरण ऑपरेटर को सचेत करना कि यह टिप कर सकता है।
 * ऊंचाई, ढलान, या झुकाव के कोणों को मापने में इनक्लिनोमीटर का उपयोग किया जाता है।
 * ढलानों में अंतर को मापने, विशेष रूप से भूभौतिकी  में उदाहरण के लिए, इस प्रकार के झुकाव   ज्वालामुखी   ईएस के निरिक्षण के लिए, या भूस्खलन आंदोलन की गहराई और दर को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।
 * सिविल इंजीनियरिंग परियोजनाओं में दीवारों या जमीन में आंदोलनों को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।
 * बेड या स्ट्रैटा, या तटबंध या काटने की ढलान के लिए उपयोग किया जाता है।
 * कुछ मोटर वाहन  सुरक्षा   प्रणालियों में उपयोग किया जाता है।
 * वाहनों, नॉटिकल क्राफ्ट और विमान की पिच और रोल का संकेत के लिए  टर्न समन्वयक   और   स्लिप इंडिकेटर   देखें।
 * क्रेन और सामग्री हैंडलर के बूम कोण का निरिक्षण करना।
 * उपग्रह की ओर एंटीना के लुक कोण को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।
 * अपने आउटपुट को अधिकतम करने के लिए  सौर पैनल   को इष्टतम कोण पर समायोजित करना।
 * दूरी माप के समय टेप या श्रृंखला के ढलान कोण को मापने के लिए उपयोग किया जाता है|
 * त्रिकोणमिति  का उपयोग करके ऊर्ध्वाधर कोण और दूरी (टैपिंग या पेसिंग द्वारा निर्धारित) का उपयोग करके भवन, पेड़, या अन्य की ऊंचाई मापने के लिए उपयोग किया जाता है।
 * उचित प्रकार से लॉगिंग  में ड्रिलिंग के कोण को मापता है।
 * शांत जल में जलयान की सूची और पानी में रोल को मापने के लिए उपयोग किया जाता है|
 * स्की ढलान  की स्थिरता को मापता है।
 * समतलो और लिनिएशन चट्टानों में कम्पास  के संयोजन में, संरचनात्मक भूविज्ञान   में अभिविन्यास को मापता है।
 * शरीर के जोड़ों में गति की सीमा मापता है।
 * पेल्विस के झुकाव कोण को मापता है। गर्दन और पीठ के मापों के लिए दो इनक्लिनोमीटर के साथ उपयोग की आवश्यकता होती है|
 * यह ऊंचाई के कोण को मापता है और अंततः विभिन्न वस्तुओं की गणना करते हैं, विभिन्न वस्तुएँ अन्यथा प्रत्यक्ष माप के लिए दुर्गम हैं।
 * लाइन सरणी स्पीकर के हैंग के कोण को मापता है और फाइन ट्यूनिंग करता है|  रिमोट इनक्लिनोमीटर   में निर्मित लेजर के उपयोग के माध्यम से प्राप्त कोण की पुष्टि करता है।
 * स्थापित करते समय सौर पैनलों का उचित अभिविन्यास सेट करता है|
 * तोप या बंदूक के फायरिंग कोण को सेट करता है (प्रक्षेप्य सीमा निर्धारित करता है)|
 * इलेक्ट्रॉनिक खेल में उपयोग किया जाता है|
 * असुरक्षित कार्य को बाधित करता है।
 * यूएसडीए वन सेवा अपने वन सूची और विश्लेषण कार्यक्रम में वृक्ष की ऊंचाई को मापने के लिए झुकाव सेंसर (या इनक्लिनोमीटर) का उपयोग करती है।

रसद और परिवहन भी झुकाव संकेतकों का उपयोग करते हैं, यह एकल उपयोग के लिए विशिष्ट प्रणाली है। वे शिपिंग प्रक्रिया के समय उत्पादों से जुड़े होते हैं।

खेल
निन्टेंडो ने अपने गेम बॉय सीरीज़ ऑफ हैंड-हेल्ड खेल प्रणाली के लिए पांच मैचों में टिल्ट सेंसर टेक्नोलॉजी का उपयोग किया है। टिल्ट सेंसर खिलाड़ियों को प्रणाली के दृष्टिकोणों को नियंत्रित करने की अनुमति प्रदान करता है। वह खेल जो इस सुविधा का उपयोग करते हैं-
 * योशी का सार्वभौमिक गुरुत्व (गेम बॉय एडवांस)
 * वारियोवेयर ट्विस्टेड!  (गेम बॉय एडवांस) (यूरोप में प्रस्तावित नहीं है)
 * कोरो कोरो पहेली हैप्पी पनचु! (गेम बॉय एडवांस) (मात्र जापान में)
 * किर्बी टिल्ट 'एन' टम्बल (गेम बॉय कलर) (यूरोप में प्रस्तावित नहीं है)
 * कमांड मास्टर (गेम बॉय कलर) (मात्र जापान में)

टिल्ट सेंसर को गेम कंट्रोलर जैसे कि माइक्रोसॉफ्ट साइडविंदर फ्रीस्टाइल प्रो और सोनी के प्लेस्टेशन 3 कंट्रोलर में भी प्राप्त किया जाता है।

चूँकि, इन अन्य नियंत्रकों के विपरीत, जिसमें टिल्ट सेंसर सामान्य नियंत्रण विधियों के पूरक के रूप में कार्य करता है, यह निनटेंडो के डब्ल्यूआईआई रिमोट और ननचुक अटैचमेंट की केंद्रीय विशेषताओं के रूप में कार्य करता है। एक्सेलेरोमीटर के साथ, टिल्ट सेंसर अधिकांश डब्ल्यूआईआई खेलों में नियंत्रण की प्राथमिक विधि है।

यह अब मोटोक्रॉस आईएनजी और फ्लाइट सिमुलेटर जैसे खेलों के अतिरिक्त कई भिन्न-भिन्न स्तिथियों में उपयोग किया जा रहा है। इसका उपयोग स्पोर्ट गेमिंग, प्रथम-व्यक्ति शूटर और अन्य विषम उपयोगों जैसे वारियोवारे:स्मूथ मूव्स के लिए किया जा सकता है।

अन्य उदाहरण बाधाओं के साथ लकड़ी का आभासी संस्करण है जिसमें आपको झुकाकर गेंद को चलाना होता है। पाम (पीडीए) के लिए होमब्री टिल्ट सेंसर इंटरफ़ेस बनाया गया था।