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Kode-Theodolit Die Erfindung betrifft geodätische Geräte und bezieht
sich insbesondere auf Kode-Theodolite mit automatischer Registrierung der gemessenen
Werte, die bei geodätischen und markscheiderischen Arbeiten verwendet werden.
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Es sind Kode-Theodolite mit automatischer Registrierung der gemessenen
Werte beharint, bei denen die dem Keßwert der Horizontal- und Vertikalwinkel entsprechenden
Abschnitte der Kodescheiben der Wandler für die Kodierung der Winkelwerte durch
mindestens eine Spaltblende auf den Film eines Fotoregistriergerätes projiziert
werden, Bei den bekannten Kode-Theodoliten verwendet man Kodescheiben mit Kodemasken,
die eine Kombination von durchsichtigen und undurchsichtigen Abschnitten verschiedener
Breite darstellen, welche auf der Codescheibe in konzentrischen Kreisen angeordnet
sind. Für die Herstellung solcher Codescheiben sind besondere Teilungsautomaten
notwendig. Die Herstellungskosten derartiger Codescheiben liegen so hoch, daß ihre
Verwendung. nur in Theodoliten hoher und höchster :Präzision vertretbar ist.
Mit
der Erfindung soll dieser Nachteil überwunden werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kode-Theodolit anzugeben,
der mit einfachen Codescheiben, die sich mit geringem Aufwand herstellen lassen,
ausgestattet ist, und eine preiswerte Herstellung von Kode-Theodoliten hoher Präzision
ermöglicht.
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Die Aufgabe wird bei einem Kode-Theodolit erfindungsgemäß dadurch
erreicht, daß die Kode-Maske jeder Codescheibe der zur Transformation der Horizontal-
bzw. Vertikalwinkel in einen Zifferncode dienden Wandler zwei Kodestreifen aufweist,
auf denen in jeweils gleichen Winkelabständen Striche aufgetragen sind, wobei die
Striche auf dem ersten Kodestreifen die Information über die genaue Lage der Visierlinie
innerhallber dieser Winkelabstände und die Striche auf dem zweiten Kodestreifen
die Information über die Ordnungsnummer des nächstliegenden Strichs des ersten Kodestreifens
enthalten und die Winkelabstände auf dem zweiten Kodestreifen um einen Wert größer
als die Winkelabstände auf dem ersten Kodestreifen sind, der sich =gekehrt proportional
zum Winkelabstand des ersten Kodestreifens verhält.
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Um die in den Winkelabständen der Striche auf den Kodestreifen enthaltene
Information in einen Zifferncode
iLmzuwandeln, wird in der Brennebene
des Fotoregistrier-Gerätes ein Schirm mit einer Kodemaske angebracht, die mindestens
einen Kodestreifen trägt, der aus abwechselnd durchsichtigen und undurchsichtigen
Abscl-mitten bestellt, deren Anzahl gleich bZw. größer als die Zahl der Striche
auf dem ersten Kodestreifen ist.
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Eine derartige konstruktive Lösung des Kode-Theodolites erweitert
dessen Anwendungsbereich bei geodätischen und marl:solieiderischen Hessungen.
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Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden durch ein Ausführungsbeispiel
an Hand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen
Längsschnitt des Gesamtaufbaus eines erfindungsgemäßen Theodolites; Fig.
22 das optische Prinzip eines ersten Ausführungsbeispiels des Theodolites;
Fig. 3 einen Abschnitt der Kodemaske des Tlieodolites; Fig. 4 das optische
Prinzip eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Theodolites;
Fig. 5 das optische Prinzip eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen
Theodolites. Der erfindungsgemäße Theodolit besitzt eine Grundplatte 1
(Fig.
1) mit einer Achse 2, die fest mit einer horizontalen Scheibe 3 verbunden
ist. Auf der Achse 29 die zugleich die Hochachse des Theodolites darstelltg ist
der bewegliche Teil 4 des Theodolites, nämlich das Gehäuse 5
und die Welle
6 befestigt. Die Wolle 6 bildet die Querachse des Theodolites und
trägt ein Fernrohr 7, dessen Drehachse sie ist und eine vertikale Scheibe
8. Im Gehäuse befinden sich Idandler 9 (für lIorizontal#-iin't-,el)
und 10
(fUr Vortilzalwini-,el) zur Transformation der 7%,linkelwerte in Kodewerte.
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Die Wandler 9 und 10 bestehen aus Blenden
11 bzw. 12 mit Spalten 13 bzw. 14 (Fig, 2), die an Prismen
15 bzw. 16
(Fig. 1) befestigt sind, sowie aus den horizontalen
und vertikalen Scheiben 3 und 8, die als Kodescheiben dienen, und
einem Fotoregistriergerät 17,
Jede Kodemaake 18 (Fig. 2) der Kodescheiben
weist zwei Kodestreifen 19 und 20 auf, auf denen in jeweils gleichen Winkelabständen
Striche 21 und 22 aufgetragen sind. Die Striche 21 enthalten die genaue Information
über die Lage der Visierlinie innerhalb dieser Abstände, die Striche 22 die Information
über die Ordnungsnummer der nächstliegenden Striche 21, Der Winkelabstand rv.1 (Fig.
3) der Striche 22 ist um einen Wert größer als
/1
die
Winkelabstände der Striche 21 der sich gemäß folgender Formel umgekehrt proportional
zum Winkelabstand verhält:
Darin bezeichnet ni die Anzahl aller Striche 21. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
des Theodolites (Fig. 4) ist in der Brennebene des Fotoregistriergeräts
17
zusätzlich ein Schirm 23 mit einer Kodemaske 24 mit mehreren Ordnungen
(Fig. 4) angebracht, Auf dieser Kodemaske 24 ist ein Binär-Code in Form einer Kombination
von durchsichtigen und undurchsichtigen Abschnitten aufgetragen, der die Lage der
auf die Kodemaske 24 projizierten Striche 211 und 22 eindeutig in Kodezahlen bestimmt.
Die Anzahl der Abschnitte auf dem Kodestreifen 25 niederer Ordnung der Codemaske
24 ist größer als die Gesamtzahl der Striche 21.
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Bei dem dritten Ausführungsbeispiel (Fig, 5) des mLheodolites
wird anders als bei den beiden ersten Ausführungsstatt der Blenden 11 und
12 eine Blende 26
(Fig. 5) mit Spalt 27 in der Brennebene des
Potoregistriergeräts 17 angebracht. Im Bereich der Blende 26, die
für beide Wandler 9 und 10 gemeinsam bestimmt ist, befindei sich ein
Schirm 23 mit einem Kodestreifen 289 der aus
abwechselnd
durchsichtigen und undurchsichtigen Abschnitten besteht. Die Anzahl dieser Abschnitte
ist größer als die Gesamtzahl der Striche 21.
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Im Folgenden wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Kode-Theodolite
beschrieben.
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Vor Beginn der Vermessung stellt man mit Hilfe des Bildzählwerks des
Potoregistriergeräts 17 fest, ob für die Vornahme der llessungen unbelichteter
Film 29 (Fig. 1)
,jorhanden ist. Durch die Einstellschrauben der Grundplatte
1 wird der Theodolit mittels der Libellen in genau horizontale Lage gebracht.
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Dann wird das Fernrohr 7 auf den ersten Visierpunkt eingestellt.
Man schaltet die Lampe 30 ein, die über den "ondenso- 7r - 31 und
k das Prisma 32 einen Teil der Kodemaske 18 der liori##.--#ntalen Scheibe
3 beleuchtet. Durch den Spalt 13
ier Blende 11 wird die Abbildung
des dem Spaltbereich cntsprechenden Abschnitte der Kodemaske 18 über das
optische System des Potoregistriergeräts 17, das aus dem Prisma
15, dem Objektiv 33 und den Prismen 34 und 35
besteht» auf den
Film 29 projiziert. Der Film 29 hält die Abbildung derjenigen Striche
21 und 22 fest, die sich im Augenblick der Messung im Bereich des Spalts
13
befinden. Die Lage der Striche 21 und 22 im Bereich des
Spalts 13 bezeichnet die 1.Teßergebnisse in der Horizontalebene. Das Heßergebnis
setzt sich aus einer Grob- und einer Feinablesung zusammen. Der 'Viert der Feinablesung
ergibt sich aus dem Abstand, des Strichs 21 vom Rand des Spaltes 139 der
als Ableseanzeiger dient; der 'Viert der Grobablesung wird durch den ILbstand -.wischen
den beiden benachbarten Strichen 21 und 22 bestimmt, Jetzt stellt man das
Fernrohr 7 auf den zweiten Visierpunkt ein. Wie vorher wird die Lanpe
30 eingeschaltet und das Meßergebnis auf dem Film 219 f eses-#ehalten.
Nach Auswertung des Films 29 im Auswertegerät erhält man die Meßergebnisse
in digitaler Form als Ziffernkode. Die Differenz der Meßergebnisse bei der Vürmessung
des ersten und des zweiten Visierpunktes ergibt den Grundwinkel zwischen den beiden
Punkten, Die Messungen in der Vertikalebene werden in entsprechender Veise mit Hilfe
der Jampe 30, des Kondensors 36, des Prismas 37v der vertikalen Scheibe
8, der Blende 12 mit dem Spalt 14, des Prismas 16, des Objektivs
38, der Prismen 39 und 40 und des Films 29 durchgeführt.
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Die Wirkungeweise eines Theodolites nach dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist analog. Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß die Ergebnisse der Winkelmessungen
unmittelbar in den Werten des Ziffernkodes von der
Kodemaske 24
abgelesen werden können. Die Werte des Zifferncodes lassen sich aus folgender Formel
errechnen: Darin bedeuten die einzelnen Bezeichnungen: Kodezahlenwert der Maske
24 gegenüber der Abbildung des Striches 22; Strichwert des Kodestreifens 20; Kodezahlenwert
der Maske 24 gegenüber der Abbildung des Striches 21; Strichwert des Kodestreifens
19.
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Die Wirkungsweise des Theadolites nach dem dritten Ausführungsbeispiel
entspricht ebenfalls der nach dem ersten und zweiten Ausführungebeispiel, Ein Unterschied
besteht nur darin, daß für beide Wandler 9 und 10 nur eine gemeinsame
Blende 26 mit Spalt 27 verwendet wird.
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Im Bereich des Spalts 27 befindet sich der Kodestreifen
28,
der auf dem Film 29 gleichzeitig mit den Abbildungen der Striche 21 und
22 festgehalten wird. Dieser Kodestreifen bringt eine wesentliche Erleichterung
bei der Auswertung der Ergebnisse der Winkelmessungen mit sich. Die im Ziffernkode
ausgedrückten Winkelmeßergebnisse dieses Ausführungsbeispiels des Theodolites lassen
sich
nach folgender Formel errechnen: Darin bedeuten die einzelnen Bezeichnungen: Anzahl
der Abschnitte des Kodestreifens 28
auf dem Film 29, die durch den
Anfang des Kodestreifens 28 und die Lage der Abbildung des Striches 21 bestimmt
wird; Strichwert des Kodestreifens 28 für die durch den Kodestreifen 19 bestimmte
Feinablesung; ti,z- Anzahl der Abschnitte des Kodestreifens 28
auf dem Film
29, die durch den Abstand zwischen den Abbildungen der Striche 21 und 22
bestimmt wird; Strichwert des Kodestreifens 28 für die durch den Kodestreifen
20 bestimmte Grobablesung. Der erfindungsgemäße Kode-Theodolit besitzt ein wesentlich
niedrigeres Gewicht und benötigt einen.viel geringeren HerAtellungsaufwand als die
bekannten Kode-Theodolite.
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Die Kodescheiben dieses Theodolites können auf den gleichen normalen
Teilungsmaschinen hergestellt werden, die auch für die Herstellung der Scheiben
von optischen Theodoliten Verwendung finden, Die Herstellungskosten der Kodescheiben
des erfindungsgemäßen Theodolites liegen nicht höher als bei den Scheiben für optische
Theodolite.
Wie sich aus den angeführten Erläuterungen ergibl,9
gestattet die Erfindung Kode-Theodolite hoher Präzision herzustellen.