DE2241591A1 - Messgeraet, insbesondere waage, mit projektiver messwertanzeige - Google Patents

Description

DiPL-ING. LUDEWIG · dipl-phys. BUSE · dipl-phys. MENTZEL

515 Kennworts "Projektionswaage 190"

Firma Maatschappij van Berkel's Patent U.V. Rotterdam (Holland)

Meßgerät, insbesondere Waage, mit projektiver Meßwertanseige

Die Erfindung bezieht sich, auf ein Meßgerät, insbesondere eine Waage, mit projektiver Meßwertanzeige„ wie Anzeige von Gewicht und Verkaufspreis eines Wiegegutes_f bestehend aus einem Lichtsender, einer empfängerseitigen Äblesesteile und einer in dem dazwischenliegenden Strahlengang angeordneten lichtdurchlässigen Skala, die mit ihren aufgebrachten Skalenteilungswertera meßwert-größengetreu bezüglich der Ales ©stelle bewegbar ist. ·

Bei Waagen ist es bekannt nicht nnx das Gewicht des Wiegegutes durch die MeSwertanzeige des Gerätes <srmitt©ln %u lassen <, sondern gleich den individuellen Verkaufspreis ä&s jeweils gewogenen Wiegegutes kennenzulernen_? dess@a @p©sifisch©r Preis, z.B. auf ein Kilogramm des üfiegegwtss ist. Die Ermittlung dieses Verkaafspreisa© wird gerät übernommen wid der Zifferm^ert d@s ¥©rkaufspr©isss als Msßwertanseige neben ü®m ermittelten isidivlduellen Oswieht des Wiegegutes angegeben«, Daneben zeigt die Waage in der Regel auch gleich den spezifischen Kilograamapreis an, äer ψοη Hand

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bei dieser Wägung an der Waage eingestellt worden ist. Diese vielfache Anzeige der Waage wird bevorzugt auf projektivem Wege ausgeführt. Die Waage besitzt hierfür einen Lichtsender, der eine lichtdurchlässige Skala beleuchtet, welche die verschiedenen aufgebrachten Skalenteilungswerte trägt und die nach Maßgabe des von der Waage ermittelten Gewichts bezüglich einer optischen Abbildungseinrichtung bewegbar ist, welche auf einer empfängerseitigen Ablesestelle, wie einer Mattglasscheibe, die ermittelten Werte projiziert.

Die Anwendungsbreite einer solchen Waage ist umso größer und die Bedienung der Waage zur Ermittlung des Verkaufspreises umso bequemer, je umfangreicher die auf der Skala aufgebrachte Anzahl der einzelnen Skalenteilungswerte ist; denn ein sehr umfangreicher Speicher an verschiedenen Skalenteilungswerten ermöglicht eine sehr fein eingeteilte, bequeme Meßwertanzeige ohne die Schwierigkeiten einer mühsamen Interpolation. Die Flächengröße einer Skala, welche den gesamten Speicher der einzelnen Skalenteilungswerte enthält ist aus technischen, praktischen und kostenmäßigen Gründen begrenzt. Man ist daher bestrebt auf der verfügbaren Fläche der Skala möglichst viele Skalenteilungswerte anzubringen, weshalb man zu einer möglichst kleinen Schrifthöhe der Skalenteilungswerte griff. Dies hat aber recht bald seine Grenzen durch den finanziellen Aufwand zur Erzeugung einwandfreier klöiner Schriften, aber auch Erschütterungen der Waage würden bei dem dabei erforderlichen extremen Vergrößerungsmaßstab zu einer unruhigen, schwer ablesbaren Meßwertanzeige führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Meßgerät, insbesondere eine Waage, der eingangs erwähnten Art zu ent-

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wickeln, welches auf seinem eine praktische Größe aufweisenden Skalenträger eine extrem hohe Anzahl von Skalenteilungswerten aufzubringen gestattet, deren Schriftbild dennoch ausreichend groß für eine kostensparende bequeme Ausbildung und einwandfreie Ablesung infolge eines nicht unbequem großen Vergrößerungsmaßstabs der optischen Abbildung .lst.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß einander benachbarte Skalenteilungswerte auf dem Träger einzelwertweise aus lichtmodulativ zueinander verschieden durchlässigen Werkstoffen bestehen und der Lichtsender zur empfangerseitig unterscheidbaren Auswahl einer Sorte dieser Skalenteilungswerte komplementär lichtmoduliert einstellbar 1st.

Die lichtmodulativen Werkstoffe,aus denen die Skalenteilungswerte, wie Ziffern, Buchstaben oder Teilungsstriche, ausgebildet sind, bestehen z.B. aus frequenzweise verschieden absorbtionsfähigen Materialien oder besitzen zueinander unterschiedliche lichtpolarisierende Eigenschaften. Das Entscheidende dieser lichtmodulativen Eigenschaften der Skalenteilungswerte liegt darin begründet, gegenüber dem hindurchfallenden Licht sich einzelwertweise gegenüber den benachbarten Skalenteilungswerten deutlich unterschiedlich zu verhalten, denn der vor einem solchen Skalenträger befindliche Lichtsender nach der Erfindung ist erfindungsgemäß seinerseits in der Abgabe der Strahlung entsprechend komplementär lichtmoduliert einstellbar, weshalb durch die dementsprechend individuell von der Lichtquelle abgegebene Strahlung die zugehörige komplementäre Sorte aus der Vielzahl der Skalenteilungswerte sichtbar an der .Ablesestelle wird, während die übrigen, eine.davon unter-

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scheidbar abweichende Lichtmodulation in ihren Werkstoffen aufweisenden Skalenteilungswerte unsichtbar bleiben.

Damit können die einander benachbarten Skalenteilungswerte auf dem Träger einander überdeckend im Strahlengang sogar liegen und daher ruhig einen ausreichend großen Platz auf dem Skalenträger beanspruchen. Würde man sich mit einer üblichen Lichtquelle begnügen, deren Strahlung also nicht lichtmoduliert 1st/ so würden sich an der Ablesestelle die von der optischen Abbildung erfaßten Skalenteilungswerte alle abbilden und wären mangels ausreichender Individualisierung an der Ablesestelle nicht eindeutig entnehmbar. Durch die gezielte komplementäre Lichtmodulation des Lichtsenders wird aus der bislang nicht unterscheidbaren Gruppe übereinanderliegender Skalenteilungswerte im erfaßten Abschnitt des Skalenträgers nur einer, und zwar der richtige Skalenteilungswert an der Ablesestelle sichtbar, während alle anderen unsichtbar werden, weil die zu ihrer Hervorhebung erforderliche Strahlung vom Lichtsender nicht abgegeben wird. Daher können alle übrigen, unerwünschten Skalenteilungswerte nicht mehr störend in Erscheinung treten.

Dieses Prinzip der Erfindung läßt sich dahingehend näher erläutern, daß das Meßwerk des Meßgeräts nicht allein dafür maßgebend ist, welcher der vielen Skalenteilungswerte an der Ablesestelle erscheint, vielmehr wird durch die Art des im Strahlengang jeweils befindlichen Lichtes bei der Erfindung darüber hinaus noch eine Auswahl aus einer Gruppe von Skalenteilungswerten getroffen, die aus Werkstoff mit zueinander unterschiedlichen optischen Eigenschaften gegenüber durchfallendem Licht bestehen. Durch diese erfindungsgemäßen Komponenten,

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nämlich Aufbau der bewegten Skala aus optisch unterschiedlichen Werkstoffen einerseits und die Veränderung des Lichtes im Strahlengang andrerseits, erhält man eine beliebig hoch auflösbare Ablesefeinheit, die es ermöglicht eine bislang für unmöglich gehaltene große Anzahl von Skalenteilungswerten pro Flächeneinheit des Skalenträgers anzuordnen, ohne die Schriftgröße extrem klein auf Kosten einer entsprechend unangenehm großen optischen Vergrößerung zu machen.

Die lichtmodulative Veränderung des Lichtsenders kann auf verschiedenem Wege erfolgen, wobei jede dieser Möglichkeiten ihre besonderen Vorteile mit sich bringt. Grundsätzlich wäre es möglich, als veränderbaren Lichtsender eine Gaslampe zu verwenden, die durch entsprechende Veränderung der angelegten Spannung verschiedene Emissionslinien abstrahlt und daher bezüglich in verschiedenen Bereichen absorbierenden Werkstoffen bei der Ausbildung der Skalenteilungswerte auf dem Träger die mit der Erfindung erstrebte Auswahl des richtigen Werts aus einer angestrahlten Gruppe von Skalenteilungswerten bewirkt. Zur strahlungsverändernden Einstellung des Lichtsenders könnte man auch die Ausblendung einer gewissen Lichtwellenlänge eines von einem Prisma aufgespaltenen kontinuierlichen Spektrums verwenden oder auch auf andere an sich bekannte Maßnahmen der Physik zur Veränderung des Lichtsenders zurückgreifen, wie z.B. die neuerdings bei Lasern möglich gewordene Veränderung des abgegebenen Lichtes in scharfer, spektral veränderbarer Individualisierung durch Längenänderungen des Laserstabes od.dgl.

Als veränderbaren Lichtsender ist es aber einfach und preis-

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günstig einen hinter einer kontinuierlich strahlenden Lichtquelle einen Selektionsfilter zu schalten, dessen Durchlässigkeit man verändert. Im einfachsten Fall verwendet man einen Selektionsfilter, der aus Bereichen mit lichtmodulativ zueinander unterschiedlich durchlässigem Werkstoff aufgebaut ist und der beweglich im Strahlengang angeordnet ist, so daß jeweils nur ein bestimmter dieser Bereiche wirksam wird. Bei dieser Gestaltung wäre es weiterhin möglich einen Filtersatz mit zahlreichen Einzelfiltern vorzusehen und durch Auswahl einer geeigneten Gruppe dieser Einzelfilter den jeweils wirksamen Selektionsfilter aufzubauen, was einfach dadurch geschieht, daß die Einzelfilter bezüglich des Strahlengangs zwischen einer wirksamen Arbeitsstellung und einer unwirksamen Ruhestellung durch ein Schaltwerk bewegbar sind.

Der Aufbau dieser Selektionsfilter richtet sich natürlich danach, welche lichtmodulativen Werkstoffe zur Erzeugung der Skalenteilungswerte verwendet worden sind. Arbeitet man mit frequenzweise absorbierenden Werkstoffen und wünscht man in einem speziellen Anwendungsfall einen Skalenteilungewert an der Ablesestelle sichtbar zu machen, welcher aus im grünen Frequenzbereich absorbierenden Materialien gebildet ist, so verwendet man für das Selektionsfilter ein komplementäres, also nur im grünen durchlässiges Filtermaterial, welches kein Licht aus dem roten und blauen Frequenzbereich durchläßt. Im Ergebnis erhält man in diesem Fall in schwarzem Schriftbild den im Grünen absorbierenden Skalenteilungswert an der Ablesestelle mit grünfarbigem Hintergrund, wobei alle anderen benachbarten Skalenteilungswerte, welche aus in anderen Frequenzbereichen, nämlich in liot oder Blau absorbierenden Werkstoffen bestehen, nicht in Erscheinung treten.

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In entsprechender Weise verfährt man bei Verwendung mit polarisierenden Materialien. Statt einen beweglichen Selektionsfilter vorzusehen, der aus Bereichen mit verschieden lichtmodulierenden Materialien aufgebaut ist und entsprechend der gewünschten Absorbtions- oder Polarisationswirkung bewegt wird, wäre es auch möglich einen ruhenden Selektionsfilter aus einem Werkstoff zu verwenden, dessen optische Eigenschaften zielgemäß auf chemischem oder physikalischem Wege, z.B. durch Druck, Zug oder elektrische Spannung, verändert werden.

Die Einstellung des Lichtsenders auf den gewünschten optischen Wert kann in einem Anwendungsfall von Hand erfolgen. Diese Voreinstellung des Lichtsenders kommt z.B. für Waagen in Frage, wo der spezifische Kilogrammpreis des Wiegegutes bekannt ist und als Meßwertanzeige der individuelle Verkaufspreis, in Abhängigkeit vom jeweiligen Gewicht des Wiegegutes, ermittelt werden soll. Im einfachsten Fall besteht die ganze Reihe der für dieses Preisniveau maßgeblichen Skalenteilungswerte aus zu* einander lichtmodulativ gleichen Werkstoffen, weshalb nach dieser Voreinstellung der Lichtsender bei der Wägung die eingestellte Lichtmodulation beibehält. Dies bedeutet, wenn auf Basis beweglicher Selektionsfilter gearbeitet wird, daß ein bestimmter Filter in den Strahlengang gebracht und während der gesamten Wägung in dieser wirksamen Lage verbleibt. Unterschiedliche Werkstoffe für die Skalenteilungswerte befinden sich dabei in den benachbarten Reihen für das nächsthöhere bzw. nächstniedrigere Preisniveau. Wenn diese für die Ablesung in Frage kommen, so wird durch Handeinstellung das entsprechend zugehörige Selek-

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tionsfilter statt des vorerwähnten in den Strahlengang gebracht. Natürlich wäre es auch möglich nicht nur die verschiedenen, durch ein vorgegebenes Preisniveau sich ergebenden Reihen von Skalenteilungswerten zueinander unterschiedlich zu machen, was einer Individualisierung der Skalenteilungswerte in "horizontaler Richtung" nach Reihen bewirkt, vielmehr könnte man zur weiteren Erhöhung der Beschriftungsdichte auch noch eine "vertikale Individualisierung" benachbarter Skalenteilungswerte innerhalb eines Preisniveaus bewirken. In diesem Falle würde durch die Voreinstellung eines spezifischen KiIogrammpreises ein zugehöriges Schaltprogramm wirksam werden, das in Abhängigkeit von den lichtmodulativen Eigenschaften der Werkstoffe der einzelnen Skalenteilungswerte den Lichtsender entsprechend moduliert.

Eine andere Möglichkeit für die Einstellung des Lichtsenders besteht darin, seine optische Veränderung in Abhängigkeit von der ermittelten Meßwertgröße des Meßgeräts selbst zu steuern. Dies kommt z.B. für Waagen in Frage, die eine sehr fein eingeteilte fortlaufende ziffernmäßige Gewichtseinteilung aufweisen sollen. Bei der nunmehr mit der Erfindung möglichen sehr feinen Einteilung der Gewichtsskala könnte man praktisch auf eine Interpolation von Skalenteilungsstrichen verzichten, weil nahezu für jeden Zwischenwert die entsprechende Ziffernfolge auf dem Skalenträger sich gespeichert befindet. Die Veränderung des Lichtsenders wird damit automatisch von der Meßwertgröße des Meßgeräts gesteuert und verändert sich komplementär zur Reihenfolge des Werkstoffs in den benachbarten Ziffernwerten auf dem Skalenträger. Selbst bei übereinanderliegenden einzelnen Werten wird aus der zunächst nicht unterscheidbaren

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Gruppe innerhalb eines erfaßten Skalenteilungsabschnitts nur ein bestimmter Wert an der Ablesestelle sichtbar. In diesem Falle übernimmt das Meßwerk des Meßgeräts nicht allein eine meßwert-größengetreue Bewegung der Skala bezüglich des Strahlengangs, sondern wählt zugleich auch die Art des Lichtes im Strahlengang aus. Kommt diese Veränderung des Lichtsenders durch wahlweise bewegliche Selektionsfilter zustande, so empfiehlt es sich diese mit einem Antrieb zu versehen, welcher mit dem Meßwerktrieb des Gerätes verbunden ist und daher synchron mit ihm bewegt wird. Dies ist z.B. empfehlenswert, wenn die Werkstoffe für die aufeinanderfolgenden Teilungswerte in einem bestimmten Zyklus aufeinanderfolgend auf dem Träger aufgebracht sind.

Die Dichte der Anordnung der Skalenteilungswerte ,auf einem vorgegebenen Flächenbereich des Skalenträgers läßt sich auch noch dadurch erhöhen, daß man diese Werte in mehreren hintereinander befindlichen Ebenen auf dem Träger anordnet und zur Ablesung im Strahlengang eine veränderbare optische Abbildungseinrichtung vorsieht, deren Schärfentiefe dingseitig verstellbar ist. Unter Verwendung des erfindungsgemäßen Prinzips, wie er vorher erwähnt wurde, wärejes z.B. möglich, auf der Vorderseite und der Rückseite einer Glasplatte derartige Skalenteilungswerte vorzusehen. Als verstellbare Abbildungseinrichtung könnte man eine in der Achse des Strahlengangs bewegliche Linse vorsehen, die mit einem axialen Antrieb verbunden ist, der sie in verschiedene Lagen schaltet und damit entsprechend verschiedene Bildebenen dingseitig scharf abbildet, wä»hrend die übrigen Ebenen wegen zu großer Unscharfe unsichtbar an der Ablesestelle werden.

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- . 10 -

In den Zeichnungen ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Mfßgeräts in Form einer Waage mit projektier Meßwertanzeige,

Fig. 2 eine auseinandergezogen gezeichnete Darstellung Über den Aufbau der dem Skalenträger aufliegenden Schichten,

Fig. 3 Diagramme für die unterschiedlichen optischen Eigenschaften der dabei verwendeten verschiedenen Werkstoffe,

Fig. 4 die Draufsicht auf das dabei verwendete Selektionsfilter,

Fig. 5 ein Diagramm für die optische Eigenschaft eines Bereiches des Filters,

Fig. 6 das an der Ablesestelle des erfindungsgemäßen Gerätes von Fig. 1 entstehende Bild bei den angenommenen Verhältnissen,

Fig. 7 die schematische Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des Meßgeräts,

Fig. 8 in perspektivischer Darstellung die Ansicht der vor dem Selektionsfilter des Geräts von F±g. 7 herrschenden Eigenschaften des Lichts,

Fig. 9 eine Draufsicht auf den zwei optisch unterschiedliche Bereiche aufweisenden Selektionsfilter des Geräts von Fig. 7 L 0 9 8 (J 9 / 0 3 2 6

Fig. 10 in perspektivischer Darstellung die im

angenommenen Fall hinter dem Selektionsfilter des Geräts von Fig. 7 eintretenden Verhältnisse im Licht,

Fig. 11 eine Darstellung der im angenommenen Fall

in Draufsicht auf dem Skalenträger erscheinenden Werte,

Fig. 12 in schematischer Darstellung die Ansicht einer weiteren Variante der Erfindung.

In den Figuren 1 bis 6 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. In der schematischen Gesamtdarstellung von Fig. 1 dient als Meßgerät eine Waage 10, auf deren Aufnahmeschale 11 ein Wiegegut 12 ruht, dessen Gewicht und/oder Preis bestimmt werden soll. Der spezifische Kilogrammpreis des Wiegegutes 12 ist bekannt und kann durch ein Stellrad 13 am Gerät 10 vorgewählt werden.

Aus Gründen der deutlicheren Darstellung sind die zu einer projektiven Meßwertanzeige dienlichen Bauteile in stark übertriebenem Maßstab gegenüber der dargestellten Größe der Waage 10 gezeichnet. Diese Bauteile bestehen aus einem in seiner Lichtabgabe gezielt veränderbaren Lichtsender 14, der sich vor einer beweglichen Meßskala 15 befindet, hinter der, als Lichtempfänger dienend, eine optische Abbildungseinrichtung 16 angeordnet ist, die, wie durch den Strahlenverlauf 17 angedeutet ist_r ein beleuchtetes Teilstück der Skala 15 in ein Ablesefenster abbildet. Die für den gesamten Lichtverlauf maßgebliche optische Achse 19 ist strichpunktiert in Fig. 1 eingezeichnet.

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Die Meßskala 15 besteht aus einem neutralen, das heißt, das Licht des gesamten verwendeten Frequenzbereichs durchlässigen Skalenträger 20, auf welchen eine Schicht 21 aus dem Werkstoff der die einzelnen Skalenteilungswerte bildenden Schriften aufgebracht ist. Als Skalenteilungswerte sind im vorliegenden Fall Ziffern verwendet, die wegen der übersichtlicheren Darstellung als einfache, ganze Zahlen gezeichnet^ wie aus den drei benachbarten Skalenteilungswerten 22, 22', 22" in Fig. 2 hervorgeht. · Es versteht sich, daß ein einzelner derartiger Skalenteilungswert, wie z.B. die "5" bei 22 in Fig. 2, eine mehrstellige Zahl sein kann, wie auch Buchstaben oder Teilungsstriche einen einzelnen Skalenteilungswert 22 bilden können. Die angenommenen ganzen Zahlen sollen einen solchen möglichen Teilungswert repräsentieren. Die gesamte Skala 15, also Skalenträger 20 und die darauf befindliche Schrift-Schicht 21 sind nach Maßgabe des von der Waage IO ermittelten Gewichts des jeweiligen Wiegegutes 12 bezüglich des Strahlengangs 19 bewegbar. Wie durch den Pfeil 23 in Fig. 1 verdeutlicht, wird die Meßskala 15 nach Maßgabe des festgestellten Gewichts des Wiegegutes 12, das durch den Pfeil 24 in Fig. 1 verdeutlicht ist, weiterbewegt, wobei diese Funktion zwischen Meßskala 15 und Waage 10 durch die Verbindungslinie in der schematischen Darstellung von Fig. 1 angedeutet ist.

Diese Schicht 21 der Beschriftung ist aber, wie Fig. und 3 näher erläutert, aus optisch unterschiedlichen Materialien fUr die einzelnen Skalenteilungswerte 22,22', 22" aufgebaut. Dies ist sowohl in Fig. 1 als auch in Fig. 2 durch Schraffur des im Strahlengang 19 befindlichen Abschnitts der Meßskala 15 verdeutlicht. Im vorliegenden

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Falle sind drei verschiedene Werkstoffe verwendet, welche die aus Fig. 3 ersichtlichen optischen Eigenschaften aufweisen. Eine erste Sorte von Skalenteilungswerten 22· absorbiert Licht im roten Spektralbereich, wie das oberste Diagramm der Fig. 3 verdeutlicht. In gleicher Höhe von Fig. 2 sind die verschiedenen Ziffern der aus dieser Werkstoffsorte gebildeten Skalenteilungswerte in dem auf dem Skalenträger 20 dabei verwirklichten Abstand nebeneinander gezeichnet, wobei aber zwecks besserer Übersicht lediglich jener Ziffernwert längsschraffiert wurde, der in dem angenommenen Fall im Strahlengang 19 sich gerade befindet. Das bedeutet,, daß nicht nur die "4"., sondern auch die in einiger Entfernung davon auf dem Skalenträger befindlichen Ziffern "I" und "7" aus diesen Werkstoff bestehen.

Im Strahlengang 19 befindet sich aber zugleich der benachbarte Skalenteilungswert 22, im vorliegenden Falle die Ziffer "5", welcher,wie durch Querschraffur veranschaulicht, aus einem demgegenüber optisch andere Eigenschaften aufweisenden Material gebildet ist. in Fig. 2 sind die entsprechenden Skalenteilungswerte in der mittleren Ziffernreihe dargestellt und die optischen Eigenschaften dieses Werkstoffs sind im mittleren Diagramm der Fig. 3 gezeigt, wonach dieses Material im grünen Spektralbereich absorbiert.

Schließlich sind in der unteren Reihe der in Fig. 2 gezeigten Ziffern die Skalenteilungswerte 22¹¹ · aus einem Werkstoff einer dritten Sorte dargestellt, die sich gegenüber den beiden vorerwähnten Sorten optisch deutlich dadurch unterscheidet, daß hier eine Absorbtion im blauen Frequenzbereich eintritt, wie aus dem untersten Diagramm von Fig. 3 zu entnehmen ist. Zwecks besserer Ubersichtlich-

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kelt ist lediglich die im Strahlengang 19 im angenommenen Fall befindliche Ziff. "6" durch Querschraffur als maßgebliche Repräsentantin dieser Werkstoffsorte verdeutlicht; es versteht sich aber, daß die in der gezeigten Entfernung zu diesem Wert liegenden vorhergehenden bzw. nachfolgenden Skalenteilungswerte, wie z.B. die "3", aus dieser Werkstoffsorte 22*' gebildet sind.

In Fig. 2 sind die verschiedenen Skalenteilungswerte, nach Werkstoffsorten 22, 22¹, 22" sortiert übereinander gezeichnet, doch ist diese Darstellung zur besseren Verdeutlichung der Erfindung gewählt worden; in Wirklichkeit muß man sich die verschiedenen Ziffern dieser Werkstoffsorten vertikal ineinandergeschoben denken, so daß sich die in Fig. 2 zuoberst dargestellte Schriftschicht 21 ergibt, wo sich die einzelnen Teilungswerte flächenmäßig Überlappen, wie durch die punktierten Hilfslinien veranschaulicht ist. Die benachbarten dargestellten Skalenteilungswerte "4", "5" sowie "6" überlappen sich im Schriftbild miteinander, wie durch den durch Schraffur in der Beschriftungsschicht von Fig. 2 und 1 verdeutlichten Platzbedarf zu erkennen ist. Die Skal-enteilungswerte der verschiedenen Sorten könnten B.B. auf fotografischem Wege durch Belichtung und Entwicklung geeigneter Schichtsubstanzen erzeugt werden. Sie können auch von vornherein aus unterschiedlichen Werkstoffen gebildet und durch Überlappung zum Aufbau der Gesamtschicht 21 übereinandergelegt werden. Im letzten Falle liegen die Schriften, wenn auch nicht exakt, so doch praktisch in einer gemeinsamen Ebene auf dem Skalenträger 2O. In den Darstellungen von Fig. 1 und 2 ist eine gegenseitige Durchdringung der einzelnen Werkstoffsorten angenommen. Wie aus der Reihenfolge der Anordnung der Skalenteilungswerte aus diesen Werkstoffsorten in Fig. ersichtlich, wiederholt sich die Werkstoffverwendung

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für die einzelnen Ziffernwerte in fortlaufender zyklischer Anordnung mit der Absorbtion im roten, grünen und blauen Frequenzbereich.

Der in der Lichtqualität veränderbare Lichtsender 14 besteht aus einer Lichtquelle 26, die mit einem kontinuierlichen Spektrum strahlt und mit einem Kondensor 27 das durch Schraffur hervorgehobene Teilstück der Meßskala 15 beleuchtet. Zur Verdeutlichung der kontinuierlichen Strahlung der Lichtquelle 26 sind hinter dem Kondensor, als Sinuswelle verdeutlicht, ein langwelliger, röter Strahlungsanteil 28', ein kurzwelliger blauer Strahlungsanteil 28*' und ein mittlerer grüner Strahlungsanteil 28 gezeichnet. Zur Veränderung des Lichtsenders 14 gehört noch ein hinter der Lichtquelle 26 geschalteter Selektionsfilter 30, der, wie Fig. 4 zeigt, als rotierende Kreisscheibe ausgebildet ist, welche drei Sektoren 54,54',54^!l aufweist, die in unterschiedlichen Frequenzbereichen absorbieren. Die Absorbtioskurve des im vorliegenden Falle wirksamen Sektors 54 ist in Fig. 5 gezeigt, wonach dieser Werkstoff im Sektor 54 lediglich grünes Licht durchläßt, dagegen rotes und blaues absorbiert. In Drehlagen, wo sich die beiden anderen Sektoren 54' bzw. 54" im Strahlengang 19 befinden, würde nur rotes bzw. nur blaues Licht durchgelassen werden. Die jeweilige Absorbtion in den drei verschiedenen Sektoren ist dort durch die gleiche Schraffur-Symbolik wie bei den Werkstoffsorten 22, 22', 22" der Beschriftungsschicht 21 veranschaulicht. Das läßt auch erkennen, wie sich die erforderliche komplementäre Lichtmodulation im vorliegenden Falle durch Verwendung geeigneter Werkstoffe im Selektionsfilter 30 erzeugen läßt. Für das Material des Sektors 54 z.B. würde es genügen, wenn man gleichzeitigdie Werkstoffsorte 22■· als auch 22" verwenden würde, wie sich aus der überlagerung der entsprechenden Durchlässigkeits-

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diagramme in Fig. 3 ergibt, die das Diagramm der Fig. 5 für diesen Sektor 54 erzeugen. Entsprechendes gilt für die Materialien der beiden übrigen Sektoren 54* bzw. 54".

Im vorliegenden Falle mögen die Ziffern der Skalenteilungswerte mögliche Verkaufspreise repräsentieren, deren Preisniveau durch Drehung des Stellrades 13 an der Waage vorbestimmt werden kann. Im angenommenen Fall, wo sich der Sektor 54 im Strahlengang 19 befindet, wird das langwellige und kurzwellige Licht 26', 28" im Filter 30 absorbiert und lediglich der grüne Bestandteil 28 durchgelassen, wie durch die hinter dem Filter 30 eingezeichnete Sinuslinie mittlerer Wellenlänge 28 in Fig. 1 veranschaulicht ist. Das grüne Licht fällt nun auf den schraffiert hervorgehobenen Abschnitt des Meßskala 15 und bestrahlt dort die in Überlappung zueinander angeordneten Ziffern "4", ^H5" und "6". Wie aus den Absorbtionsdiagrammen der Fig. 3 ersichtlich ist, kann im vorliegenden Falle die mittlere Werkstoffsorte 22 das vom Filter 30 gemäß Fig. 5 durchgelassene grüne Licht absorbieren, so daß im Ablesefenster 18, gemäß Fig. 6 lediglich der aus diesem Werkstoff 22 gebildete Skalenteilungswert "5" als schwarze Ziffer in grünem Hintergrund erscheint. Die mit grünem Licht angestrahlten Bereiche des Skalenteilungswertes "4" der ersten Werkstoffsorte 22* bleiben unsichtbar, denn ausweislich des obersten Absorbtionsdiagramms von Fig. 3 wird grünes Licht durch diesen Werkstoff 22' nicht beeinflußt, was sinngemäß für die dritte Werkstoff- ' sorte 22'' des ebenfalls noch angestrahlten Skaltenteilungswerts "6" gilt. Damit ist ersichtlich, daß die dabei aus "falschem Werkstoff gebildeten benachbarten Skalenteilungswerte nicht sichtbar werden, obwohl sie angestrahlt sind; es wird eine Auswahl getroffen, die nur

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den richtigen Skalenteilungswert "5" zur Ablesung in Erscheinung treten läßt.

Durch Verstellung des Stellrades 13 wird entsprechend dem eingezeichneten Pfeil 31 von Fig. 1 oder 4 das scheibenförmige Selektionsfilter 30 um seine Achse 32 verdreht, so daß einer der beiden anderen Sektoren 54' bzw. 54" in den Strahlengang 19 kommen und damit, in analoger Weise, nur die Skaltenteilungswerte einer der beiden anderen WerkstoffSorten 22", 22·' als schwarze Ziffern im Ablesefenster 18 sichtbar werden, im ersten Fall mit roten und im zweiten Fall mit blauem Hintergrund. Die Wirkverbindung zwischen dem Stellrad 13 im Meßgerät 10 und dem Drehantrieb der Filterscheibe 30 ist lediglich durch eine Verbindungslinie 29 schematisch in Fig. 1 veranschaulicht, ähnlich der Verbindungslinie 25 für den Transport der Meßskala 15. Es kann dabei auf bekannte mechanische oder elektrische Antriebsverbindungen zurückgegriffen werden. In Abhängigkeit von dem wirkenden Gewicht 24 des,Wiegegutes 12 wird der jeweils im Strahlengang 19 befindliche bestimmte Abschnitt der Meßskala bestrahlt, wobei in Abhängkelt von dem durch das Stellrad 13 ausgewählten Preisniveau nur einer der drei in diesem Abschnitt beleuchteten Werkstoffsorten der daraus gebildeten Skalenteilungswerte sichtbar wird.

In dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in den Fig. 7 bis 11 ist die Lichtmodulation auf dem Wege der Polarisation erzeugt. Als Meßgerät dient hier auch eine Waage 33. die nach Maßgabe des festgestellten Gewichts 34 eines Wiegegutes 35 über die schematisch mit 36 bzw. eingezeichneten Verbindungen sowohl auf die Verstellung einer MeßsJfcala 38 als auch auf die Einstellung eines komplexen Lichtsenders 39 einwirkt.

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Der Lichtsender 39 besteht auch hier aus einer kontinuierlich strahlenden Lichtquelle 40, die zunächst unpolarisiertes Licht abgibt, wie es aus der perspektivischen Darstellung von Fig. 8 ersichtlich ist. Das Achsenkreuz x, y, zeigt zwei zueinander senkrechte Schwingungeebenen des Lichtes. Wie zu der senkrecht zu diesen beiden Achsen verlaufenden Seitskala t zu erkennen ist, ergeben sich Schwingungen sowohl in der x- als auch in der y-Ebene, was auch in Fig. 7 zum Ausdruck gekommen ist, indem hinter dem Kondensor 41 durch eine Blende 42, wie durch die Sinuslinie angedeutet, eine in der x-Ebene verlaufende Komponente 43 als auch die lediglich durch Wellenberge verdeutlichte y-Komponente 43* gezeichnet sind. Als Abschluß dieses durch Polarisation veränderbaren Lichtsenders 39 dient ein in Form eines hin- und herbewegbaren Schiebers ausgebildeter Selektionsfilter 44* der, wie aus Flg. 9 in Draufsicht entnehmbar, zwei voneinander optisch unterschiedlicher Eigenschaften aufweisende Abschnitte*^ ^/' trägt, was durch entsprechende Scharaffur in Fig. 9 und verdeutlicht ist.

Der eine Bereich des Selektionsfilters, der mit Längsechraffur gekennzeichnet ist, läßt lediglich in der y-Ebene schwingendes Licht durch, weshalb seine Durchlässigkeit in Fig. 9 mit Dy«1 bezeichnet ist, während die in der x-Ebene schwingende Komponente nicht durchgelassen wird, was durch die Angabe Dx-O in Fig. 9 vermerkt ist. Hier ist auch, durch den Pfeil 43* die vom Filter 44 hindurchgelassene Komponente in diesem Abschnitt eingezeichnet. Im oberen Abschnitt dieses Filters 44 befindet sich ein demgegenüber gegensätzlich wirksamer Werkstoff, der lediglich die Horizontalkomponente 43 des Lichtes hindurchtreten läßt, die in Fig. 9 als Pfeil 43 eingezeichnet 1st, weshalb für diesen Abschnitt die Werte Dx-I und DyO gelten. In der angenommenen Stellung des Filters 44 von Fig. 7 gelangt lediglich die waagerechte Komponente 43 des Lichtes hindurch,

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wie durch die in der Zeichenebene dargestellte Sinusschwingung 43 hinter dem gesamten Lichtsender 39 veranschaulicht ist. Dieses Licht fällt nun auf die Meßskala 38, die im vorliegenden Fall wie folgt gestaltet ist:

Auf einem neutralen, beide Komponenten ungestört hindurchlassenden Träger 45 befinden sich Beschriftungen aus zweierlei Werkstoff, die im vorliegenden Falle in zwei Schichten 46,46* angeordnet sind, die aber natürlich so dünn sind, daß damit praktisch die Lage in einer gemeinsamen Ebene angenommen werden kann. Aus Gründen der Deutlichkeit ist die Schichtdicke sowie die Dicke des Trägers in Fig. 7 stark übertrieben gezeichnet. Der in diesen Werkstoffschichten 46, 46' für die Breite eines einzelnen Skalenteilungswerts zur Verfügung stehende Raum ist durch Sehraffur hervorgehoben. Während der Werkstoff 46 die längsschwingende Komponente, die in der y-Ebene verläuft, hindurchläßt, kann durch den Werkstoff 46* lediglich die in der x-Ebene schwingende Querkomponente des Lichtes hindurchgelangen. Dieser Werkstoff 46, 46' kann natürlich, wie durch die Schraffur in Fig. 7 und verdeutlicht, zugleich zum Aufbau der vorher beschriebenen optisch unterschiedlichen Bereiche 47, 47* im verschiebbaren Filter 44 dienen.

Aus der Schraffur der beiden WerkstoffSorten 46, 46' in der Skala 38 ist erkennbar, daß auch hier zwecks möglichst intensiver Raumausnutzung die Ziffern einen Flächenbedarf einnehmen, der zur Überlappung benachbarter Ziffern führt, die in Fig. 11, der Einfachheit wegen, als ganze einstellige Zahlen angegeben sind. Die über-

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lappung der benachbarten Skalenteilungswerte, die abwechselnd aus den Werkstoffsorten 46, 46* gebildet sind, ist anhand der Fig. 11 verdeutlicht, die eine Draufsicht auf die Meßskala 38 zeigt. Während die Werte "3", "5", "7" aus dem Werkstoff 46 bestehen, sind die dazwischenliegenden Zwischenwerte "4" und "6" aus der Werkstoffsorte 46* gebildet. Im vorliegenden Falle wird ein Abschnitt der Meßskala 38 aufgrund des von der Waage 33 festgestellten Gewichtes 34 des Wiegegutes 35 beleuchtet, wo die Skalenteilungewerte "4", "5" und "6" sich befinden. Die beiden äußeren bestrahlten Skalenteilungewerte, die in Fig. 11 gepunktet gezeichnet sind, lassen das auffallende, in der x-Ebene schwingende Licht 43 ungeschwächt hindurch, sind also unsichtbar, während der Werkstoff des in Überlappung daxwischen befindlichen Skalenteilungswerts "5" dieseitLichtkomponente gerade absorbiert, so daß dies-« Ziffer schwarz erscheint auf einem, weil nur mit Polarisation gearbeitet wird, weißfarbigem Hintergrund. Von einer optischen Abbildungseinrichtung 48, die eine Linse 49 sowie eine Faseroptik umfaßt, wird die Ziffer vergrößert abgebildet, wie bei aus der rechten Hilfte der Fig. 7, die einen abgewinkelten Verlauf der Faseroptik 50 veranschaulicht, asu erkennen ist, wo die Ziff. "5" zu erkennen ist.

Ff: vorliegenden Fall fällt das Licht durch den Bereich 47* des Selektionsfilters 44, womit die Lichtverhältnisse hinter dem Filter aus der Darstellung von Fig.16 ersichtlich sind. Dieses Licht vermag durch Auslöschung mit den Skalenteilungewerten der Werketoffechicht 46 zusammenzuwirken, let dagegen durch eine entsprechende Steuerung»

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seitens der Waage 33 der Schieber im Sinne des eingezeichneten Doppelpfeiles 51 von Flg. 7 in seine andere Lage verschoben, wo die Werkstoffsorte des Bereichs im Strahlengang sich befindet und damit lediglich die in der y-Ebene verlaufende Lichtkomponente aus dem Sender 39 abgegeben wird, so sind die aus der anderen Werkstoffsorte gebildeten, in Fig. 11 punktiert eingezeichneten Skalenteilungswerte durch Auslöschung dieses Lichtes an ihrer Stelle wirksam, während umgekehrt, die durch Längssehraffur hervorgehobenen Skalenteilungswerte der'anderen Werkstoffsorte 46 dabei unsichtbar bleiben.

Im zuletzt genannten Ausführungsbeispiel sind lediglich zwei WerkstoffSorten verwendet, was die Darstellung der unterschiedlichen Polarisationswirkungen vereinfachte. Bei andersartigen Polarisationsmaterialien könnte man natürlich auch mehrere zueinander optisch deutlich unterschiedliche WerkstoffSorten für den Aufbau benachbarter Skalenteilungswerte verwenden. Weiterhin könnte man neben einer Lichtmodulation durch Polarisation auch gleichzeitig eine Lichtmodulation durch frequenzweise Absorbtion verwenden, wie sie im ersten Ausführungsfoeisplei näher erläutert wurde. Durch die vereinigung beider Verfahrensweisen läßt sich natürlich eine noch größere Anzahl verschiedener Werkstoffschichten zum Aufbau benachbarter Skalenteilungswerte verwenden, wodurch die Auflösungsfeinheit der abzulesenden Meßskala welter erhöht wird. Natürlich könnte auch die Breite der Absorbtion viel feiner gewählt sein, als im ersten AusführungsbeispdtAl angenommen wurde, wodurch bereits viel mehr unterschiedliche Sorten von Skalenteilungswerten einwandfrei voneinander auf optischem Wege getrennt werden können«, ohne sich in

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ihrer Ablösung gegenseitig zu behindern. Die in Falle der Absorbtion auftretende Färbung des Hintergrundes um die maßgebliche, schwarz erscheinende Ziffer der Meßwert anzeige kann eine weitere Information vermitteln wenn in geeigneter Weise die Werkstoffe zu den einzelnen aufeinanderfolgenden Skalenteilungswerten zugeordnet werden. Durch die Farbe des Hintergrundes kann s.B. eine Aussage über den Meßbereich, in dem gerade gearbeitet wird, gemacht werden.

Ein letztes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand

von Flg. 12 verdeutlicht. Zur leichteren Übersicht und zur Verdeutlichung des Unterschieds gegenüber den vorhergehenden

Ausfuhrungsbeispielen sind für entsprechende Bauteile

die gleichen Bezugszeichen wie infers ten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 verwendet, weshalb insoweit auf die früheren

Erläuterungen verwiesen wird.

Ein Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besteht in der Ausbildung der Meßskala 15. Der neutrale Skalenträger 20 besitzt nicht nur einseitig, wie im ersten Ausführungsbeispiel, sondern beidseitig, in. zwei deutlich voneinander getrennten Ebenen die infersten AusfUhrungsbeispiel eingehend beschriebenen Beschriftungsschichten 21, 21*. Weiterhin ist ein Unterschied durch eine axiale Beweglichkeit der optischen Abbildungseinrichtung 16 gegeben, welche, wie Fig. 12 zeigt, zwischen der ausgezogen gezeichneten Lage, welche die vordere Beschriftungsschicht 21 ins Ablesefenster 18 scharf abbildet, in eine gestrichelt gezeichnete Lage 16' verstellt werden kann, wo lediglich die hintere Beschriftungsschicht 21* scharf in das Ablesefenster 18 abgebildet wird. Durch Ver-

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stellung der Optik 16 zwischen ihren beiden Lagen ist es nunmehr möglich, ausgehend von einer Meßskala 15 sogar eine doppelt so hohe Beschriftungsdichte der Skala mit Skalrenteiiungswerten zu erzielen, wie im ersten Fall. Durch die wahlweise Verstellung der Optik erhält man nämlich entweder die Beschriftungen der Schicht 21 oder die Beschriftungen der anderen Schicht 21* ander Ablesestelle 18.

Die Erhöhung der Aufnahmekapazität der Skala mit gut ablesbaren Teilungswerten ist im letzten Falle bestimmt durch Bewegung der Meßskala nach Maßgabe des festgestellten Gewichts durch die Waage einerseits und entsprechende Einstellung des Lichtsenders durch . Einschalten des geeigneten Selektionsfilters sowie weiterhin durch Auswahl der dingseitigen Ebene in einer der mehrfach hintereinander angeordneten Schichten durch axiale Verstellung der Optik 16 andrerseits. Damit bestimmen drei Steuerungskomponente» die Auswahl des geeigneten, richtigen Skalenteilungswerts nach Maßgabe des Meßgerätfausschlags. Durch eine Anordnung in mehr als zwei Ebenen läßt sich die Beschriftungskapazität noch weiter steigern. Die Einstellung des Lichtsenders 14 und der dingseitigsn Schärfentiefe der Optik 16 kann statt von Hand, wie bei Auswahl eines vorgebenen Preisniveaus an einer Waage, auch durch vom Meßgerät selbst ausgehende Steuerungsimpulse erfolgen, die sich nach dem festgestellten Meßwert richten, wenn es sich z.B. um Meßgeräte mit fortlaufender Zahlenfolge zum Alflsen eines Meßergebnisses handelt. Statt auf Waagen, ist die Erfindung natürlich genausogut auf Meßgeräte anderer Art anwendbar, wo es auf ein möglichst umfangreichen Speicher mit Skalenteilungswerten ankommt.

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Claims (1)

1. Kennwort: "Projektionswaage 190"

   AnsprUohe

   Aj Meßgerät, insbesondere Waage, mit projektiver Meßwertanzeige, wie Anzeige von Gewioht und Verkaufspreis eines Wiegegutes, bestehend aus einem Liohtsender, einer empfängerseitigen Ablesestelle und einem in dem dazwischenliegenden Strahlengang angeordneten lichtdurchlässigen Skalenträger, die mit ihren aufgebrachten Skalenteilungswerten meß_T wert-größengetreu bezüglich der Ablesestelle bewegbar ist, daduroh gekennzeichn e t, daß einander benaohbarte Skalenteilungswerte auf dem Träger (20) einzelwertweise aus liohtmodulativ zueinander verschieden durohlässigen Werkstoffen (22, 22¹, 22«') bestehen und der Liohtsender (14) zur empfängerseitig untersoheidbaren Auswahl einer Sorte dieser Skalenteilungswerte komplementäre liohtmoduliert einstellbar ist.

   2. Meßgerät naoh Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß die einander benachbarten Skalenteilungswerte (22, 22', 22'') im Strahlengang einander überdeckend angeordnet sind und im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene (21) des Skalenträgere (20) liegen.

   3. Meßgerät naoh Anspruoh 1 oder 2, daduroh gekennzeiohnetj daß die Veränderung des Liohtsenders (39) in Abhängigkeit von der ermittelten Meßwertgröße (34) des Meßgerätes (33) selbsttätig steuerbar ist.

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   4t. Meßgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender (I²O aus einem hinter einer gleichbleibend kontinuierlich strahlenden Lichtquelle (26) geschalteten Selektionsfilter (30) besteht, dessen Durchlässigkeit veränderbar ist.

   5. Meßgerät nach Anspruch k, daduroh gekennzeichnet, daß das Selektionsfilter (30) Bereiohe (5^;±, 5^', 5^^fl) mit lichtmodulativ zueinander unterschiedlich durchlässigem Werkstoff aufweist und mit diesen beweglich (31) im Strahlengang (19) angeordnet ist.

   6. Meßgerät naoh Anspruoh 3 und 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Selektionsfilter {^lik) einen synohron mit dem Meßwerktrieb des Meßgerätes (33) laufenden Antrieb (37) aufweist.

   7. Meßgerät naoh Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß das Selektionsfilter aus einer jeweils auswählbaren Gruppe von beweglichen Einzelfiltern eines Filtersatzes gebildet ist, die beziiglioh des Strahlenganges zwischen einer wirksamen Arbeitsstellung und einer unwirksamen Ruhestellung durch ein Schaltwerk bewegbar ist.

   S. Meßgerät nach Anspruch k, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtmodulativen Werkstoffe des Selektionsfilters (30; kk) einerseits und der Skalenteilung 15; 38) andererseits aus frequenzweise absorbtionsfähigen (5^> 5^', 5²I¹¹) und/oder aus lichtpolarisierenden Materialien (47, hl^%) bestehen.

   9. Meßgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet duroh einen Skalenträger (15) mit mehreren in verschiedenen Ebenen (21, 21') angeordneten Skalenteilungswerten und einer im Strahlengang zur Ablesestelle (lS) geschalteten veränderbaren Abbildungseinrichtung (l6), deren Schärfentiefe dingseitig verstellbar ist.

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   te

   10. Meßgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungseinrichtung eine in der Aohse des Strahlengangs bewegliche Linse (16, l6') aufweist, die mit einem sie in verschiedene Lagen schaltbaren Axialtrloh verbunden ist.

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