DE1798025C - Instrument zur Feststellung der Lage eines Punktes in Bezug auf eine Referenzebene - Google Patents

Description

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-:v,d. Dies kann.unter Umständen nicht immer ein- eines dünnen sireitcnfMmii-.cn Materials gezeig! sind.

:.ich sein, wenn man parallele Sehrmgitier \crwen- ist eine solche Aiisiührungsfor" jedoch inch: not

del. da in diesen Fällen die Moire-Zonen in jeder wvndiü.

M^terhalfle etwa gleich aussehen und daher nicht Der hintere Schirm 3 weist cbenf.ilN ciiMiilici-

'"eiclu identifiziert werden können. 5 muster aiii. wt-Lh.es dem von den Streuen 4 geb>.!-

Gcmäß eii'cr vorzugsweiscn Austührun^tor m tie-. deteu Muster entspricht, iedocli mü dem I nier-

G-e:äis liegen daher die GiUerschirme in Fhencn. schied, daß die dunkle:; Snvilcn ft der linken ILiIiIe

■.: e sich längs einer Geraden schneiden, die außei halb die aufrecht verlaufende Mittellinie Λ/-Λ/ des riicl·.-

nrauehbaren Gilterebene lieu,t. Ais FuIa- hie:- wüninen Sch.irms unter einem kleinen W:nkei .-

■-. hängt die Breite und die Anzahl der in jeder in schneiden, während die Streiten ft' der rechten Hall:.

i.iitre ties Gittermusters vorliegenden Moire-Zonen des Schirms die genannte Linie M-M unter dein

.-:: der Richtung ab. in der sich der Beobachter au-, deichen Winkel ^. iedoch mit umgekehrtem \ or-

Bezugsebene heraushevvegl. und von dem Aus- zeicher., schneiden. Die Streifen ft und ft kour.cii

;.:!■> if'eser Bewegung. Demzufolge liefert jedei Un- durch ähnliche imdurchsichtii'.e Streuen wie d;e des

r-chieti der Zahl und Breite der Zonen, tier von 15 void cn Giiterschirms geb^:' ^! <ein und lUi.c;·.

» -υ! Beobachter in l-euieii Giilermusteni festgestellt Sch..t/e7 und 7' licircniu sein, deren ürene mu \(ev

ν eideii kann, eine Anzeige dafür, auf welcher Seite tier Si-eifen übereinstimmt. e kömien anei auch.

- ■: Bez.iis;sebL.-ne er sich befindet und sou.·:" .imiä- durch dunkel nefärbic Zonen gebildet sein. et:, au! ... r:d. v.ic weit er sich bewegen muß. um die Bezugs- eine loste l.nterlavie aufgebracht sind und /o.u'u 7 U>.ne zu erreichen Dieser Flickt wird noch dadurch 20 und 7' einer kontrastierenden Faihe zwischen mcI; ι :-.iersiüizt. daß die Moire-Zonen tspiseh gekrümmte aufweisen.

Lernen annehmen, the die Suche nach dem svm- Um den Koni rast des sit h ergebenden Moire-

i '.n-ehen Musler, welches die Hezugsebeiv anzeigt. Musters zu verstärken, ist es wünscliensweri. tiaß

<-.:rk erleichtern. Kt einmal dieses Muster gefunden, die Breiten tier Linien und ihre Abstände in den bei-

«..:!!i! kann der Beobachter zur letzten Fmstcl!un>.z 25 den Gitterschirmeii etwa einander gleich sind. Ge-

1 '..·Ί oben genannten Versuch durchführen, bei dem rinne- Abweichungen von dieser Bedingung können

1 '.sprechende Moire-Zonen längs der Schnittlinie jedoch zugelassen werden.

, s;immenfaller. Ιχ-r vordere und tier hintere Schirm sind so anLine schnelle und genaue Ablesung des Insiru- geordnet, daß sie unter einem Winkel zuemandei

- leuis insbesondere bei größeren Fntfernungen wird 30 verlaufen und sich längs der Geraden S schneiden, dadurch erleichtert, daß man die ,Anzahl der Moire- die außerhalb der brauchbaren Schirmtläche liegt. Zonen innerhalb der Giiterlla'che· klein macht. Dies Die sen,- -echte Fbene durch den Mittelpunkt von S wird dadurch erreicht, daß man einen kleinen Wert ist die Bezugsehene Ii. die von dem Instrument fest ihr den Winkel wählt, um den die GiuermuMer des «cleat wird. In jedem Gitterschirm sind die ant ge emen Gi".erschirms relativ zu denjeniüen des :mh!o- ;!?, ücnüber !lebenden Seiten der Bezugsebene liegentten 1 en Giiterschirms gedreht werden. Gemäß einer vor- Gitter muster svmnieiriseh zu dei Geraden, in tier the zugsweisen Ausbildung entspricht dieser Winkel Fbene /\ den Gitterschirm schneidet.

höchstens drei Linienperiodeii der L.miengilter, die Bei dom dargestellten Ausführungsbeispiel tief-

über tue gesamte Abmessung tier Schirme in Richtung fen die dunklen Linien 6, 6' des hinteren Gitlcr-

der Linien gesehen sind. 40 schirms tue Zwischenraumes zwischen den Streifen

Lin*· besonders einfache Konstruktion des Insiru- ties vorderen Giiterschirms längs der Schnittlinie S.

mciiis r.ann dann erreicht werden, wenn die Linien- Oiler, in anderen Worten, es liegt eine Phasenver-

gitlcrmuster mit Hilfe von untlurchsiclitiaen Drähten Schiebung von einer halben Periode zwischen U^n

gebildet werden, die zwischen Trägern ausgespannt Gittermustern längs der Schnittlinie vor. In diesem

sinti. welche mil in gleichen Abständen voneinander 15 Fall wird ein entfernter Beobachter, dessen Augen

befindlichen Zähnen versehen sind, während eine in der Bezuusehene Ii hegen und auf den vorderen

Mehrzahl von Drähten an den Stellen weggelassen Schirm schauen, ein symmetrisches Moire-Muster

ist. wo tue Bezugsebene die Gitterschirnic schneide!. sehen, wie es zum Beispiel in F i g. 2 dargestellt ist.

um eine sichtbare Anzeige der Bezugsebene in dem Hierbei finden sich eine gleiche Anzahl horizontaler

beobachteten Muster zu schalten. 50 dunkler Z tv en 8. 9, 10 bzw. 8'. 9', 10' u der linken

In der nachstehenden Beschreibung einer Aus- bzw. in tier rechten Hälfte des vorderen Schirms.

führungsform ist die Erfindung an Hand der Zeich- Fntspreclv.'iide Zonen gleicher Breite befinden sieh

nung erläutert. genau h tier Mitte des Schirms. Bewegt sich der

F i g. I zeigt eine schematische perspektivische Beobachter aus tier Bezugsebene Ii nach links, dann

Darstellung eines erfindiingsgemüMeii Instruments mil 53 verändert sich das Muster, wie in Fig. 3 gezeigt ist.

einer vertikalen Bezugsebene; Selbst eine geringe Vorlagerung des Beobachters be-

F i g. 2 zeigt das Moire-Muster, wie es von einer wirkt vertikale Verschiebungen der Moire-Muster

Stelle der Bezugsebene aus gesehen wird; tier entsprechenden Schirmhälften in einander er.tge-

F i g. 3 zeigt das Moire-Muster, wie es von einem gengesetzten Richtungen. So hat sich die Zone 9 der

links von der Bezugsebene gelegenen Punkt aus ge- 60 F i g. 3 nach unten bewogt, während die Zonen 9'

sehen wird. und 10' nach oben gewandert sind. In F i g. 3 ist

Das Instrument 1 weist einen vorderen Schirm 2 sogar die Zone 10 vollständig aus der linken Sehirm-

auf tier Seite des Beobachters und einen hinteren hälfte verschwunden. Demzufolge findet sich an der

Schirm 3 auf. Der vordere Schirm enthält ein Linien- Mittellinie M-M keine Übereinstimmung entspre-

gitlermuster, welches aus einer Anzahl imdurchsich- 65 eilender Moire-Zonen beispielsweise von 9 und 9'

tiger paralleler Streifen 4 gleicher Breite gebildet ist, mehr.

die durch 'Vhlitze 5 der gleichen Breite voneinander F.s ist einleuchtend, daß die Phasenverschiebung

i>rtrennt Obwohl die Streifen 4 hier in Form einer halben Periode an der Schnittlinie S nicht durch

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cine Verlagerung des Beobachters bcciiillul.U werden kann; demzufolge Meinen die /.onen K und 8', wenngleich ihre Hreile sieh verändert, immer ;in der gleichen Stelle. Hie sieh an die Schnittlinie anschließenden Abschnitte der Gitterschirme können daher auch weggelassen werden, um die Abmessungen des Instruments zu verkleinern.

Aus einem Vergleich der F i g. 1 und 2 kann man bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel entnehmen, daß der Drehwinkel so gewählt wurde, um zu erreichen, daß die sich ergebende Phasenverschiebung zwischen dem vorderen und dem hinteren Gitter zwei ganze Linienperioden längs der gesamten Schirmhöhe beträgt. Dies bedeutet, daß, im Fall die Betrachtung aus einer Entfernung erfolgt, die sehr groß ist, verglichen mit dem mittleren Abstand zwischen den Schirmen, nur eine Zone, z. B. 9, 9', vollständig in dem symmetrischen Moire-Muster der F i g. 2 enthalten sein kann. Allgemein gesagt, wird die Ablesung des Geräts um so genauer sein, je weniger Moire-Zonen vorliegen und desto größer diese Zonen sind.

Obwohl dies nicht ohne weiteres in einer Zeichnung darzustellen ist, soll darauf hingewiesen werden, daß die Moire-Zonen, die von einer praktisch vcrwendeten dachförmigen Konstruktion, wie sie in F i g. 1 dargestellt ist, erzeugt werden, im allgemeinen eine typische gekrümmte Form aufweisen, die ebenfalls von der Betrachtungsrichtung stark abhängt. Wie oben bereits festgestellt wurde, wird hierdurch dem Beobachter eine weitere wertvolle Hilfe gegeben, wenn er die Bezugsebene sucht. Natürlich können die Gitterschirme 2. 3 in einem Gehäuse untergebracht sein (nicht dargestellt), welches zum Schutz und zur Unterstützung dient. Das Gehäuse kann mit den üblichen Bctrachtungs- und Nivelliervorrichtung^ versehen sein, um die genaue Einstellung des Geräts zu ermöglichen. Weiße Flächen oder geeignete ebene künstliche Lichtquellen können hinter dem rückwärtigen Schirm vorgesehen sein, um den Konirast und die Sichtbarkeit lies Moire-Musters zu verbessern und um zu ermöglichen, daß das Gerät auch bei Nacht verwendbar ist. Ist der hinlere Schirm aus einer starren Tafel gebildet, auf tier Linien in kontrastierenden Farben angi.oidnel sind, so können die Lichtquellen in dem Gehäuse untergebracht sein, um den rückwärtigen Schirm ausreichend zu beleuchten.

Bei einer praktischen Ausführungsform können

ίο die Schirme etwa 30 χ 30 cm groß sein und die Gittermuster Streifen einer Breite von 3 mm aufweisen, deren Abstände voneinander ebenfalls 3 mm be-• tragen. Der Winkel zwischen den Schirmen kann 35° betragen und die Phasenverschiebung zwischen den vorderen und den hinteren Gittern längs der gesamten Höhe des Schirms kann eine ganze Periode betragen. Man kann zeigen, daß ein solches Gerät die Feststellung der Bezugsebene mit einer Genauigkeit ermöglicht, die größer ist als 1 cm bei einer Entfernung von 60 m. Verwendet man jedoch feinere Gittermustcr, dann können noch höhere Genauigkeiten erreicht werden. Dies kann auf verschiedene Weise err nglicht werden, beispielsweise indem man Linien in Glasplatten ätzt oder indem man fotografische

as Reproduktionsverfahren verwendet.

Viele Vorteile erhält man auch, wenn man die Gittermuster aus undurchsichtigen Drähten bildet, die zwischen 'Trägern autgespannt sind, weiche in einem Abstand voneinander vorliegen und in geeigneten Abständen mit Zähnen versehen sind, die beispielsweise durch eine mit einem Gewinde versehene Schraube geschaffen sind. Auf beiden Seiten der Schnittlinie mit der Bezugsebene, wo die beiden Gittermuster jedes Gitterschirms einander treffen.

können einige Drähte ausgelassen sein. Die schmale freie Zone, die man auf diese Weise erhält, ist in dem Moire-Muster als helle Zone sichtbar, die die beider Hälften voneinander trennt und die Bezugsebene darstellt, was für den Beobachter zur Orientierunf eine Verbesserung liefert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Phänomen, welches naflisichontl als »MOIRH-

   Paicnia'ispruchc: LlTekt bezeichnet wird. Dieser Moirc-HITekt kann

   dadur.li erreicht u erden, daß man zwei einander

   : iii-.;riimciU /a: I bei nuti'iing einer -ichiha- ähnliche 1 inieniiiuer in einer Hnil'emuiis· \oneinan-

   1-Ί Anzeige ν.τι der [ aue eines Pvmk'.cs in he/.i;g 5 der hintereinander anordnet, so daß da-, hintere

   .hü . :;^ \i<;i den: IiT-ifunjiH lcstgelegtc B ./ig¹·. Gi'ier durch das \ ordere Cutter ei '"»tickt werden kann.

   ~bi:\vj an einen eiiMcniici. Beobachter mit /v ■'; Die Giuer erzeugen dann im allgemeinen durch üher-

   ( hue'-sc'··,: ;;,cü. v!:e i;i Abs;._;:;d. π voneinander ιιλ !!gelling Muster v-.m sich abwechselnden, dunklen

   senkrecht .'lh' Ik-Z₁IiJN-JiVTiC \er!auiciido;i Ηχίκ:. und hellen Zonen mit einen¹, gröberen Aufbau als

   ι ■ -^ uit- ί ι und je /v. ei Cjiuernui'ier au-- Ct¹A₁: _:iar:il!e- ;o dein, den die Gitter selbst aufweisen, so daß diese

   ien 1 mien aiilv.-.'i-en. .vohci <\,;U ;-.-ii' je.I.τ Seile /mich ;uch -ius großen F.ntfcrnungen klar vonein-

   ¹A-JT Be/'.i'.-Ne'r-ene jeweils ein (\<:\jvi\\\<-'jr be- ander umerschicuen werden können. Im allgemeinen

   ;i:;det UiH' die ividen GiueimiisUr jede- Guter- verändert sich das FrscheiiHingsbild dieser Moire

   ■-. IuI¹I- -;, nnie:r;->ch in bezug Ji: I die Bezugs- Muster, wenn man lien Beobachtuntisoi, ändert.

   i-'ene > e^r!a<i:cr.. dadurch μ e k c η μ / .. ι c h - 15 Beispielsweise nimmt die Anzahl der in den Gittern

   ¹ - ' . da!' 1, <"ij!;,TiiHisier (6, 7. 6'. 7') ..'in.cs sich'hare;i Moire-Zone:! normalerweise ab. wenn

   t liüe: ^h:rm· -13) um einen kleinen Winke! (.,-) siv.h der Fieoba-.'hler \nn i.lcii Gitiern entfernt. Fs

   iü der i.'bene des GiitervJiimis (3) relati-. /u den wurde bereits \ oi-jeschlat.¹ 'n. diese let/tüenannte Lir-

   iT-tsp.-eciien-.ieii Gitter mustern (Λ,5) des anderen s<;heinung /ur iiesiimiiiun» von lintferniinuen an/u-

   Gitte'scl'.irms (2) gedreht vciaulen. 20 wemlen. Das Moire-NhiMer kann auch von der Rich-
2. 2. Insiniment iU'eh Atv-, rncli 1. (iadurch ge- tuny, aus der der Beobachter die Gitter betrachtet.

   ke:;;^!/.-iehiiet. daß ,tue f:iiii.."linien i4. 5) des abhängig sein Insbesondere ist es von Bewegungen

   i'ü'i-ii Gitter-Ji'-Tiis. (2) parallel zur He/ugsebesie des Beobachters uuer zu den Gitterlinien abhängig.

   \e;-la-!i'eii. w.ihrend d:e Gitlerlinien (6. 7. 7'. 6') Die Aufgabe eier in Anspruch 1 angegebenen tir-

   iler (iiite.-miister des aiuleren Gittcrschirnis (3) as ilndung ist liari·: /1: sehen, ein relativ einfaches, je

   gleiche, jedoch entgegengesetzte Winkel!/) in doch genaues !iisiiument zu schatfcn. mit dessen

   bv/ug aiii' die hc/ugseheiic [Ii) aufweisen. Kille die ! agc eines Punktes relativ zu einer Be/.ugs-

   v instrument nach .Anspruch 1 ode: 2. da- cbcae .· i ' estimmen ist Linier Anwendunu der oben-

   liurcli gekenn/eichnel. iiul3 die Gitlerschii nie (2 L.en.t:in;en Lrscheiiuing. Insbesondere ist ein /iel
3. 3) in ibeneii liege:!, die sich LriLis cinn Gera- 3° dor kriindung, ein Gerät zu schatten, dessen Moire

   ilen (.S) schneiden, die außer!.all" '.!er nut/bar· ■;. V r.ur einen leicht durchzuführenden Versuch er-

   Giueicbcnc ',eiiätii';. niög.licht. um genau feststellen zu können, ob ein
4. 4 Ir.slriimcn' naih -\nspi ■-.;■. ii !. ' '..!;:■ " di Punk; in der Bezugsebene lieut.

   tkiich g-.-ke:',nzeic!iiie^;. daß -.kr WinkJ i.>) \w.\ (iemäß einer vorz.im.sweisen Ά ."iterbiUiung der

   tie:: die (iitie; niuMer (6. 7. 6'. 7't ι! einen Git- :i.-. l.rlindung können alle Gitterlinien eines Schirms

   lei-ciiirms ίΛ) g--.geiii.ibei-den cn:-t>reci!C!uieii Gii- parallel zur Be/ugsebcne \er],uil'en, während ilie

   Terniiistern ■:4. 5) ό-- s a:uli.ren <.'i'terschirms (2) I inien der beiden Gitternuister des anderen Gitter-

   jiedrrht sind. hi'»clisi.:ns drei l'eiiocii'n der i inien- schirms i,i entgegengesetzt gleichen Winkeln zur Be-

   fjiüei umfaßt, üb·."- die gesamte Abmessung dei zugsebene '.erlaufen. Bei einem derart konstruierten

   ' iiüi-isciurü'i·..· (2. .') in Uiclüiing der Gitterlinien 40 Instrument sieht ein Beobachter, dessen Augen sich

   gc-elic¹: in der Bezugsebene belinden, ein Moire-Muster, »vel-
5. 5. !iisirunieni mil¹ Anspruch 2, dadurch »e- ches sxmmetriscli in bezim auf die Referen/ebene

   kennzeichnet, d,:!.'. die Gitternnister durch im- \ erläuft und das besondere Merkmal aufweist, daß

   liurcl'.sicfiiige L)ial;te gebildet sind, die /wischen einander entsprechende Zonen in beiden Musterhiilf-

   Tiägcrn iiiii in gleichen Abständen voneinander 45 ten auf gegenüberliegenden Seiten der Schnittlinie

   voigcsehciiei! Zähnen ausgespannt sind und eine mit der Bezugsebene sieh genau an drr .Schnittebene

   \ iel/ahl \on Driih'en an den Stellen ausgelassen irelTen. Dieses Ziisammenfallen ·. ntsprechender

   ist. -.»... die Bezugsebeue die Gitterschirme schnei- Zonen gibt dem Beobachter die Möglichkeit, leicht

   «.let. um die Bezui/vhcnc in dem beobaJüeten und mit großer Genauigkeit festzustellen, ob er sich

   Mu.ier sichtbar zu machen. 50 tatsächlich in der Bezugsebene befindet. Bewegt er

   sich etwas aus der Ebene heraus, dann bewegen sich die Zonen auf jeder Seite der Bezugschein.· in entgegengesetzten Richtungen, d. h. verläuft die Bez.ugs-

   ebene vertikal, dann bewegen sich die Zonen in

   55 der linken Hälfte des Moire-Musters nach oben und in der rechten Hälfte nach »inten, so daß die Übereinstimmung entsprechender Zonen verlorengeht.

   Apparate entsprechend der Bezeichnung finden Sind die beiden Gitterschirme mit den Gitterauf verschiedenen /Xrbeitsuehieten eine nützliche V'er- mustern parallel zueinander angeordnet, dann verwendung, beispielsweise beim Nivellieren von Ge- 60 laufen die Moire-Zonen etwa gerade, und der Winkel, landen, bei der Installierung von Rohrleitungen oder unter dem sie die Bezugsebene trefTen. hängt natür-Kabein, bei der Markierung von Fahrrinnen für lieh von der Winkellage der Gitterlinien ab. Ver-ScIi iff e. bei iL-; l.i richtung von Mauern etc.. ullge- hülfen die Gitterlinien parallel zur Bez.ugsebene, mein in allen den Fällen, in denen die Lage von Ge- dann beträgt der erwähnte Winkel ¹X)". Um eine uenständen relativ zu horizontalen, vertikalen oder 65 Mehrdeutigkeit bei der Bestimmung der Bezugsi'i'iieigten Hbenen auf einfache, doch genaue .Art ebene zu vermeiden, ist es notwendig, sicherzusteliil··.:.-wacht werden soll. Ien. daß die in Übereinstimmung gebrachten Moirenie 1 ründung benutzt ein bekanntes optisches Zonen tatsächlich einander entsprechende Zonen