DE590508C - Optische Feinmessvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Feinmeßvorrichtung an Zielvorrichtungen, insbesondere bei Vermessungsgeräten, Meßlattenentfernungsmessern, Nlvelliergeräten u. dgl., bei der die Feinableseteilung und ihr Ablesemittel (Index) zum vergrößerten Ablesen von Bildverschiebungen im Bildfelde eines Beobachtungsmittels (Fernrohrs, Ablesemikroskops o. dgl.) erscheinen.

ίο Es ist bereits eine Vorrichtung zur Feinablesung von Teilungen bekannt, bei der ein in der Bildebene eines Ablesemikroskops angeordneter Hilfsmaßstab gegenüber der festen Zielmarke verschoben wird "und gleichzeitig eine Verschiebung des Bildes der abzulesenden Teilung durch ein mit der Hilfsteilung gekoppeltes optisches Mittel stattfindet (Patent 440 898). Die Geschwindigkeit der Verschiebung des Hilfsmaßstabes beträgt dabei ein Vielfaches (z. B. das Zehnfache) der Verschiebung des Teilungsbildes. Auf diese Weise kann also der Abstand des Zielpunkts von dem nächstgelegenen Teilstrich der abzulesenden Teilung an dem Hilfsmaßstab vergrößert und demgemäß mit erhöhter Genauigkeit abgelesen werden. Diese Vorrichtung erfordert ein vorheriges Abstimmen des Mikroskops, derart, daß die Größe des Teilungsbildes in einem bestimmten Verhältnis zu der Größe des Hilfsmaßstabes steht. Das läßt sich annähernd dadurch erreichen, daß dem Mikroskop ein bestimmter, von der Vergrößerung seines Objektivs abhängiger Abstand von der abzulesenden Teilung gegeben, daß also eine bestimmte Zielentfernung eingestellt wird. Diese Ziel entfernung ist je nach der absoluten Größe der abzulesenden Teilung verschieden, muß also für jede Teilung besonders ermittelt und eingestellt werden. (Vgl. Näbauer, Vermessungskunde, Handbibliothek für Bauingenieure, I. Teil, Bd. 4, Berlin 1922, S. 41, letzter Absatz.)

Andererseits sind Doppelbildentfernungsmesser bekannt, bei denen die Nullmarke der Lattenteilung nonienartig ausgebildet ist, so daß sie einen mit dem Zielgegenstand verbundenen Hilfsmaßstab darstellt, der der verfeinerten Ablesung an der Hauptteilung dient (Patent 371 078, Abb. 5 und 378 564).

Gegenstand der Erfindung ist eine zusatzliehe Feinmeßvorrichtung zum genauen Messen kleiner Restgrößen, durch deren Verstellung Zielmarke und Zielbild bis zum Zusammenfallen genähert werden. Die bekannten Feinmeßvorrichtungen dieser Art enthalten eine mit dem Zielfernrohr verbundene Feinteilung, die beispielsweise auf einer Trommel angeordnet ist, an der mittels eines Index die Verstellung der Feinmeßvorrichtung und damit das Maß der Verschiebung der Zielmarke oder des Zielbildes aus der Nullage heraus vergrößert abgelesen werden kann.

Gemäß der Erfindung wird nun an Feinmeßvorrichtungen der beschriebenen Art an Stelle der bisher üblichen materiellen Teilung zur Ablesung der Stellung des Index das Bild eines von dem Index räumlich getrennt angeordneten Hilfsmaßstabes verwendet,

dessen Abstand vom Fernrohr oder Ablesemikroskop veränderlich ist. Durch Veränderung des Abstandes des Hilfsmaßstabes von dem Beobachtungsgerät wird es ermöglicht, die Größe des Bildes des Hilfsmaßstabes zu verändern und der Größe des Zielbildes derart anzupassen, daß Umrechnungen erspart werden.

Es kann auch hier die Zielteilung selbst als ίο Teilung für die Feinablesung benutzt werden, indem neben der in der Bildebene des Ablesegeräts feststehenden Zielmarke eine bewegliche Feinablesemarke angeordnet ist, die mit einem bildverschiebenden optischen Mittel, z. B. einer drehbaren Planglasplatte, derart gekoppelt ist, daß ihre Verschiebung in der Bildebene ein bekanntes Vielfaches der gleichzeitigen optischen Verschiebung des Zielbildes beträgt.

Weiter ist es bereits 'bekannt, in der Bildebene des Ablesegeräts oder im Ziel transversale Teilungen anzuordnen, bei denen die Lage des Schnittpunktes zweier schwach gegeneinander geneigter Linien durch Schätzung bestimmt wird.

Bei einem Entfernungsmesser mit einem senkrechten und einem schrägen Zielfaden (optischer Meßkeil) kann die vorliegende Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst werden, daß an einer Meßlatte eine Hauptteilung angebracht ist, deren Teilungsstriche zu dem schrägen Zielfaden parallel laufen, daß außerdem eine Hilf stellung, die rechtwinklig der Hauptrichtung der Hauptteilung verläuft, vorgesehen ist und daß schließlich neben dem optischen Meßkeil noch eine zur Schwenkachse des Zielfernrohrs parallele Strichmarke als Index vorhanden ist, deren Verschiebung gegen das Zielbild an der Hilfsteilung abgelesen werden kann.

Die Zeichnung zeigt den Gegenstand der Erfindung an Ausführungsbeispielen schematisch, und zwar

Abb. ι das Gesichtsfeld eines Fadenentfernungsmessers,

Abb. 2 das Gesichtsfeld eines Feinnivelliers und

Abb. 3 eine einfache Ausführungsform der inneren Teile des Feinnivelliers schematisch im Schnitt.

In der Bildebene des Entfernungsmessers (Abb. i) sind zwei zusammenlaufende Strichmarken F₁ und F₂ angebracht, die in ähnlicher Anordnung unter dem Namen »Optischer Meßkeil« bekannt sind (vgl. A. König, Diet Fernrohre und Entfernungsmesser, Berlin 1923, S. 131). Die Wirkungsweise sei durch Schilderung der Handhabung erklärt: Zunächst wird mit der senkrechten, beispielsweise als Doppelfaden ausgebildeten Marke F₁ die Nullzielmarke der Entfernungslatte angezielt. Hierauf wird das Fernrohr so weit gekippt, bis der schräge Faden F₂ auf den zunächstgelegenen Strich der schrägen Hauptteilung M₁ einspielt. Nun kann .die Grobablesung (ganze Meter) an dem schrägen Faden F₂ erfolgen, während die Feinablesung (Dezimeter und Zentimeter) an dem Bild der senkrechten Hilfsteilung M mit Hilfe des waagerechten Fadens F₃ ermittelt wird. Wesentlich ist, daß die die Feinzielung herbeiführende Kippung des Fernrohrs am Bild einer im Ziele angeordneten Hilfsteilung M abgelesen wird, wodurch sie sich nicht in Winkelmaß, sondern unmittelbar in Längeneinheiten ergibt. Die gegenseitige Neigung der Fäden F₁ und F₂ und die Länge der Maßstabseinheiten der Hilfsteilung M sind hierbei vorteilhaft so gewählt, daß auch die Feinablesung unmittelbar Längeneinheiten der Entfernung der Latte vom Zielfernrohr liefert.

In dem in Abb. 2 dargestellten Gesichtsfeld des zweiten Ausführungsbeispiels sieht man neben dem Bild der senkrechten Lattenteilung den Zielfaden F₄ und den Ablesefaden F₅. Wird der Faden F₄ mit Hilfe einer besonderen Feinbewegung gegenüber dem Bilde verstellt, so bewegt sich die mit der Feinbewegung gekoppelte Feinablesemarke F₅ mit größerer Geschwindigkeit durch das Gesichtsfeld. Betrachtet man beispielsweise die Stellung, in der die Fäden F₄ und F₅ zusammenfallen, als Nullage, so ist bei konstantem Geschwindigkeitsverhältnis der zwei Marken gegenüber dem Bild der Abstand beider Fäden der Verschiebung des Zielfadens direkt proportional. Wird dieser Abstand an der Lattenteilung gemessen, so ergibt die Ablesung ein bestimmtes Vielfaches des Abstandes des Zielfadens von der Nullage. Vorteilhaft werden die Abmessungen der die Markenverschiebung bewirkenden Vorrichtung so gewählt, daß der Markenabstand ein rundes Vielfaches der Zielstrahlwanderung ist, im vorliegenden Falle beispielsweise das Zehnfache. Dann kann der Fadenabstand, um eine Stelle Λ-erschoben, einfach der Grobablesung angefügt werden und ergibt so eine Vollablesung, die gegenüber einer Schätzung eine Dezimalstelle mehr aufweist.

Abb. 3 zeigt eine Vorrichtung, die es gestattet, das Bild der Zielteilung L ohne Bewegung des Fernrohrkörpers derart zu verschieben, daß es zur Feinablesung gemäß Abb. 2 verwendet wurden kann. Hier ist im Strahlengang des Fernrohrs zwischen dem Objektiv und der Bildebene eine Planglasplatte F angeordnet, die um eine senkrecht zur optischen Achse des Fernrohrs und zur Zielteilung liegende Achse derart geschwenkt werden kann, daß eine Parallelverschiebung

des Bildes der Zielteilung in der Bildebene hervorgebracht wird. Mit dieser Planglasplatte P ist eine Strichmarke F₅ starr verbunden, die in der Bildebene liegt und in ihrer Nullstellung mit der festen Ablesemarke des Fernrohrs zusammenfällt. Wird nun die Planglasplatte P um einen kleinen Winkel gedreht, so bewegt sich die mit ihr gekoppelte Marke F₅ um einen der Drehung

to proportionalen Betrag, der ein Vielfaches der Verschiebung des Bildes der Zielteilung beträgt. Das Verhältnis der beiden Verschiebungen der Zielteilung und der Marke F₅ ist durch die Dicke der Platte P und die Entfernung der Drehachse von der Bildebene bestimmt und wird vorteilhaft so gewählt, daß die Verschiebung der Marke F₅ ein dezimales oder duodezimales Vielfaches der Verschiebung der Zielteilung ist.

Für den Gegenstand der Erfindung ist es belanglos, mit was für Mitteln und in welcher Weise die gegenseitige Bewegung von Bild, Zielmarke und Ablesemarke herbeigeführt wird. Kennzeichnend ist wieder, daß die Feinablesung am Bild eines Hilfsmaßstabes erfolgt, der im Ziele angeordnet ist.

Die Anwendung der Feinmeßvorrichtung kann mit Vorteil auf allen Gebieten feiner optischer Messungen ausgedehnt werden. So können beispielsweise mikroskopische Messungen mit Hilfe eines dem beim Feinnivellier geschilderten ähnlichen Mikrometers und einer in der Gegenstandsebene angeordneten Hilfsteilung von der Vergrößerung und der jeweils verwendeten Optik vollständig unabhängig gemacht werden.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Optische Feinmeßvorrichtung an Zielvorrichtungen, insbesondere bei Vermessungsgeräten, Meßlattenentfernungsmessern, Nivelliergeräten u. dgl., bei der die Feinableseteilung und ihr Ablesemittel (Index) zum vergrößerten Ablesen von · Bildverschiebungen im Bildfelde eines Beobachtungsmittels (Fernrohrs, Ablesemikroskops o. dgl.) erscheinen, gekennzeichnet durch zwei Ablesemittel (Zielmarke F₁, F₂ oder F₄ und rasch wandernder Index F₃ oder F₅), die im Bildfelde gegenüber den Zielbildern verstellbar sind, so daß das Bild einer Teilung (M, L o. dgl.), deren Abstand vom Fernrohr oder Ablesemikroskop unter Veränderung ihres wirksamen Abbildungsstabes veränderlich ist und die vorzugsweise mit dem Zielgegenstand fest verbunden oder mit der Zielteilung identisch ist, zum Ablesen der Stellung des rasch wandernden Index (F₃ oder F_s) dient.
2. 2. Entfernungsmesser mit Feinmeßvorrichtung nach Anspruch 1 mit einem senkrechten und einem schrägen Zielfaden (optischer Meßkeil), dadurch gekennzeichnet, daß an einer Meßlatte (Abb. 1) eine Hauptteilung (M₁) mit zu dem schrägen Zielfaden (F₂) parallelen Teilungsstrichen und eine rechtwinklig zur Hauptrichtung der Hauptteilung (M₁) verlaufende Hilfsteilung (M) angeordnet sind u'nd daß neben dem optischen Meßkeil (F₁, F₁) noch eine zur Schwenkachse des Zielfernrohrs parallele Strichmarke (Index F₃) vorhanden ist, deren Verschiebung gegen das Zielbild an der Hilfsteilung (M) abgelesen werden kann.
3. 3. Ablesegerät für optische Feinmessungen, insbesondere Teilungsablesungen, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang ein an sich bekannter bildverschiebender Körper, z. B. eine drehbare Planglasplatte (P), angeordnet ist, mit dem eine in der Bildebene wandernde Feinablesemarke (F₅) starr, gekoppelt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen