DE1237795B - Vermessungsinstrument mit Einrichtung zur Registrierung von Lattenablesungen - Google Patents

Description

DEUTSCHES «Ml PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 42 c - 6/01

Nummer: 1237 795

Aktenzeichen: F 30882IX b/42 c

1 237 795 Anmeldetag: 31.März 1960

Auslegetag: 30. März 1967

Lange Nivellementslinien und ausgedehnte Nivellementsnetze sowie Messungen mit Tachymetern lassen durch die große Anzahl von Stationen umfangreiches Zahlenmaterial anfallen, für dessen Verarbeitung zweckmäßig programmgesteuerte Rechenanlagen eingesetzt werden können. Um die Eingabe der Meßergebnisse für die Rechenanlagen verständlich zu machen, ist es bisher notwendig, sie dem Feldbuch zu entnehmen und auf eines der bekannten Eingabemittel wie Lochkarten, Lochstreifen, Magnetband usw. zu übertragen. Es ist einleuchtend, daß hier Fehlerquellen auftreten und daß damit ein erheblicher Zeitaufwand verbunden ist.

Um das Aufschreiben im Feld zu vermeiden, sind Einrichtungen bekannt, bei denen die Einstellungen als gegenseitige Verschiebung zweier mechanischer Teile codiert registriert werden.

Für den Fall, daß eine Ablesung registriert werden soll, die nur visuell erfaßt wird, z. B. eine Lattenablesung, können bekannte Einrichtungen bemüht werden, bei welchen eine codierte Platte an Hand einer Skala längsverschieblich ist, um einen jeweils eingestellten Skalenwert auf optischem Wege in einen codierten Wert umzuwandeln.

Auch hierbei können Übertragungsfehler vorkom- ^z5 men. Um die Häufigkeit dieser Fehler zu verringern, ist daran gedacht, die Einstellskala für die Codiereinrichtung, für eine nur visuell zu erfassende Ablesung, im Gesichtsfeld des Fernrohres neben der visuellen Einstellung sichtbar zu machen.

Die nachstehend beschriebene Erfindung ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, daß im Gesichtsfeld des Zielfernrohres mindestens eine linear verschiebbare bezifferte Teilung und ein dieser Teilung zugeordneter gerätefester Index sichtbar sind und durch die Verschiebung der Teilung ein an sich bekannter Umwandler von Analogwerten in Codesymbole derart betätigt wird, daß bei photographischer Registrierung jeweils das Codesymbol festgehalten wird, das dem am Index der Teilung eingestellten Analogwert entspricht.

Da das Lattenbild im Gesichtsfeld eines Fernrohres sich je nach Zielweite größer oder kleiner darstellt, sind nach dem wesentlichen Erfindungsgedanken eine Skala oder mehrere Skalen mit zur Lattenteilung ähnliehen und im ziffernmäßigen Umfang gleichen Teilungen und Bezifferungen so verschiebbar angeordnet, daß ihr durch optische Mittel übertragenes Bild neben dem Bild der Lattenteilung im Gesichtsfeld des Zielfernrohres erscheint. Durch Betätigung eines Einstellelementes werden die Skalen, deren Teilung und Bezifferung in der Art von Nivellier- oder Tachy-Vermessungsinstrument mit Einrichtung
zur Registrierung von Lattenablesungen

Anmelder:

Otto Fennel Söhne K. G., Kassel, Königstor 16

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Dr. Eduard Lang, Wiesbaden;

Dr.-Ing. Erwin Zwickert, Kassel

meterlatten aufgetragen sind, so verschoben, bis ihr Bild im Gesichtsfeld an einem besonderen Index oder an einem Strich des Fadenkreuzes die gleiche zahlenmäßige Anzeige darstellt, wie sie durch das Bild der angezi elten Nivellier- oder Tachymeterlatte gegeben ist. Es ist einleuchtend, daß die Ähnlichkeit der visuell auf gleiche Anzeigen gebrachten Teilungen größere Sicherheit gegen Fehleinstellungen der Skalen gewährleistet als andere nach dem Stand der Technik an sich bekannte Eingabemittel, deren Einstellung erst auf Grund einer Ablesung nachträglich erfolgt.

Fig. 1 veranschaulicht am Gesichtsfeld eines Nivellierinstrumentes ein Beispiel für eine Skala. Das Bild der Lattenteilung 1 befindet sich in der Mitte des Gesichtsfeldes, das Bild der Skala 2 ist auf die gleiche Anzeige eingestellt. Im Gesichtsfeld von Tachymetern, die mit einer horizontalen Latte verwendet werden, erscheint das Bild der Skala 2 sinngemäß parallel zum horizontalen Lattenbild. Der transparente Teilungsträger hat neben der oben beschriebenen Skala vercodete Teilungen, deren Werte den Dezimalziffern entsprechen. Diese vercodeten Teilungen bewegen sich bei der Verschiebung des Skalen- und Teilungsträgers gegen einen Spalt, durch den die vercodete Anzeige für die Registrierung entnommen wird. Als Registriermittel ist eine photographische Kammer geeignet; gleichermaßen kann der im Spalt angezeigte Code durch lichtelektrische Wandler abgetastet und auf einem anderen geeigneten Registriermittel festgehalten werden.

Zur genaueren Einstellung der Lattenteilung ist bei Nivellierinstrumenten hoher Genauigkeit vor dem Objektiv eine Planplatte angeordnet, bei deren Kippung das Bild der angezielten Latte in vertikaler Richtung parallel verschoben wird, bis ein Teilstrich der Lattenteilung durch den Horizontalfaden des Strichkreuzes angezeigt wird. Dieses Bauelement ist als Planplattenmikrometer bekannt und ermöglicht

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eine Genauigkeitssteigerung um mehrere Größenordnungen. Bei Doppelbildtachymetern, in denen zwei Bilder der horizontalen Dimeßlatte im Gesichtsfeld abgebildet werden, von denen eines einen Keil durchlaufen hat, wird das Planplattenmikrometer dazu verwendet, einen Teilstrich des direkten Bildes mit einem Strich des zweiten Bildes, das im allgemeinen einen entsprechend angeordneten Nonius am Ende der Lattenteilung abbildet, in Koinzidenz zu stellen. In diesem Fall wird das Bild parallel in horizontaler Richtung verschoben. Mit dem Kippmechanismus des Planplattenmikrometers ist nach einer Ausgestaltung der beschriebenen Einrichtung eine weitere Skala gekoppelt, die vorzugsweise neben den zuerst beschriebenen angeordnet ist und ebenfalls in an sich bekannter Weise einen Code für den durch die Kippung der Planplatte bewirkten Betrag der Parallelversetzung trägt, dem außerdem eine dezimal geteilte und bezifferte Teilung in an sich bekannter Weise zugeordnet sein kann. Der Skalenanteil mit dezimaler Bezifferung ist für visuelle Ablesungen und Kontrollen vorgesehen; sein Bild wird durch bekannte optische Mittel für den Beobachter sichtbar gemacht. Diese mit dem Planplattenmikrometer gekoppelten Teilungen, die ebenfalls vorzugsweise auf einem transparenten Teilungsträger aufgetragen sind, bewegen sich, in ähnlicher Weise durch ein geeignetes Einstellmittel verschoben, so gegen einen Index für die visuelle Ablesung bzw. einen Spalt für die Anzeige der vercodeten Einstellwerte, daß die Werte der vercodeten Skalen nebeneinander registriert werden können. Auch in diesem Fall ist für die Registrierung der Codesymbole, die dem Betrag der Zielstrahl-Parallelversetzung entsprechen, keine visuelle Ablesung der dekadischen Werte und nachherige Einstellung oder Eingabe erforderlich. Visuelle Kontrolle der Koinzidenz des Lattenteilstriches mit dem Strich des Fadenkreuzes gewährleistet, daß die richtige Merkmalskombination der Codierung vor den Spalt zu liegen kommt, um von dort zur Registrierung abgenommen zu werden.

Fig.2 zeigt eine der möglichen Ausführungsformen. Mit 2 ist die Skala dargestellt, von deren geteiltem und dezimal beziffertem Teil ein Bild im Gesichtsfeld erscheint, während der vercodete Teil sich gegen den Spalt 5 verschiebt. Die mit dem Planplattenmikrometer verbundene Skala ist mit 3 bezeichnet. Auch ihr vercodeter Teil läuft gegen den Spalt 5, während der geteilte und dezimal bezifferte Teil durch optische Mittel für den Beobachter ablesbar wird. Nach einer weiteren Ausgestaltung der beschriebenen Einrichtung ist eine weitere Skala 4 angebracht. Sie ist prinzipiell in ihrer Funktion und in der visuellen Kontrolle durch den Beobachter der Skala 3 gleich, hat jedoch eine Nullstellung, zweckmäßig mit einer Raste. Die Skala 4 hat keine Funktion für die Messung selbst, sondern dient, zusammen mit den Skalen 2 und 3, in an sich bekannter Weise, nach Art eines Einsteilwerkes, der Eingabe von Schlüsselzahlen zur Kennzeichnung und Zuordnung der folgenden oder vorhergegangenen Meßwerte zu Festpunktnummern, Zugnummern, Bemerkungen zur Messung usw. sowie zur Übermittlung von Befehlen an die Rechenanlage. Der für die Registrierung der Anzeige der Skala 4 vorgesehene Teil des Spaltes 5 und des Filmes bleibt abgedeckt, wenn die Skala 4 in der Nullstellung eingerastet ist. Das besagt für die Auswertung, daß Meßergebnisse, also Lattenablesun-

gen, zu verarbeiten sind. Werden die Skalen 2,3 und 4 auf durch Dezimalziffern verschlüsselte Werte oder Befehle visuell eingestellt, so erscheinen die entsprechenden Codesymbole vor allen Teilen des Spaltes 3 und werden auswertungsgemäß nicht als Meßwerte verarbeitet. Des weiteren kann eine Registrierung von Kreisablesungen so vorgesehen sein, daß die ebenfalls vercodeten Kreisteilungen, die nach einem geeigneten Codierungssystem in bekannter Weise aufgetragen sind, durch geeignete optische Mittel in eine Bildebene, die durch den Spalt gegeben ist, übertragen werden. Für die Anwendung des Instrumentes als Tachymeter ist dieser Zusatz erforderlich.

F i g. 3 zeigt am Beispiel eines Nivellierinstrumentes eine der möglichen Ausführungsformen der Erfindung. Sie ist aus Gründen der Anschaulichkeit stark vereinfacht.

Am Beispiel der mit dem optischen Mikrometer gekoppelten Skala 3 wird die Übertragung des dezimal geteilten Skalenteiles in die Ebene der visuellen Einstellung oder Ablesung veranschaulicht. Die Skala 3 wird durch den Triebknopf 7 betätigt, wobei durch die Zahnstange 8 und den Hebel 9 die Planplatte 10 gekippt wird. Die Skala 3 verschiebt sich dabei gegen den Spalt 5 und das Prisma 19. Über das Prisma 19 und die Objektive 17 und 18 wird das Bild des dezimal geteilten und bezifferten Teiles der Skala 3 über das Prisma 16 übertragen und kann durch das OkularlS vom Beobachter beobachtet werden. Der vercodete Teil der Skala 3 wird durch den Spalt5 mittels des Kameraobjektivs 26 in der Bildebene 27 des Filmes 28 registriert. Die gestrichelt dargestellten Teile liegen vor der Schhittebene des Bildes 3. In gleicher Weise erfolgen die visuelle Einstellung und Kontrolle sowie die Registrierung der Skalen 2 und 4. Für die Übertragung des Bildes der Skala 2 in die Bildebene des Fernrohrobjektivsystems 11-12 dient neben den aus Anschaulichkeitsgründen weggelassenen Objektiven, nach Art der optischen Teile 17 und 18, das Prisma 20. Die Ebene des Bildes der Skala 2 befindet sich auf der dem Okular 13 zugewandten Fläche des Prismas 20, die gegen das Strichkreuz des Fernrohres liegt. Für die Einstellung der Skala 2 dient der Triebknopf 6 (s. F i g. 6) mit einem Ritzel, das in die mit der Skalenfassung verbundene Zahnstange eingreift. Der Horizontalkreis 21 ist mit seiner optischen Übertragung, dargestellt durch die Objektive 22 und 23 sowie die Prismen 24 und 25, veranschaulicht. Die Ebene des übertragenen Kreisbildes mit vercodeten Anzeigen liegt innerhalb des Prismas 25, von wo über das Kameraobjektiv 26 die Registrierung auf den Film 28 erfolgt.

F i g. 4 zeigt die Ansicht A auf das Okularende des Instrumentes. Das Fernrohrokular ist mit 13 bezeichnet. Mit 14 ist das Okular für die Einstellung der Skala bezeichnet, während das Okular 15 für die visuelle Einstellung und Ablesung der Skala 3 dient. Mit dem Triebknopf 6 wird die Skala 2 eingestellt. Triebknopf 7 steuert die Planplatte 10 und die Skala 3.

Fig.5 zeigt entlang dem SchnittB-B' das Übertragungsprisma 20 für das Bild der Skala 2 ins Fernrohrgesichtsfeld. Im unteren Teil ist ein Horizontalkreis 21 mit den Übertragungsobjektiven 22 und 23 und dem Prisma 24 dargestellt.

F i g. 6 folgt dem Schnitt C-C Es zeigt die Skalen 2, 3 und 4 mit den Triebknöpfen 6 und 7. Das Ritzel

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des Triebknopfes 7 bewirkt über die Zahnstange 8 und den Hebel 9 die Kippung der Planplatte, die in der Darstellung durch das Objektiv 11 verdeckt ist. Die mechanische und optische Ausführung der Elemente für die Einstellung und visuelle Kontrolle der Skala 4 entspricht im wesentlichen der für die Skala 2. Sie ist aus Anschaulichkeitsgründen nicht dargestellt. Patentansprüche:

1. Vermessungsinstrument mit Einrichtung zur Registrierung von Lattenablesungen, dadurch gekennzeichnet, daß im Gesichtsfeld des Zielfernrohres mindestens eine linear verschiebbare bezifferte Teilung (2) und ein dieser Teilung zugeordneter gerätefester Index sichtbar sind und durch die Verschiebung der Teilung ein an sich bekannter Umwandler von Analogwerten in Codesymbole derart betätigt wird, daß bei der photographischen Registrierung jeweils das Codesymbol festgehalten wird, das dem am Index der Teilung eingestellten Analogwert entspricht.

2. Vermessungsinstrument gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den einzustellen-

den Wert der im Fernrohr angezeigten Lattenablesung zwei oder mehr Skalen (2, 3, 4) angeordnet sind.

3. Vermessungsinstrument gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strich des Fadenkreuzes als gerätefester Index verwendbar ist.

4. Vermessungsinstrument gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Instrument mit einem eingebauten Planplattenmikrometer (7, 8, 9,10) ausgerüstet ist, dessen ebenfalls codierte Anzeigen nach Einstellen auf den nächsten Lattenteilstrich zusammen mit den codierten Anzeigen gemäß den Ansprüchen 1, 2 oder 3 photographisch registriert werden.

5. Vermessungsinstrument gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der photographischen Registrierung eine Abtastung durch lichtelektrische Wandler erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 689 228;
Vermessungstechnische Rundschau, 19 (1957),
I. 248 und 249;
Proceedings of the I. R. E., 1952, S. 1573 bis 1577.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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