DE1950383U - Theodolit mit lichtelektronischer kreisablesung. - Google Patents

Description

RA. 316863*18.6.61

THEODOLIT MIT LICHTELEKTRONISCHER KREISABLESUNG

BESCHREIBUNG

1. Stand der Technik - Mängel

Die Neuerung betrifft einen Theodolit mit Ablesung durch elektronisch optische Mittel, die die bisherige Art der Ablesung völlig verändern.

Theodolite sind bekanntlich mit Fernrohren ausgestattete Winkelmeßinstrumentej die horizontale und vertikale Winkel an geteilten Kreisscheiben zu messen gestatten. Die Ablesung dieser Winkel erfolgte vor zwei Jahrhunderten mit bloßem Auge, dann mit Lupen, später mit Mikroskopen. Die Kreisscheiben, die mit der Vertikalachse des Theodoliten verbunden sind, nennt man Horizontalkreise, diejenigen, die mit der horizontalen Fernrohrachse verbunden sind, Vertikalkreise, Während früher diese Horizontal- und Vertikalkreise aus Metall mit eingelegten Feinsilberstreifen hergestellt wurden, benutzt man heute hauptsächlich Kreise aus optischem Glas. Diese haben den Vorteil der Durchsichtigkeit und damit bessere optische Übertragungsmöglichkeiten zu den Ablesemikroskopen.

Die Ablesemittel, meist Sondermikroskope, werden neben dem zentral gelagerten Theodolitfernrohr angebracht, so daß der·Beobachter nach dem Einstellen des Zieles durch das Fernrohr sofort auch durch das Mikroskopokular des Ablesemikros~kopes die entsprechenden Winkelstellungen ablesen kann. Hierbei- können wie bei jeder visuellen Beobachtung Ablesefehler entstehen und es können auch durch falsche Übertragung in das Protokoll oder Feldbuch zusätzliche Fehler beim Schreiben, aber auch beim Rechnen der Winkel entstehen. Das sind

bekannte Nachteile. Da die Beobachter heute viele Winkelmessungen in rascher Folge durchzuführen haben_s außerdem Kontrollmessungen einlegen, werden ihre Augen angestrengt. Es entstehen persönliche Ablesefehler. Zur Entlastung ist man bereits darauf gekommen, die Winkelablesungen nicht mehr mit dem Auge, sondern photographisch auf einen Filmstreifen aufzunehmen. Zur Beleuchtung der Kreisstelle dient eine Blitzlichteinrichtung. Die Machteile dieser Art der Erfassung der Winkeldaten liegen in den Schwierigkeiten, die Resultate visuell oder in anderer Weise im Felde vorzunehmen oder zu überprüfen. Auch müssen die Filmstreifen erst entwickelt werden und der Beobachter kann erst nach Abschluß des Programms und einer dann folgenden Auswertung erfahren, ob seine Messungen alle belichtet in Ordnung gingen oder etwa durch ein Aussetzen des Films oder des Blitzlichtes Fehlresultate entstanden.

2. Die Neuerung und ihre Vorteile

In der allgemeinen Meßtechnik insbesondere im Maschinenbau hat man schon seit längerer Zeit elektrooptische Mittel zur genaueren Einstellung und Ablesung von Längen- und Winkelwerten eingeführt. Diese neue Technik wird beim Erfindungsgegenstand erstmalig auf die Konstruktion eines Theodoliten übertragen.

Durch die Anordnung von elektrooptischen Mitteln unter und über den Glaskreisen oder durch die direkte Kopplung mit bekannten Winkelschrittgebern, wie in der Beschreibung näher erläutert, wird die Ablesung elektronisch auf bekannte Geräte übertragen. Das Auge des Beobachters wird zur Ablesung am Theodolit nicht mehr benötigt und wesentlich entlastet. Die Neuerung erlaubt eine schnellere Ermittlung der Winkelwerte.

Die elektronische Erfassung und die daraus resultierende Ablesung erfolgt"frei von persönlichen Ablesefehlern, die sonst in der geodätischen Ablesetechnik eine große Rolle spielen und für den einzelnen Beobachter sehr verschieden sind. Die Neuerung erlaubt also fehlerfreiere Resultate als bisher möglich waren.

Die automatische Registrierung der Winkelwerte durch entsprechende Geräte wie Spezial Vor-Rückwärtszähler und angeschaltete Drucker oder Lochstreifenapparate vermeidet Schreibfehler, erspart Zeit und entlastet den Beobachter und seine Gehilfen von jeglicher Schreibarbeit. Die Neuerung wirkt also stark rationalisierend auf den ganzen Ablauf einer Vermessungsaufgabe.

Der Gegenstand der angemeldeten Neuerung "Theodolit mit lichtelektronischer Kreisablesung" vermeidet alle genannten bisherigen Fehler, erhöht die Meßgenauigkeit, schont den Beobachter und beschleunigt die Auswertung. Trotzdem gestattet die Konstruktion aber doch die laufende Kontrolle aller Daten durch den Beobachter, so daß die Vorteile eines Theodoliten alter Bauart mit Winkelablesung durch den Beobachter und die des Erfindungsgegenstandes mit elektronischer Ablesung kombiniert sind. Unter Hinweis auf die Figur (I)und Figur (II) erfolgt nun die genauere Beschreibung der Erfindung durch Erläuterung der Zeichnungen.

3. Die Erläuterung der Zeichnung

Figur (I) zeigt einen normalen Theodolit, der sich auf einen Dreifuß (1) aufbaut, der mit einer Steckhülse (15) ausgerüstet ist. Der Träger (2) des Theodoliten enthält das vertikale Achsensystem (3) mit dem Horizontalkreis (4·)

/4

aus Glas, der Bestandteil eines Winkelschrittgebers ist. Die Achse (3) sitzt in der Buchse (5), die in den Dreifuß (1) eingebaut ist. Zwischen den beiden Trägerstützen (6 +7) sitzt das Fernrohr (8) zur Einstellung des Zieles. Auf der horizontalen Fernrohrachse (9) sitzt der Vertikalkreis (10), der ebenfalls mit einem Winkelschrittgeber verbunden ist. Die Glaskreise (4) und (10) werden nun nicht mehr mit dem Auge des Beobachters abgelesen oder photographiert, sondern sie werden z.B. durch die Sonderoptik eines bekannten Winkelschrittgebers im Innern des Trägers erfaßt. Ihre Teilung kann in normaler Weise in einzelne Grade oder deren Bruchteile, aber auch als Rasterteilung oder als dual codierte Teilung erfolgen.

Eine Kleinglühlampe beispielsweise von 2,4 Volt (11) durchleuchtet den Horiziontalkreis (4), eine gleiche (12) den Vertikalkreis (10). Beim Drehen des Theodoliten mit den Kreisen um die Achsen werden periodische Lichtschwankungen erzeugt, die durch Prismen auf die diametrale Seite der Kreise gespiegelt werden, wo sie durch Photodioden (13) und (14) in elektrische Signale verwandelt und elektronischen Systemen zugeführt werden.

Diese elektrischen Signale werden über ein Triggersystem von einem Vor-Rückwärts Impulszähler aufgenommen und es können 7 Stellen abgelesen werden. Figur II zeigt ein ungefähres Schema der elektronischen Anlage. Bei 400 Grad-Teilung enthalten die drei ersten Stellen die Grade, die zwei nächsten die Minuten und die letzten Beiden die Sekunden. Der Impulszähler ist somit zur Kreisangabe geworden. Figur II zeigt das Beispiel einer Ablesung mit 265^g 13° 40^cc (265,13 40^g). Es kann laufend eine Ablesung durch den Beobachter am Impulszähler erfolgen.

Das ist aber nicht unbedingt nötig, sofern ein Drucker oder ein Lochbandgerät wie in Figur II gezeigt, zugeschaltet werden, die die genauen Resultate auf Tastendruck sofort auswerfen. Die elektronischen Geräte sollen beispielsweise mit 12 Volt betrieben werden, um den Theodolit unabhängiger von der Netzspannung im Felde zu betreiben. Für Laborgebrauch oder in Observatorien mit festen Standpunkten können auch Netzspannungen Anwendung finden (220 Volt).

Die Neuerung besteht also darin, daß nach Einstellung des Zieles durch den Beobachter alle Winkel, ohne Beeinflussung durch ihn, völlig neutral aufgenommen werden, so daß bereits im Felde Daten eines gedruckten Feldbuchs oder .ein Lochstreifen entstehen kann, dessen weitere Bearbeitung sofort in einem Computer erfolgen kann. Die Neuerung erlaubt aber darüber hinaus trotzdem eine ständige Kontrolle der Resultate durch Beobachtung des Impulszählers. Etwa falsch eingestellte Winkel oder Veränderungen am Instrument können sofort berücksichtigt, die Messungen durch ein Signal ungültig gemacht und wiederholt werden.

O^il-üiS-iii^ii^EKTRONISCHER^KREISÄBLESlJNG

LEGENDE

Fig. I Der Theodolit und seine Teile

1 H 'Dreifuß

2 = 'Träger

3 = 'Vertikalachse

4· = Horizontalkreis

5 = 'Buchse

6 = 'linke Trägerstütze

7 = 'rechte Trägerstütze

8 = Fernrohr

9 = 'Fernrohrachse

= 'Vertikalkreis = "Kleinglühlampe Horizontalkreis = 'Kleinglühlampe Vertikalkreis = 'Photodiode Horizontalkreis = 'Photodiode Vertikalkreis = 'Steckhülse im Dreifuß = 'Wechselschalter für Horizontal- oder Vertikalkreis·

ablesung Fig. II Schema der Elektronikteile

Claims (4)

THEODgUT-MIT-UCHTELEKTRONISCHER-KREISABLESyNG Schutzansprüche

1. Theodolit mit lichtelektronischer Ablesung dadurch gekennzeichnet, daß mit seiner vertikalen Stehachse (3) und mit seiner horizontalen Fernrohrachse (9) je ein Rasterkreis (4, 10) oder Kreise mit codierten Zeichen oder komplette Winkelschrittgeber bekannter Konstruktion verbunden sind.

2. Theodolit mit lichtelektrnnischer Ablesung nach dem Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß ein Vor-Rückwärtszähler (Pig· H) wit einem Drucker bekannter Bauart verbunden ist.

3. Theodolit mit lichtelektronischer Ablesung nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß der mit ihm verbundene Vor-Rückwärtszähler auch mit einem Streifenlocher verbunden ist.

4. Theodolit mit lichtelektronischer Ablesung nach den Ansprüchen 1,2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Theodolit mit einem Steckhülsensystem 35 mm φ nach DIN 18719 oder Steckhülsen anderer Durchmesser ausgerüstet ist (15),