Un primo prototipo di clinometro nella storia è il Bastone di Giacobbe. Lo strumento era costituito da due bastoni di diversa lunghezza, il bastone più corto veniva fatto scorrere sul bastone lungo, il quale era segnato in parti uguali. il Bastone di Giacobbe era spesso usato da marinai per determinare la latitudine del luogo attraverso il sole.
Di fatto però si può far risalire la progettazione del clinometro più simile al nostro clinometro a pendolo a Leonardo da Vinci, che lo progettò come uno strumento di bordo per la navigazione aerea con cui il pilota era in grado di controllare la posizione della macchina rispetto al suolo. Il Clinometro è formato da una base circolare sormontato da una campana di vetro all'interno della quale è appeso un piccolo pendolo.
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