DE102020204988A1

DE102020204988A1 - Device for measuring preferably linear distances

Info

Publication number: DE102020204988A1
Application number: DE102020204988.2A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-04-21
Filing date: 2020-04-21
Publication date: 2021-10-21

Abstract

Eine Vorrichtung zur Messung vorzugsweise linearer Abstände, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schlitten (22) auf einer Führung von Zugmitteln angetrieben wird, die über mindestens zwei Achsen (14, 15) mit unterschiedlichen Durchmessern laufen und damit verschiedene Vorschübe pro Umdrehung („Sensitivitäten“) ermöglichen.A device for measuring preferably linear distances, characterized in that a slide (22) is driven on a guide by traction means which run on at least two axes (14, 15) with different diameters and thus different feed rates per revolution ("sensitivities") enable.

Description

Weltweit werden in einigen Tausend Universitäten, Forschungs- und Lehr-Instituten Jahrringe und verschiedene Zell- und Struktureigenschaften von Bäumen und Hölzern gemessen, um beispielsweise

• forstliche Bestandsentwicklung und Holzqualität zu analysieren;
• alte Holzproben zu datieren;
• geomorphologische Entwicklungen zu charakterisieren (z.Hb. Hang-rutschungen);
• Klima- und Umweltbedingungen zu rekonstruieren.

Tree rings and various cell and structural properties of trees and woods are measured in several thousand universities, research and teaching institutes around the world, for example

• analyze forest stand development and wood quality;
• to date old wood samples;
• to characterize geomorphological developments (e.g. slope landslides);
• Reconstruct climatic and environmental conditions.

Die aus Jahrringmessungen gewonnenen Daten sind bislang die wichtigste Grundlage für forstliche Planungen und viele andere, nicht nur ökologische, sondern auch wirtschaftlich direkt relevante Entscheidungen. Weil Bäume mit ihren Jahrringen das einzige jahrgenaue natürliche Archiv anlegen mit Informationen zu Klima und Umwelt, welches bis zur letzten Eiszeit zurückreicht, sind diese Daten bislang die entscheidende Grundlage für Klimamodelle und Klimaprognosen.The data obtained from tree ring measurements have so far been the most important basis for forest planning and many other decisions that are not only ecological but also directly relevant economically. Because trees with their annual rings create the only natural archive accurate to the year with information on the climate and the environment, which dates back to the last Ice Age, this data has so far been the decisive basis for climate models and climate forecasts.

Dabei werden Jahrringanalysen seit ungefähr 1930 durchgeführt und die Zahl der Institute, die sich damit befassen, steigt seither stetig an, auch weil erkannt wird, dass es vielfältige praktische Anwendungen gibt: in manchen Ländern muss zum Beispiel mit einem dendro-geomorphologischen Gutachten nachgewiesen werden, dass ein Hang, auf oder unter dem ein Grundstück bebaut werden soll, stabil steht. Denn in den Jahrringen von am Hang stehenden Bäumen kann man ablesen, ob der Hang geologisch stabil steht oder ob Hang-Rutschungen stattgefunden haben und erneut drohen. Auf der anderen Seite werden weltweit historische Hölzer anhand der vermessenen Jahrringstruktur datiert, z.B. auch der Stock des Ötzi. Schließlich kann man anhand der Jahrringstruktur von Stammholz meist rekonstruieren, wo die Bäume gewachsen sind und dann ermitteln, ob die Bäume illegal gefällt wurden.Tree ring analyzes have been carried out since around 1930 and the number of institutes that deal with them has steadily increased since then, also because it is recognized that there are diverse practical applications: in some countries, for example, a dendro-geomorphological report must be proven that a slope on or under which a plot of land is to be built is stable. Because in the annual rings of trees standing on the slope, you can see whether the slope is geologically stable or whether slope landslides have occurred and are threatening again. On the other hand, historical woods around the world are dated based on the measured tree ring structure, e.g. also the stick of Ötzi. Finally, the tree ring structure of trunk wood can usually be used to reconstruct where the trees grew and then to determine whether the trees were illegally felled.

Ausgangslage: bisherige technische LösungenInitial situation: previous technical solutions

Bislang werden für diese Jahrring-Messungen zumeist industrielle Spindel-Linearführungen 1 mit Handrad 5 verwendet und als „Jahrring-Messtisch“ bezeichnet. Die meisten haben eine Messlänge von ca. 40 bis 50cm, manche nur 20, andere bis 2m (für Stammscheiben sehr dicker Bäume bzw. große Proben).So far, industrial spindle linear guides have mostly been used for these tree ring measurements 1 with handwheel 5 used and referred to as the "tree ring measuring table". Most of them have a measuring length of approx. 40 to 50 cm, some only 20, others up to 2 m (for stem discs of very thick trees or large samples).

Auf solchen Messtischen werden oft auch Schicht-Dicken von Korallen und Ablagerungen auf Stalagmiten/Stalaktiten sowie archäologischen Funden, z.B. auf Zähnen, vermessen, ebenso Schichtdicken in See-Sediment- und Eis-Bohrkernen - mit ähnlichen Fragestellungen z.B. aus der Umwelt- und Klimaforschung.On such measuring tables, layer thicknesses of corals and deposits on stalagmites / stalactites as well as archaeological finds, e.g. on teeth, are measured, as well as layer thicknesses in sea sediment and ice drill cores - with similar questions e.g. from environmental and climate research.

An vielen Messtischen ist ein Glasmaßstab angebracht und mit der Probenplatte 2 verbunden, um die in der Regel manuelle Bewegung der Holzprobe 3 unter dem Mikroskop 4 aufzuzeichnen, z.B. von einer Jahrring-Grenze zur nächsten oder von einer Zellwand zur nächsten, und an einen angeschlossenen Computer zu übertragen. Glasmaßstäbe sind zwar präzise, aber teuer und haben eine fixe Länge, müssen also für jeden Messtisch speziell geordert und montiert werden. Außerdem sind Glasmaßstäbe empfindlich gegen Schmutz, Staub und Nässe.A glass scale is attached to many measuring tables and with the sample plate 2 connected to the usually manual movement of the wood sample 3 Under the microscope 4th to be recorded, for example from one tree-ring border to the next or from one cell wall to the next, and transmitted to a connected computer. Glass scales are precise, but expensive and have a fixed length, so they have to be specially ordered and installed for each measuring table. In addition, glass scales are sensitive to dirt, dust and moisture.

Daher wurden in den 1990er Jahren Messtische entwickelt, die die Probenbewegung indirekt über einen Drehgeber in einer am Ende der Linearführung angeflanschten Messbox 6 an der Spindel erfassen. Das wiederum setzt eine präzise geschliffene Spindel voraus, damit die in der Regel per Handrad 5 erzeugte Bewegung der Probe auf 1/100mm oder gar genauer erfasst werden kann.For this reason, measuring tables were developed in the 1990s that indirectly control the sample movement via a rotary encoder in a measuring box flanged to the end of the linear guide 6th grasp at the spindle. This in turn requires a precisely ground spindle, which is usually done with a handwheel 5 generated movement of the sample can be detected to 1 / 100mm or even more precisely.

Die Präzisions-Vorschubspindeln und Drehgeber müssen allerdings aufwändig gekapselt werden, weil die Proben oft staubig oder nass sind, z.B. aus alten Dachstühlen oder aus archäologischen Grabungen, sodass entsprechender Dreck an der Spindel dazu führt, dass der Vorschub stottert. Jahrringmesstische mit offener Spindel sind zwar kostengünstiger, halten aber daher nicht lange, weil z.B. der feine Holzstaub in das Schmiermittel der Spindel eindringt und zu Klemmungen oder gar zur Unbedienbarkeit des Apparats führt. Führungen mit gekapselter Spindel halten wesentlich länger, kosten allerdings erheblich mehr.The precision feed spindles and rotary encoders, however, have to be encapsulated in a complex manner, because the samples are often dusty or wet, e.g. from old roof trusses or from archaeological excavations, so that the corresponding dirt on the spindle causes the feed to stutter. Tree ring measuring tables with an open spindle are cheaper, but do not last long because, for example, the fine wood dust penetrates the lubricant of the spindle and leads to jamming or even inoperability of the device. Guides with an encapsulated spindle last much longer, but cost considerably more.

Ein weiterer und schwerwiegender Nachteil der Spindelantriebe ist, dass der Achs-Abgang auf der Stirnseite der Tische liegt, was grundsätzlich schwierig und bei entsprechender Apparate-Länge quasi nicht mehr manuell bedienbar ist - weil der messende Mensch zwingend in der Mitte der Messlänge am Mikroskop sitzen muss und die Handkurbel am Ende der Linearführung kaum noch bedienen oder gar nicht mehr erreichen kann. Handkurbeln werden dabei eingesetzt, weil es bislang keine Motorsteuerung gibt, die eine ausreichend feine Bewegung unter dem Mikroskop erlaubt, denn die Proben müssen oft nur um wenige Mikrometer hin und her bewegt werden. Das ist bislang mit keiner Motorsteuerung gelungen. Daher werden Abstands- und Jahrringmessungen weltweit noch immer manuell erledigt. Um das Handrad, also den Antrieb zum Anwender hin auszurichten, werden daher Winkelgetriebe an die Stirnseite der Linearantriebe gesetzt, was die Apparate jedoch entsprechend teurer, länger und aufwändiger macht und damit auch den Abstand des Handrads zum Anwender am Mikroskop in der Mitte der Messlänge noch erhöht.Another serious disadvantage of the spindle drives is that the axis exit is on the front side of the table, which is difficult and can no longer be operated manually with the appropriate apparatus length - because the person taking the measurements must sit in the middle of the measuring length at the microscope has to and the hand crank at the end of the linear guide can hardly operate or no longer reach. Hand cranks are used because there is currently no motor control that allows sufficiently fine movement under the microscope, because the samples often only have to be moved back and forth by a few micrometers. So far this has not been achieved with any engine control. This is why distance and tree ring measurements are still carried out manually around the world. In order to align the handwheel, i.e. the drive, towards the user, angular gears are therefore placed on the end face of the linear drives, which makes the devices correspondingly more expensive, longer and more complex makes and thus also increases the distance between the handwheel and the user on the microscope in the middle of the measuring length.

Weil die meisten Jahrringfachleute, bei vielen bedingt durch die verwendete Datenaufnahme-Software, stets nur in eine Richtung messen (Probe bewegt sich in der Messung von links nach rechts), muss der Probentisch nach einer Messung (z.B. der 40cm Radius einer Balken- oder Stammscheibe) wieder zurück gedreht werden auf die linke Ausgangsposition. Weil sich die meisten Messtischprobenplatten 2, je nach Anwendungsbereich und Ausführungsform, um z.B. 1, 5, 10 oder 20mm pro Umdrehung bewegen, ist das Zurückdrehen eine sehr aufwändige, langwierige und daher lästige manuelle Arbeit. Die geringe Steigung der Spindeln ist bei manchen Proben notwendig, um die Proben per Handraddrehung im Mikrometerbereich unter dem Mikroskop bewegen zu können. Einen Motor nur für die Rückwärtsbewegung einzubauen, wäre zu teuer - dann könnten sich die Institute die Anlagen nicht mehr leisten, zumal die meisten Motorsteuerungen keinen freien Wechsel zwischen manuell feinem und motorischem Antrieb erlauben.Because most tree ring experts, due to the data acquisition software used, always measure in one direction (the sample moves from left to right during the measurement), the sample table must after a measurement (e.g. the 40cm radius of a bar or stem disk ) can be turned back to the left starting position. Because most tabletop sample plates 2 , depending on the area of application and the embodiment, for example by 1, 5, 10 or 20 mm per revolution, turning back is a very time-consuming, tedious and therefore annoying manual work. The slight incline of the spindles is necessary for some samples in order to be able to move the samples by turning the handwheel in the micrometer range under the microscope. Installing a motor only for backward movement would be too expensive - then the institutes would no longer be able to afford the systems, especially since most motor controls do not allow a free change between manual and motorized drive.

Daher haben einige Laboratorien Spezialversionen der Messtische anfertigen lassen, bei denen die Probenplatte mit einer Halbschalen-Gewindemutter auf der Spindel sitzt. Wenn die Messung abgeschlossen ist, kann die Probenplatte dann also angehoben und schnell von Hand in die Ausgangsposition zurückbewegt und dort wieder abgesetzt werden. Das erfordert jedoch sehr spezielle (und damit sehr teure) Spindeln, z.B. Feingewindespindeln mit 50mm Durchmesser bei 5mm Steigung pro Umdrehung. Diese Spindeln sind dann wiederum offen und dem Schmutz der Proben ausgesetzt, weshalb diese Messtische zwar sehr schnelle Messungen ermöglichen, allerdings sehr teuer sind, einen erheblichen stetigen Pflegeaufwand erfordern und nicht lange halten.For this reason, some laboratories have had special versions of the measuring tables made in which the sample plate sits on the spindle with a half-shell threaded nut. When the measurement is complete, the sample plate can then be lifted and quickly moved back to the starting position by hand and then put down again. However, this requires very special (and therefore very expensive) spindles, e.g. fine-thread spindles with 50mm diameter and 5mm pitch per revolution. These spindles are then in turn open and exposed to the dirt of the samples, which is why these measuring tables allow very fast measurements, but are very expensive, require a considerable amount of constant maintenance and do not last long.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass je nach Probenherkunft unterschiedliche Vorschübe pro Umdrehung benötigt werden. Die für Klima-Rekonstruktionen typischerweise zu vermessenden Jahrringe sind meist eng und der Vorschub sollte unter 10mm pro Umdrehung liegen. Für forstliche Zuwachsanalysen wiederum, nicht nur in Plantagen, sondern auch für die Erfassung der Zuwächse im Rahmen der Überprüfung der Nachhaltigkeit der Forstwirtschaft (z.B. für das FSC®) braucht man eher 10 oder 20mm Vorschub pro Umdrehung. Variable Vorschübe sind jedoch bislang nicht möglich mit den bisherigen Spindelantrieben, weshalb dann oft pro Labor verschiedene Messtische angeschafft werden müssen. Das jedoch können viele Institutionen finanziell nicht schultern und müssen auf entsprechende Messungen verzichten oder diese mit hohem Zusatzaufwand bewerkstelligen.Another problem is that, depending on the origin of the sample, different feed rates are required per revolution. The annual rings, which are typically measured for climate reconstructions, are usually narrow and the feed rate should be less than 10mm per revolution. For forest growth analyzes, on the other hand, not only in plantations, but also for recording the growth in the context of checking the sustainability of forestry (e.g. for the FSC®), a feed rate of 10 or 20 mm per revolution is required. However, variable feed rates have not yet been possible with the previous spindle drives, which is why different measuring tables often have to be purchased for each laboratory. However, many institutions cannot shoulder this financially and have to forego corresponding measurements or carry them out with a lot of additional effort.

Unterschiedliche Vorschübe pro Umdrehung könnten mit Getrieben an den Antriebsachsen realisiert werden, was sich jedoch als zu teuer und aufwändig und ohnehin schwierig erwiesen hat, zumal wenn die Messung der Spindeldrehung mit einem dort angesetzten Drehgeber erfolgt. Von daher sind Getriebe eine theoretische, aber keine praktische Lösung.Different feed rates per revolution could be realized with gears on the drive axles, which, however, has proven to be too expensive and complex and difficult anyway, especially if the measurement of the spindle rotation is carried out with a rotary encoder attached there. Therefore, transmissions are a theoretical but not a practical solution.

Schließlich ist ein Problem, dass die bisherigen Anlagen aufgrund der Größe, des Gewichts und der Stromversorgung nur stationär im Labor verwendet werden können. Viele Anwendungen sollten allerdings auch z.B. in einem Feldlabor möglich sein. Das funktioniert bislang jedoch nicht.Finally, one problem is that the previous systems, due to their size, weight and power supply, can only be used stationary in the laboratory. However, many applications should also be possible, for example, in a field laboratory. However, this has not yet worked.

Daher besteht also weltweit ein Bedarf nach einem kostengünstigen, aber dennoch ausreichend präzisen und möglichst auch mobil einsetzbaren Jahrringmesstisch, der die vorgenannten Nachteile nicht hat. Ein solcher wird nachfolgend beschrieben:

Ausführungsbeispiele der Erfindung:
- Die neue Lösung

Therefore, there is a worldwide need for a cost-effective, but nevertheless sufficiently precise and, if possible, mobile tree-ring measuring table that does not have the aforementioned disadvantages. One of these is described below:

Embodiments of the invention:
- The new solution

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen neuen Konstruktion verwendet gemäß 1 auch eine Linearführung, beispielsweise eine Linearführungs-Schiene 21, die Bewegung der Probenplatte 24 wird jedoch durch ein Zugmittel, beispielsweise einen Riemen, eine Kette oder ein Seilzug 13 bewirkt. Dieses Zugmittel ist über ein Fixiermittel 23 mit einem Schlitten 22 gekoppelt, der wiederum mit der Probenplatte 24 gekoppelt ist oder diese trägt. Für die Umlenkung des Zugmittels werden mindestens zwei Achsen benötigt, die hier in den beiden sogenannten „Traversen“ 11,12 gelagert werden. Das hat den ersten wesentlichen Vorteil, dass die Handräder 16 an den Antriebs-Achsen 14, 15 zum Anwender hin orientiert und damit ergonomisch optimal sind.An embodiment of the new construction according to the invention is used according to 1 also a linear guide, for example a linear guide rail 21 , the movement of the sample plate 24 however, it is operated by a traction device, for example a belt, a chain or a cable pull 13th causes. This traction means is via a fixing means 23 with a sledge 22nd coupled, in turn, to the sample plate 24 is coupled or wears it. At least two axles are required to redirect the traction mechanism, which are here in the two so-called "traverses" 11 , 12th be stored. That has the first major advantage that the handwheels 16 on the drive axles 14th , 15th oriented towards the user and therefore ergonomically optimal.

Optional werden hier jedoch zwei unterschiedlich ausgestattete Traversen verwendet: dann haben die beiden Achsen 14, 15, über die die Zugmittel laufen, unterschiedliche Durchmesser, sodass der Vorschub variiert, jenachdem, welches der beiden Handräder 16 gedreht wird. Wenn beispielsweise die rechte Achse 15 im Bereich des Zugmittels 10mm Durchmesser hat, führt dies zu einer Bewegung von ca. 31 mm pro Umdrehung, was im idealen Messbereich für Proben aus der Forstwirtschaft liegt. Wenn die linke Achse 14 einen Durchmesser von 30mm aufweist, kann man mit dem daran befestigten Handrad die Probenplatte 24 mit deutlich weniger Drehungen zurückbewegen auf den Startpunkt der Messungen, weil eine Umdrehung des Handrads über 90mm Vorschub bewirkt.Optionally, however, two differently equipped traverses are used here: then the two have axes 14th , 15th , over which the traction mechanism run, different diameters, so that the feed varies depending on which of the two handwheels 16 is rotated. For example, if the right axis 15th has a diameter of 10 mm in the area of the traction device, this leads to a movement of approx. 31 mm per revolution, which is in the ideal measuring range for samples from forestry. If the left axis 14th has a diameter of 30mm, you can use the handwheel attached to it to move the sample plate 24 Move back to the starting point of the measurements with significantly fewer turns, because one turn of the handwheel causes a feed rate of more than 90mm.

VorschubFeed

Optional können verschiedene Zugmittel, z.B. Riemen 17 oder Seile 18 oder Ketten, nebeneinander laufen und über Achsbereiche unterschiedlicher Durchmesser 19 geführt werden. Zur Erzielung ausreichender Rutschreibung können Zugseile mehrfach um die Achse gewickelt werden 20.Various traction devices, e.g. belts, can be used as an option 17th or ropes 18th or chains, run side by side and across axis areas of different diameters 19th be guided. Pull ropes can be wound around the axle several times to achieve sufficient slip friction 20th .

Entscheidend für die Anwendbarkeit des Apparats im jeweiligen Aufgabengebiet ist der Vorschub pro Umdrehung, denn er bestimmt die Sensitivität der Bewegbarkeit der Probe unter dem Mikroskop oder unter einer Kamera.The feed per revolution is decisive for the applicability of the device in the respective task area, because it determines the sensitivity of the mobility of the sample under the microscope or under a camera.

Vorschub-UmschaltungFeed switching

Wenn mehrere Zugmittel über unterschiedliche Achsdurchmesser 19 geführt werden dann bestimmt dasjenige die Sensitivität der Bewegung der Probenplatte (Vorschub pro Umdrehung), welches am Schlitten befestigt ist, wobei jeweils nur eines am Schlitten 22 befestigt sein darf. Wenn dieses Fixieren beispielsweise mit einem am Schlitten befestigten Fixiermittel (z.B. eine Klemmvorrichtung 23) in Form einer Wippe erfolgt, dann kann damit schnell zwischen verschiedenen Zugmitteln und damit Sensitivitäten umgeschaltet werden, ohne ein zusätzliches Getriebe einbauen zu müssen.If several traction devices have different axle diameters 19th then that determines the sensitivity of the movement of the sample plate (feed per revolution) which is attached to the slide, with only one at a time on the slide 22nd may be attached. If this fixing is carried out, for example, with a fixing means (e.g. a clamping device 23 ) takes place in the form of a rocker, then it can be switched quickly between different traction means and thus sensitivities without having to install an additional gear.

Indem dieses Fixiermittel oder diese Klemmvorrichtung also zwischen dem Fixieren unterschiedlicher Zugmittel umschaltet, erlaubt diese Konstruktion erstmals also ein schnelles Wechseln zwischen unterschiedlichen Mess-Sensitivitäten, sogar während einer Messung, ohne ein Getriebe verwenden zu müssen und ohne Genauigkeit zu verlieren, weil die Positionsmessung unabhängig davon am Schlitten unter der Probenplatte läuft.By switching this fixation means or this clamping device between the fixation of different traction means, this construction allows for the first time a quick change between different measurement sensitivities, even during a measurement, without having to use a gear and without losing accuracy, because the position measurement is independent of it runs on the slide under the sample plate.

Wenn die Klemm-Vorrichtung 23 in einer NULL-Stellung kein Zugmittel am Schlitten fixiert, dann erlaubt dies erstmals zugleich eine Schnellverstellung der auf der Probenplatte 24 liegenden Probe, weil der Schlitten in dieser Nullstellung frei auf der Schiene verschoben werden kann. Damit werden die sehr unterschiedlichen Anforderungen aus verschiedenen Anwendungsbereichen erstmals zugleich und in einer einzigen Vorrichtung erfüllt.When the clamping device 23 In a ZERO position no traction device is fixed on the slide, then this allows for the first time a quick adjustment of the on the sample plate 24 lying sample because the slide can be moved freely on the rail in this zero position. In this way, the very different requirements from different areas of application are met for the first time at the same time and in a single device.

Antriebdrive

Um die Proben anwendungsspezifisch ausreichend präzise unter dem Mikroskop hin und her zu bewegen, können Handräder 16 unterschiedlicher Durchmesser an den Antriebs-Stutzen 25 angesetzt werden.In order to move the samples back and forth under the microscope with sufficient precision, depending on the application, handwheels can be used 16 different diameters on the drive nozzle 25th be set.

Falls die mittels unterschiedlicher Achsdurchmesser 19 möglichen Vorschübe pro Umdrehung nicht ausreichen sollten, um die Anforderungen spezifischer Anwendungen zu erfüllen, können ein oder mehrere Zahnräder 26 neben der Hauptantriebsachse 15 angeordnet werden, um weitere Untersetzungen zu ermöglichen.If using different axle diameters 19th possible feeds per revolution should not be sufficient to meet the requirements of specific applications, one or more gears can be used 26th next to the main drive axis 15th be arranged to enable further reductions.

Konstruktionconstruction

Damit der Antriebsmechanismus nicht verdreckt, wird die zumeist aus Aluminium hergestellte Führungsschiene 21 umgedreht, sodass alle Antriebs-, Vorschub- und Wegmess-Komponenten darunter liegen und damit von oben abgedeckt sind. Die Probenplatte 24 wird dann oben so aufgesetzt, dass sie beim Verfahren zur Seite nicht gegen die an den Antriebsachsen 14,15 sitzenden Handräder 16 stößt.The guide rail, which is mostly made of aluminum, is used to prevent the drive mechanism from getting dirty 21 turned so that all drive, feed and position measuring components are underneath and thus covered from above. The sample plate 24 is then placed on top in such a way that it does not conflict with the one on the drive axles when moving to the side 14th , 15th seated handwheels 16 bumps.

WegmessungDistance measurement

Die Bewegung der Probe bzw. des Schlittens (relativ zur Schiene) wiederum kann auf verschiedenen Wegen und vor allem längenunabhängig gemessen werden: beispielsweise am Probenschlitten angebrachte mechanische und/oder optische Sensoren, vorzugsweise Maus-Sensoren 31 und/oder Drehgeber 32 mit Reibrad an der Schiene oder Zahnrad an einer Zahnstange, die vorzugsweise auf der Unterseite der Schiene und damit geschützt angebracht ist. Alternativ kann natürlich auch ein Band mit optischen oder magnetischen Markierungen auf der Unterseite der Schiene angebracht werden, über das ein entsprechender optischer oder magnetischer Sensor am/im Schlitten geführt wird. Diese Techniken haben den Vorteil, dass die Wegsensoren am bewegten Schlitten 22 montiert und dann quasi für beliebige Schienen-Längen verwendet werden können. Demnach kann für Messtische unterschiedlicher Längen der gleiche Schlitten mit entsprechenden Sensoren zu gleichen Kosten verwendet werden.The movement of the sample or the slide (relative to the rail) can in turn be measured in various ways and, above all, independently of length: for example, mechanical and / or optical sensors, preferably mouse sensors, attached to the sample slide 31 and / or rotary encoder 32 with a friction wheel on the rail or a toothed wheel on a rack, which is preferably attached to the underside of the rail and thus protected. Alternatively, of course, a tape with optical or magnetic markings can also be attached to the underside of the rail, over which a corresponding optical or magnetic sensor is guided on / in the slide. These techniques have the advantage that the displacement sensors are on the moving slide 22nd mounted and can then be used for any rail length. Accordingly, the same slide with corresponding sensors can be used at the same cost for measuring tables of different lengths.

Eine optische Computermaus wird mittlerweile mit ausreichend hohen Auflösungen von über 10'000 DPI im normalen Handel angeboten. Zur Wegmessung müssen nur die Signale im angeschlossenen Computer verarbeitet werden. Hierzu wird die Maus 31 bzw. die Platine mit dem optischen Sensor so am Probenschlitten angebracht, dass dieser beispielsweise von unten an die Führungsschiene schaut und dort so anliegt, dass der Sensor die Bewegung bezüglich dieser Fläche registriert. Damit wird die reale Bewegung der Probe direkt erfasst, sodass mechanisches Spiel oder Umkehrspiel im Riemen- oder Seil-Antrieb sich nicht auf die Messgenauigkeit auswirken.An optical computer mouse is now available in normal stores with sufficiently high resolutions of over 10,000 DPI. Only the signals need to be processed in the connected computer for distance measurement. This is done using the mouse 31 or the circuit board with the optical sensor is attached to the sample slide in such a way that it looks at the guide rail from below, for example, and rests there in such a way that the sensor registers the movement with respect to this surface. This means that the real movement of the specimen is recorded directly, so that mechanical play or backlash in the belt or cable drive does not affect the measurement accuracy.

An die gleiche Stelle kann alternativ auch ein Drehgeber 32 mit Reibrad oder Ritzel an Zahnstange angebracht werden.Alternatively, a rotary encoder can also be placed in the same place 32 be attached to the rack with a friction wheel or pinion.

StromversorgungPower supply

Da der Positions-Sensor damit auf der Unterseite des Schlittens läuft, kann er beispielsweise mit einem Kabel (z.B. USB) an einen PC, Notebook oder Tablet angeschlossen und von dort mit Strom versorgt und seine jeweilige Position ausgelesen werden.Since the position sensor runs on the underside of the slide, it can be connected to a PC, notebook or tablet with a cable (e.g. USB) and supplied with power from there and its respective position read out.

Optional kann allerdings zusätzlich auch ein Zahn- oder Reibrad am Probenschlitten angebracht werden, welches über einen Dynamo 33 bei Bewegung des Schlittens Strom erzeugt, der den Bewegungs-Sensor betreibt und im Falle von Überschüssen in einen Stromspeicher eingespeist wird. Wird ein Drehgeber mit Reibrad oder Zahnrad zur Positionserfassung verwendet, kann der Dynamo direkt an seine Achse angebracht werden.Optionally, however, a toothed wheel or friction wheel can also be attached to the sample slide, which is via a dynamo 33 Generates electricity when the carriage moves, which operates the motion sensor and, in the event of excess, is fed into a power storage unit. If a rotary encoder with friction wheel or gear is used for position detection, the dynamo can be attached directly to its axis.

Da die heutigen optischen Maus-Sensoren und Drehgeber nur noch wenige Milli-Ampere bei typischerweise ca. 3V benötigen, kann diese Leistung einfach per Reibrad oder Zahnrad erzeugt werden. Der erzeugte Strom kann den Akku, der in den heutigen kabellosen Sensoren, beispielsweise optischen Mäusen enthalten ist, aufladen und ermöglicht damit einen langfristig netz-unabhängigen Betrieb des Apparates: denn, beim Zurückfahren der Probenplatte in die Anfangs- bzw. Ausgangsposition der Messung wird erheblich mehr Energie erzeugt, als für eine Messung benötigt wird. Allerdings erzeugt auch die Bewegung bei der Messung selbst schon Energie (wenn auch deutlich weniger als beim schnelleren Zurückfahren). Im Notfall kann der Akku nach langer ungenutzter Standzeit allerdings immer auch noch per USB oder anderweitig aufgeladen oder ausgetauscht werden.Since today's optical mouse sensors and rotary encoders only require a few milli-amperes at typically around 3V, this power can be generated simply by means of a friction wheel or gearwheel. The generated electricity can charge the battery, which is contained in today's wireless sensors, for example optical mice, and thus enables long-term network-independent operation of the apparatus: because when the sample plate is moved back to the starting or starting position, the measurement becomes significant generates more energy than is required for a measurement. However, the movement itself also generates energy during the measurement (albeit significantly less than when moving back faster). In an emergency, the battery can still be charged or exchanged via USB or other means after a long unused period.

Bei Verwendung optischer Sensoren, beispielsweise Funkmäuse als Bewegungs-Sensor hat man weitere Vorteile: die Daten können per Funk, z.B. Bluetooth, über die Standard-Verbindung zu einem Computer laufen, man braucht kein Kabel, und ein Akku ist bereits eingebaut.When using optical sensors, e.g. wireless mice as motion sensors, you have further advantages: the data can run wirelessly, e.g. Bluetooth, via the standard connection to a computer, you don't need a cable and a battery is already installed.

Claims

Device for measuring preferably linear distances, characterized in that a slide (22) is driven on a guide by traction means which run on at least two axes (14, 15) with different diameters and thus enable different feed rates per revolution (“sensitivities”) .

Device according to Claim 1 , characterized in that a fixing means, preferably a clamping device, on the slide (22) enables one or no traction means, preferably one or no belt / cable, to be clamped and thus enables rapid switching between different sensitivities on the one hand and free rapid displacement on the other, which saves an otherwise complex transmission.

Device according to Claim 1 or 2 , characterized in that gear wheels (26) of different sizes on at least one of the two drive axes make it possible to realize further different sensitivities by moving the hand wheel (16).

Device according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that a displacement sensor is attached to the slide (22), which moves with the slide and supplies the respective change in position via radio or cable to a connected computer or display.

Device according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that the energy required for the displacement sensor is obtained from the movement of the sample plate when measuring and when moving back.