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Feldmeßgerät nach Art eines Baumhöhenmessers Feldmeßgeräte nach Art
eines Baumhöhenmessers sind bekannt, bei welchen drei mit Zieleinrichtungen versehene
Lineale um eine gemeinsame Drehachse einzeln schwenkbar an einem Halteglied, einer
Stange o. dgl., angeordnet sind und bei welchem an einem dieser Ziellineale ein
Schieber vorgesehen ist, der ein drehbares und mit einem festen Abstandsglied versehenes
Teilungslineal trägt.
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Beim Feldmeßgerät nach der Erfindung ist das den mit dem Teilungslineal
gelenkig verbundenen Schieber tragende Ziellineal mit einem vierten Ziellineal in
einem Abstand, welcher in einem maßstäblichen Verhältnis zum festen Abstandsglied
des Teilungslineals steht, zwangsläufig so verbunden ist, daß es mit diesem vierten
Ziellineal stets parallel läuft.
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Mit diesem so ausgebildeten Feldmeßgerät lassen sich Höhen, Entfernungen
und andere Größen ohne Hilfe von vom Gerät getrennten Vergleichsgrößen nur aus den
durch die eingestellten Zielrichtungen sich ergebenden Lageveränderungen des festen
Abstandsgliedes am Teilungslineal unmittelbar ermitteln.
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In der Zeichnung sind ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
und Anwendungsmöglichkeiten schematisch dargestellt.
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Abb. i zeigt das Feldmeßgerät im Aufriß. Abb. a ist die schematische
Darstellung einer Höhenmessung.
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Abb. 3 und q. zeigen schematisch die Ermittlung der Bestimmungsgrößen
eines beliebigen Dreieckes.
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Abb. i zeigt auf einem einfachen Stativ a ein Halteglied in Gestalt
eines um eine senkrechte Achse drehbaren und um den Zapfen b umlegbaren Metallstabes
c von etwa 50 m Länge mit einer oben angebrachten Dosenlibelle d zur senkrechten
Einstellung und einer an der Seite befestigten einfachen Libelle e zur waagerechten
Einstellung. Am Metallstab c ist ein wegnehmbarer Halbkreisbogen f angebracht, der
eine Prozent- und eine Gradeinteilung trägt und einen Führungsschlitz g für die
Klemmschrauben h, h', h"
aufweist. Ferner sind in bekannter Weise am Metallstab
c drei mit Zieleinrichtungen (Fadendiopter) versehene Lineale h, p und v um eine
gemeinsame Achse n drehbar und festklemmbar. Im senkrechten Abstand von z. B. genau
30 cm zu dem Lineal k ist erfindungsgemäß ein viertes Ziellineal i am Metallstab
c um eine Achse m drehbar angebracht,
Die beiden Lineale
h und i sind durch einen Stab o zwangsläufig so verbunden, daß sie
sich immer parallel zueinander bewegen. Das mit einer Klemmschraube h feststellbare
Ziellineal p trägt eine Zentimeter- und Millimeterteilung r', deren Nullpunkt
im Drehpunkte ra liegt, und hat eine Führungsnut q für die selbsttätige Einstellung
eines mit einer Höhen- und Entfernungsteilung versehenen Teilungslineales r. Das
zum vierten Lineal i parallele Lineal k ist zugleich Laufschiene für einen Schieber
s, der das drehbare Teilungslineal r trägt. Dieses Lineal r ist mit
einem festen Abstandsglied versehen, d. h. es trägt im Abstand z von z. B. genau
6 mm von der Mittellinie der Laufschiene k aus einen federbelasteten Metallstift
t, der bei der Einstel-. Jung des Lineales r in die Führung q genau einschnappt.
Das mit der Schraube h" festklemmbare Ziellineal v hat eine Entfernungsteilung r"
sowie, ähnlich wie Lineal p, eine Führung q' für den Stift t. Das
Teilungslineal r trägt noch einen Meßschieber w mit :` onius.
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Die Wirkungsweise des Gerätes sei an Hand der Abb. 2, 3 und d. erläutert:
a. Höhenmessung Es ist die Höhe YX, z. B. eines Baumes, zu bestimmen. Nach genauer
senkrechter Einstellung des Stabes c mit Hilfe der Libelle d zielt man mit dem;
Lineal i die Baumspitze an und klemmt es in dieser Lage mit der Schraube m fest.
Dementsprechend entsteht auf Abb. 2 der Strahl i' vom Punkte M (Drehachse
des Lineals i) zum Punkt X (Baumspitze). Bei diesem Zielen wird das Lineal
k mitgenommen, wobei es sich infolge des Stabes o parallel zum Stab i einstellt;
es wird mittels der Klemmschraube 1i (Abb: i) in seiner Lage festgestellt. Der Zielachse
dieses Lineals k entspricht der Strahl k' in Abb. 2, welcher den Punkt N (Drehachse
des Lineals k) mit dem Punkt Z (von der Höhe YZ) verbindet. Hierauf wird das Ziellineal
p auf die Baumspitze und das Ziellineal v auf den Fuß des Baumes eingestellt. Diesen
beiden Einstellungen entsprechen die Strahlen p' und v' in Abb. 2. Nachdem die Lineale
p und v mit Hilfe der Schrauben h und lä' festgeklemmt worden. sind, verschiebt
man den Schieber s auf dem Lineal k, bis der- Stift t in die Nut q einschnappt.
Hierbei stellt sich das Teilungslineal r durch sein Eigengewicht senkrecht ein.
Diese Stellung ist in Abb..2 wiedergegeben. Der Punkt .P entspricht der eingeschnappten
Stellung des Stiftes t, und Punkt K stellt die Drehachse des Teilungslineals
r auf dem Schiebers dar. Punkt V entspricht dem Schnittpunkt der senkrechten
Achse des Teilungslineals r mit der Ziellinie des Ziellineals v. Durch die Ausführung
des Gerätes sind die zwei Größen t11N= 30 cm und PK - z - 6 mm gegeben.
Da die zwei Strahlen i' und k' parallel sind, erscheint auf der Strecke XY der Punkt
Z in einem Abstand XZ - MN - 30 cm' vom Punkte X.
Diese Strecke
XZ kann als die eine Meßkonstante angesehen werden und ersetzt vorteilhaft die bisher
am Baume anzubringende Vergleichs- oder Meßlatte. Die Strahlen p', k' und v' bilden
ein Strahlenbündel mit gemeinsamem Schnittpunkt in N. Für die zwei parallelen Geraden
YX und VP kann die Beziehung aufgestellt werden: YX : VP - ZX
: KP
aber ZX - NM = 300 mm und KP - 6 mm, folglich: YX
: VP - 300 :,6 - 50 : z YX-5o#VP Das heißt, die Höhe YX des zu messenden
Gegenstandes erscheint auf der Teilung des Teilungslineals r im Maßstab i : 5o und
kann also unmittelbar abgelesen werden, z. B. mittels des einstellbaren Schiebers,
wenn die Teilung entsprechende Einheiten aufweist.
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Durch entsprechende Wahl der Größen MN
und PK bzw. z kann man
den Maßstab nach Belieben ändern, z. B. wenn man MN
- 5o cm und PK - 5 mm
wählt, erhält man den Maßstab i : ioo. b. Entfernungsmessung Im Dreieck XYN (Abb.3)
sind vom Punkt N aus die Längen der drei Seiten NX, XY und YN sowie die Höhe
X Y' zu bestimmen.
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Der um den Zapfen b in die -waagerechte Lage geklappte Metallstab
c wird im Punkt N aufgestellt, so daß die Achse des Zapfens ia senkrecht über diesem
Punkt N steht. Das Ziellineal v wird im rechten Winkel zum Stab c festgeklemmt und
der Punkt Y angezielt (Strahl v'). Die Stellung des Stabes c wird in dieser Lage
festgehalten. Mit dem Ziellineal i wird der Punkt X angezielt (Strahl
i' und h') und mit dem Lineal p ebenfalls der Punkt X (Strahl
p'). Ähnlich wie bei der Höhenmessung kann man nun die Höhe XY' des Dreieckes als
Strecke PTA der Teilung des Teilungslineals r, welches durch nicht dargestellte
Mittel parallel zu c eingestellt wurde, im Maßstab 1 : 5o ablesen.
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Im Dreieck NXZ verhälta sich NP zu NX wie PK zu XZ, also wie
i :5o. Die Strecke NP, welche auf der Teilung r abgelesen werden kann, ist die im
Maßstab i : 5o verkleinerte Länge der Seite NX des Dreieckes. Aus ähnlichen Gründen
ist die Strecke Nv, welche auf der Teilung r" abzulesen ist, gleich der im Maßstab
i : 5o verkleinerten Länge der
Strecke NY'. Um die Entfernung NY
zu messen, dreht man die beiden parallelen Lineale i und h um den
Winkel a, bis das Lineal i in der Ziellinie MY liegt. Eine Parallele zu
IN würde, vom Punkt Y aus gezogen, den Zielstrahl (k') im fingierten Punkt
(Z) schneiden. Auf dem Lineal k wird nun der Schieber s so lange verschoben, bis
der Stift t in die Führungsnut q' des Lineals v einschnappt, wobei das Führungslineal
t seine zu c parallele Lage durch nicht gezeigte Mittel beibehält. Man erhält so
die in Abb.3 dargestellten Punkte (P) und (K), wobei die Strecke (P) (K) 6 mm beträgt.
Die Strecke (P) (K) soll außerdem parallel zu MN sein. Im Parallelogramm
1LII' (Z) N ist Y (Z) gleich aI@1,T, also gleich 30 cm. In
den ähnlichen Dreiecken NY (Z) und N (P) (K) besteht die Proportion N(P)
: NY - (P) (K) : Y (Z)
- 6 : 300 - i : 50. Die Strecke (NP)
ist also gleich der Strecke NY im Maßstab, i : 5o.
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Die Dreiecke NXY und NP(P) sind ebenfalls ähnlich, da die Seiten 1V
X und NP einerseits und NY und N(P) anderseits einander proportional sind
und von diesen Seiten gleiche Winkel eingeschlossen werden. Folglich ist die Strecke
P(P) gleich der Strecke X Y im Maßstab i : 5o. Diese Strecke kann auf einem nicht
dargestellten Hilfsmaßstab abgelesen werden. c. Winkelmessungen Es seien die Winkel
ß, y und d des Dreiecks NXY (Abb. 3) zu bestimmen. Zu diesem Zwecke ist es nötig,
das Gerät nach Abb. i etwas zu ergänzen. Es bedarf noch eines um den Zapfen n drehbaren
Winkelstabes und eines auf dem Halteglied c verschiebbaren Hilfsstabes, welcher
die gleiche Teilung trägt wie die Einteilung r" und mit dem Halteglied c ständig
einen rechten Winkel bildet. Außerdem ist es vorteilhaft, die i8o°-Teilung auf dem
Segment f durch eine 36o°-Teilung zu ersetzen.
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Aus Abb.3 ist nur das Notwendige auf Abb.4 übertragen worden, um die
Winkelmessung ohne Belastung der Abb. 3 erklären zu können. In Abb. 4. ist der Winkelstab
durch y@ und der Hilfsstab durch x' dargestellt.
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Durch Anzielen der Punkte X und Y mit den Ziellinealen
p und v hat man die Strahlen p' und v' erhalten und mit Hilfe
der Lineale i und k und des Schiebers s mit Teilungslineal r die Punkte P und (P)
bzw. die diese Punkte bestimmenden Größen nacheinander auf den Teilungen r' und
i-" bestimmt. Nun verschiebt man den Hilfsstab x', bis der Nullpunkt der Teilung
nach P zu liegen kommt. Der Winkelstab y' wird gedreht, bis sein Schnittpunkt 0
mit dem Hilfsstab x' sich in einer Entfernung von P befindet, welche gleich der
Strecke N (P) ist. Der Winkelstab liegt also parallel zur Verbindung p
(P) und zur Seite X Y. Die drei Winkel des Dreiecks sind nun leicht
zu messen. Der Winkel ß wird durch die Strahlen p' und v' gebildet;
y liegt zwischen p' und y' und b zwischen v' und y'. Die Genauigkeit der
Messung ist leicht kontrollierbar, da die Summe der Winkel ß + y +
ö gleich i8o° sein muß.
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Das beschriebene Gerät hat zwei einzeln schwenkbare Ziellineale p
und v. Sofern es sich nur darum handelt, die Entfernung vom Standort des
Beobachters bis zu einem bestimmten Punkt zu ermitteln, wird nur eines derselben
benutzt, z. B. nur das Lineal p. Es kann aber auch vorkommen, die Stücke eines Dreieckes
zu bestimmen, von welchem kein Punkt zugänglich ist. In diesem Falle sind drei einzeln
schwenkbare Ziellineale zu verwenden. Mit jedem Ziellineal wird einer der drei Punkte
angezielt. Auf die beschriebene Weise lassen sich die Abstände der drei Punkte sowie
die übrigen Größen vom Beobachterstandort leicht ermitteln..
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Außer den beschriebenen Anwendungsmöglichkeiten lassen sich mit diesem
Gerät noch andere Messungen vornehmen, wie z. B. Gefällmessungen, Absteckung von
rechten Winkeln, Absteckungen von Kurven u. dgl.