DE1099187B - Einrichtung zur Teilkreisablesung bei Messinstrumenten, insbesondere bei Theodoliten - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Teilkreisablesung bei Meßinstrumenten, insbesondere bei Theodoliten Die Erfindung befaßt sich mit einer zweckmäßigen Ausbildung einer Einrichtung zur Teilkreisablesung, insbesondere an Theodoliten, bei der die Bilder mehrerer angular gegeneinander versetzter Ablesestellen der Kreisteilung durch optische abbildende Systeme in eine gemeinsame Bildebene abgebildet werden.
• Der Sinn derartiger Einrichtungen ist es, die zur Elimination der periodischen Teilungsfehler erforderlichen umständlichen und zeitraubenden Meßsätze unter Verwendung bestimmter unterschiedlicher Teilkreislagen entbehrlich zu machen. So ist beispielsweise ein Vorschlag zur Eliminierung der periodischen Kreisteilungsfehler auch höherer Ordnung gemacht worden, nach dem vier Teilkreisablesestellen des Kreises abgelesen werden sollten. Dabei wurden je zwei der Teilkreisablesestellen mittels abbildender Systeme im Gesichtsfeld des Ablesemikroskops zu einem Doppelstrich vereint. Diese Doppelstriche können an einer Bildtrennungskante mittels eines entsprechend ausgebildeten Mikrometers wie üblich zur Koinzidenz gebracht werden. Sind die vier im Ablesemikroskop abgebildeten Teilkreisstellen um je 90° gegeneinander versetzt, so werden auf diese Weise neben bestimmten periodischen Teilungsfehlern gleichzeitig die Exzentrizitätsfehler eliminiert.
• Eine Vereinfachung der bekannten Einrichtung ergibt sich, wenn in naheliegender Weise drei etwa gleichmäßig über die Kreisteilung verteilte Ablesestellen in dem Gesichtsfeld des Ablesemikroskops miteinander vereinigt werden. Die Bilder zweier Ablesestellen werden dann zu einer Doppelstrichteilung vereinigt und derart auf die dritte Ablesestelle abgebildet, daß sich beim Drehen des Teilkreises die Doppelstrichteilung entgegengesetzt der von der dritten Teilkreisstelle herrührenden Einfachteilung bewegt. Eine derartige Einrichtung beseitigt aber nicht wie bei der erwähnten Vereinigung von vier Teilkreisablesestellen ohne weiteres den Exzentrizitätsfehler bei der Messung in einer einzigen Teilkreislage.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Teilkreisablesung zu schaffen, in der die Bilder von drei Teilkreisablesestellen derart optisch miteinander vereinigt werden, daß der Exzentrizitätsfehler bereits bei der Einzelmessung herausfällt. Dies gelingt dadurch, daß erfindungsgemäß zwei Teilkreisablesestellen, die um weniger als 180° gegeneinander versetzt und symmetrisch zu einer dritten Teilkreisablesestelle liegen, als Doppelstrichteilung gemeinsam mit der dritten Teilkreisstelle derart abgebildet werden, daß sich beim Drehen des Teilkreises die Doppelstriche entgegengesetzt den Teilstrichen der dritten Teilkreisablesestelle bewegen, wobei die Abbildung der Doppelstrichteilung im Verhältnis zur Abbildung der dritten Teilungsablesestelle mit einer Vergrößerung erfolgt, die gleich dem Kehrwert des Kosinus der Hälfte des Winkels zwischen den beiden ersten Teilkreisablesestellen ist. Sind die drei Ablesestellen um a = 120° gegeneinander versetzt, so ergibt sich für die Vergrößerung, die für die Abbildung des Doppelstrichbildes auf das Bild der dritten Kreisteilungsablesestelle zu wählen ist, Mit zweifacher Vergrößerung muß also in diesem Falle das Doppelstrichbild auf die dritte Ablesestelle abgebildet werden.
• Die Zeichnung veranschaulicht in den Abb. 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Über dem Teilkreis 1 bewegen sich zusammen mit der Alhidade eines in seinen Einzelheiten nicht weiter dargestellten Theodoliten die drei Ablesestellen 2, 3 und 4, die optisch hintereinandergeschaltet sind; die drei Ablesestellen sind um 120° zueinander versetzt angeordnet. Das Licht tritt bei 5 ein, wird an einem unter dem Teilbeis angeordneten Prisma gespiegelt und geht senkrecht durch die Kreisstelle 2. Diese wird durch die Objektive 6 über die Prismen 7, 8 und 9 auf die Kreisstelle 3 abgebildet. Nach senkrechtem Durchgang durch den Kreis 1 erfolgt über ein daruntersitzendes Prisma und über das Dachkantprisma 10 sowie über ein weiteres Prisma eine Abbildung der Kreisstelle 3 auf die Kreisstelle 4, so daß hier die Bilder aller drei Kreisstellen vereinigt werden. Die optischen Mittel zur Übertragung des Teilstriches von 2 nach 3 sind so ausgebildet, daß sich das Bild des Teilstriches 2 an der Kreisstelle 3 bei Drehung des Kreises im gleichen Sinne bewegt wie der dort liegende Teilstrich des Kreises. Durch Justierung der Optik werden Teilstrich und Strichbild als Doppelstrich nebeneinandergesetzt. Das Bild des Doppelstriches bei 3 wird nun durch die erwähnten weiteren optischen Mittel auf die Kreisstelle 4 so übertragen, daß das Bild des Doppelstriches dem bei 4 vorhandenen Einfachstrich bei Drehung des Kreises entgegenläuft. Während für die Übertragung von 2 nach 3 ein Übertragungsverhältnis von 1 : 1 vorgesehen ist, ist für den Lichtweg von 3 nach 4 - wie eingangs ausgeführt - eine zweifache Vergrößerung erforderlich, um die Exzentrizität. des Kreises unschädlich zu machen. Zur Unterteilung des Teilungsintervalls dient ein Planplattenmikrometer, dessen Platte 12 in dem Strahlengang zwischen 3 und 4 liegt. Die Kreisstelle 4 wird über das Prisma 13 mit dem Mikroskop 14 abgelesen, in dessen Gesichtsfeldblende 15 sich die Skala 16 des Mikrometers bewegt. 17 ist eine zweite, im Ablesemikroskop vorgesehene Planplatte, die - was nicht weiter angedeutet ist - zusammen mit der Milrometerplatte bewegtwirdund gestattet, das imGesichtsfeld erscheinende Bild relativ zu einem Ableseindex 18 zu verschieben. Die Bezifferung des Teilkreises wird nur von einer Kreisstelle aus auf das Ablesemikroskop übertragen, damit eine klare und eindeutige Grobablesung erfolgen kann. Zur Ablesung werden nur die Zahlen 21 der Einzelstriche 20 bei 4 benutzt, da sie nur halb so groß sind wie die Ziffern 22 der anderen beiden Kreisstellen 2 und 3, die außerdem aufeinanderfallen und dadurch unleserlich sind (vgl. Abb. 2). Es muß nur dafür gesorgt werden, daß die längeren Doppelstriche 23 die Zahlen 21 nicht schneiden. Dies geschieht dadurch, daß von vornherein bei der Teilkreisherstellung zwischen Teilung und Bezifferung ein Abstand von etwa Zahlenhöhe freigelassen wird. Durch diesen Abstand der Doppelstrichbilder geht dann die Zahl des Einfachstriches hindurch, während die Zahlen der Doppelstriche durch die Gesichtsfeldblende 15 abgeschnitten werden. Die Abb.2 zeigt ein Ablesebild vor dem Einstellen, Abb. 3 nach erfolgter Einstellung durch das Mikrometer.
• In Abwandlung des oben angeführten Ausführungsbeispiels kann man natürlich auch die Anordnung so treffen, daß die Kreisstelle 2 den Einzelstrich liefert und der Doppelstrich aus den Strichen der Kreisstellen 3 und 4 gebildet wird. In diesem Falle wird die Kreisstelle 2 zweifach verkleinert und gegenläufig auf 3 abgebildet, letztere wiederum im Maßstab 1:1 und in gleicher Richtung. laufend auf 4. Die Mikrometerplatte 12 ist dann bei 19 eingeschaltet.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zur Teillreisablesung, insbesondere an Theodoliten, bei der die Bilder mehrerer angular gegeneinander versetzter Ablesestellen der Kreisteilung durch optische abbildende Systeme in eine gemeinsame Bildebene abgebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß zweiTeillkreisablesestellen (2,3), die um weniger als 180° gegeneinander versetzt und symmetrisch zu einer dritten Teillreisablesestelle (4) liegen, als Doppelstrichteilung gemeinsam mit der dritten Teilkreisstelle derart abgebildet werden, daß sich beim Drehen des Teilkreises die Doppelstriche entgegengesetzt den Teilstrichen der dritten Teilkreisablesestelle bewegen, wobei die Abbildung der Doppelstrichteilung im Verhältnis zur Abbildung der dritten Teilungsablesestelle mit einer Vergrößerung erfolgt, die gleich dem Kehrwert des Kosinus der Hälfte des Winkels zwischen den beiden ersten Teilkreisablesestellen (2, 3) ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden ersten Ablesestellen um 120° gegeneinander versetzt sind und auf die dritte Teilkreisstelle (4) mit zweifacher Vergrößerung abgebildet werden.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Teilkreis die Bezifferung von der Teilung einen Abstand von etwa der Ziffernhöhe hat. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung Z 156 IX/42 c (bekanntgemacht am 18.10.1951) ; schweizerische Patentschriften Nr. 197 901, 278 986; Firmendruckschrift Carl Zeiß Geo 211, 1938, S. 7, 13 bis 17.