DE20773C - Entfernungsmesser - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Functionirung des Instrumentes beruht auf dem physikalischen Gesetze, dafs ein Lichtstrahl durch einen ebenen Spiegel in dessen Normalebene unter demselben Winkel reflectirt wird, unter welchem er einfällt.

Das Instrument besteht aus einem geraden Metallrohre A, welches der Länge nach oben mit einem Schlitze versehen ist und an dessen vorderem Ende sich ein Fernrohr B mit Fadenkreuz fest aufgeschraubt befindet, so dafs dessen optische Achse mit der Längsachse des Rohres parallel ist.

Unmittelbar vor dem Fernrohre ist das Metallrohr von einem losen, breiten Ringe C umschlossen, auf welchem, ein unter 45 ° (alte Theilung) gegen die Fernrohrachse 'geneigter verticaler Spiegelt befestigt ist. Mittelst eines in das Rohr eingeschraubten Dollens und entsprechend geformter Oeffnung in dem losen Ringe kann der Spiegel sowohl in eine bestimmt fixirte Lage in die Visirlinie des Fernrohres als auch durch Drehung des Ringes seitwärts aus derselben gebracht werden; er erhält daher die Bezeichnung »Drehspiegel«.

Innerhalb des Metallrohres befindet sich ein längeres cylindrisches Metallstück D, der Längenrichtimg nach lose verschieblich, welches mit Brems- und Mikrometervorrichtung E versehen ist.

Auf diesem Metallstiicke ist mittelst zweier durch den Schlitz des Rohres ragender Stehbolzen ein zweiter, unter einem Winkel von etwas mehr als 45 ° gegen die Visirlinie geneigter Spiegel £ befestigt, welcher, seiner Bewegungsrichtung entsprechend, »Schiebespiegel« ^nimrfpwird':" ' ' -'* -·-■<-π riyhr

Zum Gebrauch des Instruments hat man den Drehspiegel durch Drehung des Ringes vor die Fernrohrachse zu bringen und das Metallrohr,' rechtwinklig zu der zu messenden Linie, in eine solche Lage zu versetzen, dafs das rechtwinklig reflectirte Bild des Gegenstandes, dessen Entfernung zu messen ist, am Fadenkreuze erscheint. Durch eine kleine Drehung des Ringes wird nun dieser Spiegel aus der Visirlinie entfernt und darauf der vor dem Fernrohre erscheinende Schiebespiegel bei übrigens unveränderter Lage des Rohres so lange von Hand' vor- oder rückwärts geschoben, bis der fragliche Gegenstand auch durch diesen Spiegel im Gesichtsfelde erscheint; die genaue Einstellung bis zur Deckung des Bildes mit dem Fadenkreuze erfolgt nach Feststellung der Bremse durch die Mikrometerschraube. Die auf einem neben dem Längsschlitze angebrachten Mafsstabe befindliche Theilung läfst die Entfernung beider Spiegel und hiermit zugleich die Entfernung des anvisirten Punktes ablesen.

Der mathematische Beweis ist folgender:

Bezeichnet β (vergl. Skizze) den Reflexionswinkel des Schiebespiegels S₁, ferner α die zu messende Entfernung, b den Abstand beider Spiegel, auf dem Rohre' gemessen, so ist r. '* a-=.b · tg $. .

Da nun der Winkel tu, welcher durch die Ebene des Spiegels S₁ und die Visirrichtung eingeschlossen wird, zu β in der Relation steht:

β = i8o° — 2 w,

so folgt auch . -

2. a = b ' tg (180 — 2 w) = b ' (— tg 2 w), d. h. der Abstand b beider Spiegel, in der Visirrichtung gemessen, stellt in einem gewissen con-

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stanten Verkleinerungsmafsstabe die zu messende Entfernung α dar, und zwar ist das. Mafs der

Verkleinerung — = = — cotg 2 w, d. h.

a — ig 2 w

gleich der cotg des Complements zu dem Reflexionswinkel des Schiebespiegels.

Das negative Vorzeichen der Winkelfunction deutet an, dafs dieser Complementwinkel 2 w zwischen 90 ° und 180 ° liegt.

Da der Winkel w bei erheblicher Verkleinerung des Verhältnisses — nur sehr wenig

Ct

gröfser' als 45 ° ist, so mufs die genaue Stellung des Schiebespiegels empirisch in folgender Weise ermittelt werden. Man stellt denselben auf einen bestimmten Strich des neben dem Schlitze befindlichen Mafsstabes ein, mifst die diesem Mafse entsprechende Länge in natura und bezeichnet deren Endpunkt etwa mit einem Stabe; dann wird dessen Bild in dem festgestellten Drehspiegel mit dem Fadenkreuze zur Deckung gebracht, dieser Spiegel umgeklappt, so dafs die Visur nach dem Schiebespiegel frei wird, und dann endlich dieser letztere um seine verticale Achse gedreht (was vermöge der oblongen Form der Schraubenlöcher im Fufse des Spiegelhalters thunlich ist), so dafs auch hierin das Bild des Stabes am Fadenkreuze erscheint. Hat man darauf die Fufsklemmschrauben fest angezogen, so ist das Instrument zur Längenmessung in dem gewünschten Reductionsverhältnisse in Stand gesetzt.

Die richtige Functionirung dieses Distanzmessers hängt, die gehörige Neigung und Ebenheit der Flächen beider Spiegel vorausgesetzt, in erster Linie von der genau geradlinigen und exacten Führung des Gleitstücks D innerhalb des Rohres ab. Dieses Gleitstück ist daher möglichst lang und nur an den Enden dicht anschliefsend. Ebenso mufs der Ring C unter dem Drehspiegel möglichst breit und gut geführt sein.

Die Genauigkeit der Messung ist dann nur dem Verkleinerungsmafsstabe (umgekehrt) proportional, aber fast unabhängig von der Länge der Messung; sie braucht bei subtiler Ausführung nicht geringer zu sein als diejenige, mit welcher man eine reducirt gezeichnete Länge mühelos in den Zirkel fassen kann, d. h. für den Mafsstab ι : 100 höchstens 5 cm, für 1 : 1000 ca. 50 cm, für ι : 10000 etwa 5 m.

Der Solidität und Helligkeit halber können die Planspiegel zweckmäfsig als Glasprismen ausgeführt werden.

Zur bequemen Aufsuchung des Objects in dem Drehspiegel ist das Rohr auf zwei Gabeln, um seine Längenachse drehbar, gelagert, welche unter einander durch einen Metallstab verbunden sind. Derselbe trägt in der Mitte einen konischen, nach abwärts gerichteten Zapfen, welcher auf dem Stativ seine Unterstützung findet und die Bewegung des Instrumentes um seine verticale Achse ermöglicht.

Claims (2)

Pat ent-An Sprüche:

1. Die Verbindung von zwei gegen einander verschiebbaren Spiegeln mit einem mit Fadenkreuz versehenen Fernrohr in der Weise, dafs die Entfernung der beiden Spiegel bei der Deckung der nur ein Mal reflectirten beiden Bilder des Objects in den Spiegeln mit dem Fadenkreuz unmittelbar ein verkürztes Mafs für die gesuchte Entfernung ist.

2. Die Anwendung der Erscheinung des ein Mal durch den unter 45 ° gegen die Visirlinie geneigten Spiegel reflectirten Bildes am Fadenkreuze als Zeichen für die richtige Einstellung des Instrumentes.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.