DE2834655A1

DE2834655A1 - Vorrichtung zur entfernungsmessung

Info

Publication number: DE2834655A1
Application number: DE19782834655
Authority: DE
Inventors: Beat Dr Sc Nat Balmer; Rene Nuenlist
Original assignee: Kern and Co AG
Current assignee: Leica Aarau AG
Priority date: 1977-08-10
Filing date: 1978-08-08
Publication date: 1979-02-22
Also published as: FR2400185A1; CH616000A5; GB2003356B; GB2003356A; SE7807997L

Description

Anmelder: Stuttgart, 7- August 1978

Kern & Go. AG P 3570 X-ef

SCHWEIZ

Vertreter:

Kohler - Schwindling - Späth
Patentanwälte
Hohentwielstraße 41
7000 Stuttgart 1

Vorrichtung zur Entfernungsmessung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entfernungsmessung nach dem Laufzeitprinzip, die mit Mitteln zur
Korrektur des Meßergebnisses in bezug auf den Brechungsindex der Luft längs der Meßstrecke versehen ist.

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Derartige Entfernungsmeßgeräte nach dem Laufzeitprinzip sind entweder Laufzeitgeräte, die die Laufzeit eines von dem Gerät ausgesandten und am anderen Ende der Meßstrecke reflektierten Strahlungspulses messen, oder sie sind Phasengeräte die die Phasenverschiebung des reflektierten modulierten Wellenzuges gegenüber dem ausgesandten Wellenzug messen.

Zur Korrektur des atmosphärischen Einflusses auf das Ergebnis einer elektrooptischen Distanzmessung entspricht es dem Stand der Technik, mittels Thermometer, Barometer und Hygrometer an mehreren Punkten des Meßweges Werte aufzunehmen, in ein Notizbuch zu notieren und mittels eines Taschenrechners das am Distanzmeßgerät abgelesene Ergebnis nach bekannten Formeln nachträglich zu korrigieren.

Es sind auch bereits verhältnismäßig teuere Distanzmeßgeräte bekannt, welche unterschiedliche atmosphärische Einflüsse automatisch kompensieren. Bei einem elektrooptischen Gerät, welches mit einem Reflektor am Ende der Meßstrecke arbeitet, ist im Gerät ein mit Umgebungsluft gefüllter Standard-Mikrowellenossillator vorhanden, über dessen Resonanz Modulationsfrequenzen derart eingestellt werden, daß sich stets etwa die gleichen, als Distanzmaßstab dienenden Modulationswellenlängen ergeben. Bei diesem Gerät werden also nur die Bedingungen am Gerätestandort berücksichtigt,

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welche aber erfahrungsgemäß vom für eine Messung wirksamen Mittelwert über die gesamte Meßdistanz i.A. bis zu einigen ppm abweichen.

Dieser Nachteil wird bei einem anderen bekannten Distanzmeßgerät vermieden durch integrale Mittelwertbildung des Brechungsindex längs des Meßweges unter Verwendung zweier verschiedenfarbiger modulierter Lichtwellen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Distanzmeßvorrichtung mit einfachen Korrekturmitteln anzugeben, welche einfach in der Handhabung ist und die Nachteile bekannter Geräte, insbesondere auch die wirtschaftlichen, vermeidet.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß bei einem Gerät der eingangs genannten Art durch eine am Gerät lösbar angebrachte Zusatzvorrichtung, die mindestens einen Meßwertaufnehmer aufweist zur Erfassung der Lufttemperatur und/oder des Luftdruckes und/oder der relativen Luftfeuchte, wobei an jeden Meßwertaufnehmer ein Speicher angeschlossen ist. Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß mit sehr geringem Aufwand ein in seiner Handhabung einfaches und dennoch genaue Meßergebnisse lieferndes Gerät geschaffen ist, weil es die Erfassung von Korrekturwerten längs der Meßstrecke ermöglicht. Bei der Benutzung wird die Zusatz-

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vorrichtung von dem Gerät abgenommen und es wird an grundsätzlich, beliebig vielen verschiedenen Punkten längs der Meßstrecke ein Meß- und Speichervorgang durchgeführt.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist an jeden Speicher der Zusatzvorrichtung ein Mittelwertbildner angeschlossen. Dies erleichtert die Auswertung der Meßwerte. Dabei können zusätzlich noch die einzelnen Meßwerte gewichtet werden, um bei unterschiedlichen Abständen zwischen den einzelnen Meßpunkten eine entsprechende Anpassung vornehmen zu können.

Um eine rasche Auswertung des Meßergebnisses zu ermöglichen, weist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das Gerät einen Entfernungsrechner auf. TJm die Handhabung zusätzlich zu vereinfachen, weist das Gerät ebenso wie die Zusatzvorrichtung Signalübertragungsmittel zum selbsttätigen Übertragen der in der Zusatzvorrichtung gespeicherten und gegebenenfalls gemittelten Meßwerte auf. Diese Signalübertragungsmittel bestehen beispielsweise aus einer Kontaktsteckvorrichtung, deren beide miteinander in Eingriff kommende Teile einerseits am Gerät und andererseits an der Zusatzvorrichtung angebracht sind. Die Kontakte sind entsprechend mit Ausgängen der Speicher oder Mittelwertbildner der Zusatzvorrichtung

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sowie mit den Eingängen des Entfernungsrechners für die Eingabe der Korrekturwerte verbunden.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist die Zusatzvorrichtung mit einem Auslöser versehen, nach dessen Betätigen ein Meß- und Speicher- bzw. Mittelwertbildungsvorgang selbsttätig erfolgt.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. /la eine Vorrichtung zur Entfernungsmessung mit Zusatzvorrichtung,

Fig. 1b die Zusatzvorrichtung gemäß Fig. 1a im einzelnen, und

Fig. 2 ein elektrisches Blockschaltbild der Zusatzvorrichtung.

Eine an sich bekannte Vorrichtung zur Entfernungsmessung oder ein Distanzmesser 1 weist an seiner Frontseite Bedienungs- und Anzeigeelemente 2 auf; auf der in der Zeichnung nicht sichtbaren Rückseite befindet sich ein Sende- und ein Empfängerobjektiv für den Meßstrahl, der über die Meßdistanz gesendet, an deren Ende reflektiert und dann von der Vorrichtung

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zur Entfernungsmessung oder vom Distanzmesser 1 wieder aufgenommen wird. Auf der Oberseite des Gerätes ist eine Zusatzvorrichtung 3 zum Erfassen des Luftdruckes p, der Lufttemperatur t und/oder der relativen Luftfeuchte ρ vorgesehen. Es ist in nachher beschriebener Weise im Taschenformat ausgebildet.

Fig. 1b zeigt die Unterseite der Zusatzvorrichtung 3, an der ein Stecker 4 zur automatischen Übertragung der aufgenommenen und gespeicherten sowie gegebenenfalls in Mittelwerte umgesetzten Meßwerte auf dem Distanzmesser 1 vorgesehen ist. Die entsprechende, mit dem Stecker 4 zusammenwirkende Buchse ist an der Vorrichtung zur Entfernungsmessung oder dem Distanzmesser angebracht. Die Zusatzvorrichtung 3 kann in dieser Weise auf die Vorrichtung zur Entfernungsmessung aufgesteckt werden.

Die Funktion der soweit beschriebenen Vorrichtung ist folgende: Nach oder während der Installation der Meßausrüstung begeht man mit der abgenommenen Zusatzvorrichtung 3 die Meßdistanz und löst an mehreren repräsentativen Punkten der Strecke durch Knopfdruck eine automatische Meßwertaufnahme aus. In der Zusatzvorrichtung 3 befindet sich eine Elektronik, welche für die Meßwerte Mittelwerte bildet und diese speichert. Aufstecken der Zusatzvorrichtung 3 auf den Distanzmesser 1 bewirkt die automatische Übernahme der Mittelwerte über den Stecker 4. Nach beendeter Distanzmessung

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löst man am Distanzmesser die Korrektur des in einem eingebauten Distanzrechner gespeicherten Distanzmeßwertes unter Verwendung der übernommenen Mittelwerte für die Streckenparameter p, t und ρ aus.

Im in Fig. 2 dargestellten Elektronikschema für die Zusatzvorrichtung 3 sind Sensoren für Temperatur t, rel. Luftfeuchte ρ und Luftdruck ρ mit 5, 6 und 7 bezeichnet. Diese Sensoren sind über einen Schalter mit Speichern 9, 10, 11 (sample-hold-stages) verbunden, wobei das Schließen (Knopfdruck) des Schalters 8 Jeweils eine Meßwertaufnahme auslöst. Zur Zählung der Aufnahmen ist ein Zähler 12 (event-counter) vorgesehen, der die Zählpulse vom Temperatursensor 5 über den Kondensator 13 beim Schließen des Schalters 8 erhält. Die in 9, 10, 11 analog gespeicherten Meßwerte werden nacheinander in Summierern 14-, 15, 16 aufsummiert. Teilerstufen 17, 18, 19 bilden aus den Summen die Mittelwerte der Streckenparameter durch Division durch die Anzahl η der Aufnahmen aus dem Zähler 12. Diese Mittelwertbildung wird ausgelöst durch das Aufstecken der Zusatzvorrichtung 3 auf den Distanzmesser 1, welches auch die Meßwertübernahme über die Ausgänge 20, 21, 22 einleitet.

Als Sensoren eignen sich Aufnehmer bekannter Art, welche elektrische Analog-Ausgangssignale erzeugen.

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L e e r s e i \ e

Claims

Patentansprüche

,. Vorrichtung zur Entfernungsmessung nach dem Laufzeitprinzip, die mit Mitteln zur Korrektur des Meßergebnisses in bezug auf den Brechungsindex der Luft längs der Meßstrecke versehen ist, gekennzeichnet durch eine am Gerät (1) lösbar angebrachte Zusatzvorrichtung (3), die mindestens einen Meßwertaufnehmer (5, 6, 7) zur Erfassung der Lufttemperatur t und/oder des Luftdrucks ρ und/oder der relativen Luftfeuchte ρ umfaßt, wobei an jeden Meßwertaufnehmer ein Speicher (9, 10, 11) angeschlossen ist.

Vorrichtung zur Entfernungsmessung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jeden Speicher (9, 10, 11) der Zusatzvorrichtung (3) ein Mittelwertbildner (14-, 17; 15, 18; 16, 19; 12) angeschlossen ist.

3. Vorrichtung zur Entfernungsmessung nach Anspruch oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Entfernungsrechner aufweist.

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4-. Vorrichtung zur Entfernungsmessung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es ebenso wie die Zusatzvorrichtung (3) Signalübertragungsmittel (4) zum selbsttätigen Übertragen der in der Zusatzvorrichtung gespeicherten und gegebenenfalls gemittelten Meßwerte aufweist.

5. Vorrichtung zur Entfernungsmessung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzvorrichtung (3) mit einem Auslöser (8) versehen ist, nach dessen Betätigung ein Meß- und Speicher- bzw. MittelwertbildungsVorgang selbsttätig erfolgt.

6. Vorrichtung zur Entfernungsmessung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel, welche die Meßwertaufnahme an vorbestimmten Orten oder zu vorbestimmten Zeiten selbsttätig auslösen.

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