Neigungsmesser, z. B. für Vermessungs- und Kontrollinstrumente Zur Bestimmung von Neigung und Neigungs änderung bei Vermessungs- und Kontrollinstrumen- ten und dergleichen werden in der Regel Libellen verwendet. Solche Libellen weisen jedoch gewisse Nachteile auf, wie z. B. Temperaturempfindlichkeit, Schliffungenauigkeiten, Abhängigkeit der Libellen empfindlichkeit von der Blasenlänge, Kleben der Blase.
Es ist deshalb schon vorgeschlagen worden, an Stelle einer Libelle Flüssigkeitshorizonte oder Pendel systeme zu verwenden, die bei zweckmässiger Aus bildung, Fertigung und Dämpfung gegenüber .den Libellen verschiedene Vorteile haben können. Die Anzeige der Veränderung der gegenseitigen Lage der sich infolge der Schwerkraft selbsttätig in ihre Ruhe lage einstellenden Flüssigkeitshorizonte und Pendel vorrichtungen gegenüber ihrer Halterung, die ihrer seits am Vermessungs- oder Kontrollinstrument, des sen Neigung oder Neigungsänderung bestimmt wer den soll, fest angebracht ist,
erfolgt mittels mecha nischer Anzeigevorrichtungen oder optischer Mittel nach der Autokollimationsmethode, gegebenenfalls mit optischer Multiplikation.
Die für diesen Zweck bis anhin verwendeten mechanischen Mittel, z. B. Hebelsysteme, haben den Nachteil, dass sie auch bei grosser Übersetzung keine grosse Genauigkeit gewährleisten. Bei Autokollima- tionsanordnungen sind, auch bei Anwendung der optischen Multiplikation, zur Erreichung genügender Genauigkeit eine grosse Brennweite des Objektives des Autokollimationsfernrohres und eine hohe Spie gelqualität erforderlich.
Demgegenüber ermöglicht es die Erfindung, die Lage eines sich infolge der Schwerkraft selbsttätig in eine Ruhelage einstellenden Körpers in bezug auf seine Halterung und eine Änderung dieser gegen seitigen Lage selbst bei geringen Dimensionen und kleinem Aufwand auf Grund von interferometrischen Phänomenen, z. B. dem Verschwinden der Interferenz- streifen im Gesichtsfeld, mit ausserordentlich grosser Genauigkeit zu bestimmen. Gegenstand der Erfindung ist ein Neigungsmesser, z.
B. für Vermessungs- und Kontrollinstrumente, ge kennzeichnet durch einen .sich unter der Wirkung der Schwerkraft in eine Ruhelage einstellenden Kör per und :durch ein Interferometer zum Feststellen der gegenseitigen Lage des Körpers und seiner Aalte- rung.
Der sich unter der Wirkung der Schwerkraft in eine Ruhelage einstellende Körper kann hierbei ein Pendel oder ein Flüssigkeitshorizont .sein. Das Pendel, welches in :seiner Schwingungsebene um einen kon stanten Winkel, welcher auch 0 sein kann, von der Lotrichtung abweicht, beeintlusst die Richtung min destens eines von zwei zur Superposition gelangenden Strahlenbündels so, dass im allgemeinen im Gesichts feld des Interferometers ein Interferenzstreifensystem entsteht.
Bringt man nun durch Verstellen eines wei teren optischen Mittels, welches den Strahlengang mindestens eines der beiden zur Superposition gelan genden Strahlenbündel beeinflusst, die gegenseitigen Abstände der Interferenzstreifen gegen unendlich, so ist die Grösse dieser Verstellung ein. Mass für den Winkel zwischen des Ist- und Sollage des hinsicht- licht seiner Lage zu prüfenden Instrumentenkörpers.
Ein solcher Neigungsmesser kann mit einem Ver- messungs- oder Kontrollinstrument vereinigt bzw. in dieses eingebaut sein, oder er kann als selbständiges Gerät oder als Zubehör zu Vermessungs- und Kontrollinstrumenten ausgebildet sein.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Aus- führungsform des Erfindungsgegenstandes, und zwar ein Neigungsmesser zum Messen der Neigung der Kippachse eines Vermessungsinstrumentes, schema- tich dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch den auf die Kippachse des Vermessungsinstrumentes aufge setzten Neigungsmesser, Fig.2 die Aufspaltung des verwendeten Licht strahlenbündels in zwei Teilstrahlenbündel durch einen teildurchlässigen Planspiegel dieses Neigungs messers,
Fig.3 die Superposition der zurückkehrenden Teilstrahlenbündel durch den teildurchlässigen Plan spiegel und Fig. 4 das am teildurchlässigen Planspiegel beob achtete Interferenzstreifenbild. In Fig. 1 ist mit 1 der Oberteil des Vermessungs theodoliten und mit 2 dessen Kippachse bezeichnet.
Auf die Kippachse 2 ist das reiterartig ausgebildete Gehäuse des Neigungsmessers aufgesetzt, welches aus zwei Seitenteilen 3 und 3', die durch Stege 4 und 4' miteinander verbunden sind, besteht. In einem Hohlraum des Seitenteils 3 des Gehäuses ist an einer zur Vertikalebene durch die Kippachse 2 senkrechten, reibungsarm gelagerten Achse 5 ein Pendelspiegel 6 aufgehängt. Zur Dämpfung der Schwingung des Pen delspiegels 6 ist eine Dämpfungsvorrichtun,g belie biger Art vorgesehen.
Diese Dämpfungsvorrichtung kann z. B., wie dargestellt, aus einem am Boden des Hohlraumes 3 angeordneten Permanentmagneten 7 und einem am unteren Ende des Pendelspiegels 6 angebrachten Dämpfungsschwertes 8 bestehen. In einer Ausnehmung des Seitenteils 3' ist ein teildurch lässiger Planspiegel 9 gelagert, welcher in einer zur Kippachse 2 des Vermessungstheodoliten parallelen, zur Vertikalebene durch die Kippachse 2 senkrechten Ebene liegt. Durch eine Lichtquelle 10 wird ein mindestens angenähert parallel gerichtetes Licht strahlenbündel a auf diesen teildurchlässigen Plan spiegel 9 geworfen.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird dieses unter einem Winkel u zum Lot auf den teildurchlässigen Planspiegel 9 auffallende Lichtstrahlenbündel a durch diesen teildurchlässigen Planspiegel 9 in zwei Teil strahlenbündel b und c aufgespalten, wobei das Teil strahlenbündel<I>b</I> unter dem Winkel a zum Lot re flektiert wird, während das Teilstrahlenbündel c unter einem Winkel ss zum Lot, welcher gleich dem Win kel a ist, durchgelassen wird.
In der Ausnehmung des Seitenteils 3' ist ein Spiegel 11 angeordnet, welcher .das vom teildurch lässigen Planspiegel 9 reflektierte Teilstrahlenbündel b durch ein Fenster des Seitenteils 3 des Gehäuses auf den Pendelspiegel 6 wirft. Vom Pendelspiegel 6 wird dieses Teilstrahlenbündel b als Teilstrahlen bündel b' über einen in der Ausnehmung des Seiten teils 3' in bezug auf den teildurchlässigen Planspiegel 9 symmetrisch angeordneten Spiegel 12 unter einem Winkel a' zum Lot auf den teildurchlässigen Plan spiegel 9 zurückgeworfen.
Das vom teildurchlässigen Planspiegel 9 durchgelassene Teilstrahlenbündel c kehrt auf dem gleichen Weg, aber in entgegen gesetzter Richtung, das heisst also über den Spiegel 12, den Pendelspiegel 6 und den Spiegel 11 zum teildurchlässigen Planspiegel 9 zurück, auf welchen es unter dem Winkel ss' zum Lot auffällt. Durch den teildurchlässigen Planspiegel 9 werden die zu ihm zurückkehrenden Teilstrahlenbündel b' und c' super- poniert und, da es sich um kohärente Strahlenbündel handelt, können an diesem teildurchlässigen Plan spiegel 9 Interferenzerscheinungen auftreten.
über einen weiteren in der Ausnehmung des Seitenteils 3' angeordneten Spiegel 13 und durch eine Betrach tungslupe 14 gelangen der vom teildurchlässigen Planspiegel 9 reflektierte Teil des zurückkehrenden Teilstrahlenbündels b' und der vom teildurchlässigen Planspiegel 9 durchgelassene Teil des zurückkehren den Teilstrahlenbündels c' in das Auge des Beob achters.
Die Winkel a und fl der Teilstrahlenbündel b und c zur Normalen auf den teildurchlässigen Plan spiegel 9 sind in jedem Falle gleich. Befindet sich der Pendelspiegel 6 in genau senkrechter Stellung zur Ebene des teildurchlässigen Planspiegels 9, so sind die Winkel cl und /3' der zum teildurchlässigen Planspiegel 9 zurückkehrenden Teilstrahlenbündel b' und c' zur Normalen auf diesen Planspiegel 9 ein ander gleich. Eine Interferenzerscheinung ist in die sem Falle am teildurchlässigen Planspiegel 9 nicht zu beobachten.
Befindet sich jedoch der Pendelspie gel 6 nicht in genau senkrechter Stellung zur Ebene des teildurchlässigen Planspiegels 9, so sind die Win kel ä und /3' der zum teildurchlässigen Spiegel 9 zurückkehrenden Teilstrahlenbündel b' und c' zur Normalen auf diesen teildurchlässigen Planspiegel 9 verschieden, wie es in Fig. 3 stark übertrieben dar gestellt ist. Sind diese Winkel ä und ss' nur annähernd gleich, so sieht der Beobachter im Gesichtsfeld der Betrachtungslupe 14 ein Interferenzstreifenbild (Fig. 4).
Aus zeichnerischen und reproduktionstech nischen Gründen sind in Fig. 4 die Interferenzstrei- fen als Schraffuren dargestellt. In Wirklichkeit wer den die dunkeln Interferenzstreifen auf beiden Sei ten allmählich heller und gehen so stufenlos in die hellen Partien über.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel des Nei gungsmessers ist vor dem Pendelspiegel 6 im Hohl raum des Seitenteils 3 des Gehäuses ein optischer Drehkeil 15 angeordnet, welcher auf einer in den Seitenteilen 3 und 3' des Gehäuses gelagerten Dreh achse 16 sitzt, welche senkrecht zur Achse 5 des Pendelspiegels 6 und parallel zur Ebene des teil durchlässigen Planspiegels 9 ist, und deren über den Seitenteil 3 vorstehendes Ende mit einem Drehknopf 17 versehen ist. Auf den optischen Drehkeil 15 ist eine Kreisteilung 18 aufgebracht, deren Bild im Ge sichtsfeld der Betrachtungslupe 14 sichtbar ist.
Durch Drehen des optischen Drehkeils 15, welcher von den Teilstrahlenbündeln <I>b</I> und c sowie<I>b'</I> und c' durchsetzt wird, kann der Strahlengang dieser Teil- Strahlenbündel<I>b, c, b',</I> c' nun so verändert werden, dass ein am teildurchlässigen Planspiegel 9 beob achtetes Interferenzstreifenbild (Fig.4) zum Ver schwinden gebracht wird.
Die hierfür erforderliche Drehung des optischen Drehkeils 15 ist ein Mass für die vorhandene, zu messende Neigung der Ebene des teildurchlässigen Planspiegels 9 bzw. der Kipp- achse des Vermessungstheodoliten oder anderen Instrumentes. Diese Neigung v der Kippachse oder, wenn sich diese Neigung v der Kippachse im Ver laufe von z. B. geodätischen Messungen ändert, deren Änderung, kann somit durch Drehung des optischen Drehkeils 15 mittels dessen Kreisteilung gemessen werden.
Bei zweckentsprechender Ausbildung und An ordnung des Interferenzsystems kann anstelle des Pendelspiegels 6 auch ein Flüssigkeitshorizont ver wendet werden. Anstelle der Spiegel 11 und 12 können je nach den gegebenen Verhältnissen auch je zwei oder mehr symmetrisch zur Ebene des teil durchlässigen Planspiegels 9 angeordnete Spiegel vor gesehen sein.
Anstelle des optischen Drehkeils 15 können auch andere optische oder mechanische Mittel vorgesehen sein, welche es ermöglichen, das Interferenzstreifen- bild am teildurchlässigen Planspiegel 9 zwecks Mes sung der Neigung oder der Neigungsänderung zum Verschwinden zu bringen. So kann z. B. eine Ein stellvorrichtung vorgesehen sein, mittels welcher die Stellung des Interferenzsystems oder eines Teils desselben in bezug ,auf die sich unter der Wirkung der Schwerkraft selbsttätig einstellende reflektie rende Fläche messbar verändert werden kann.