Optische Mikrometer
Definition :
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Optische Mikrometer sind Vorrichtungen zur Steigerung der Ablesegenauigkeit einer Teilung. Sie enthalten mindestens einen optischen Bauteil, mit dem das Teilungsbild oder ein Teil hiervon messbar verschoben werden kann. Auf einer Skale kann der Verschiebungsbetrag abgelesen werden. Die Mikrometerschrauben, die hier zur Anwendung kommen, sind Schrauben mit kleiner Ganghöhe und besonders gleichmäßig geschnittenem Gewinde. Sie dienen zum Messen sehr kleiner Strecken durch Bestimmung des Betrages, um den sie gedreht werden.
Die Ära der optischen Mikrometer begann eigentlich erst mit den genialen Konstruktionen von Heinrich Wild bei Zeiss/Jena.
1905 Bereits versuchte Heinrich Wild, einen Theodolit zu konstruieren, bei dem man mit einer einfachen Ablesung, in beiden Fernrohrlagen je 2 gegenüberliegende Ablesestellen -vom Platz des Beobachters her- vom Fernrohr ablesen kann.
1907 meldet dann Heinrich Wild ein Patent in der Schweiz für eine solche Ablesevorrichtung an. Auch wurden danach zwei Versuchsinstrumente gebaut, die jedoch mangelhaft ausgeführt waren und so einen raschen Fortschritt nicht erlaubten (12, S. 79).
Auch Reinhard Reeh in Wetzlar versuchte eine ähnliche Konstruktion (1899, D.R.P. Nr. 110214), die aber (auch aus noch mangelnder Ausführung) wohl keine praktische Bedeutung erhielt.
1924 wurde im Karl-Zeiss-Werk in Jena dann ein neuer Theodolit mit einer absolut neuartigen Ablesevorrichtung fertiggestellt, die von Heinrich Wild stammte.
Es war der Th 1, der erste optische Theodolit.
mit Ihm begann eine ganz neue Ähra des Theodolitbaues, welche die Entwicklung immer
weiter beschleunigte und eine Vielzahl von Weiterentwickungen innerhalb immer kürzer werdender Zeiträumen zur Folge hatte.
Strahlengang_Wild_T1
Bei dieser neuen Ablesevorrichtung (Siehe oben) ist die Alhidade mit zwei Zeigern Z1
und Z2 ausgerüstet, deren Abstände S1 und S2 vom vorhergehenden Teilstrich zu
messen sind.
Zu diesem Zwecke werden auf optischen Wege die 2 Bilder der beiden Ablesestellen so übereinander gelegt, dass die beiden Zeiger Z1 und Z2 zusammenfallen und die Kreisteilungen in die entgegengesetzte Richtung laufen. Dann entsteht das in der Abb. Figur1 dargestellte Bild.
Aus dieser Abbildung sieht man, dass das arithmetische Mittel der beiden Ablesungen (S1+S2) /2 auch durch Messung der 2 Abstände T1 und T2 bestimmt werden kann.
In diesem Fall brauchen die Zeiger Z1 und Z2 selbst nicht mehr sichtbar zu sein. An
die Stelle der Zeiger tritt derjenige Punkt, der Geraden AA, der in beiden Kreisteilungen dieselbe Ablesung bis auf den Unterschied +/- 200 GON ergibt.
Nach dieser optischen Zusammenlegung der beiden Ablesestellen ist nur eine
Vorrichtung zum Messen des halben Abstandes T1 - T 2 erforderlich. Hierzu dient ein Paar paralleler Glasplatten P1 und P2 (Figur 2), die in den Strahlengang eingeschaltet werden.
Diese Platten sind so nebeneinander gestellt, dass durch die eine Platte, die von der linken Ablesestelle, durch die andere, die von der rechten Ablesestelle des Horizontalkreises herkommenden Strahlen hindurchgehen.
Diese Platten können um eine gemeinsame Achse gedreht werden. Dadurch verschieben sich die beiden Teilungen im Bild gegeneinander und man kann die beiden Teilstriche zur "Koinzidenz" bringen.
Die hierzu erforderliche Drehung der beiden Glasplatten gibt dann ein Maß für den Abstand T1 - T2 an.
Unter der Voraussetzung, dass einer großen Drehung des Triebknopfes (der die
Bewegung der Planplatten bewirkt) eine kleine Bewegung der Planplatten entspricht, und
dass beide Platten sich um die gleichen Beträge in die entgegengesetzten Richtung
bewegen, kann man aus der Umdrehung des Triebknopfes den Abstand T1 -T2 erhalten.
Man kann also sagen, dass es sich hierbei um optische –Planplatten –Koinzidenz -
Mikrometer handelt.
Diese Ablesemethode wurde mehr und mehr verbessert und hat mit der Zeit eine optimale
Leistungsfähigkeit erreicht.
1841 Das erste Planplattenmikrometer geht schon auf Clausen (1841) zurück.
1854 Auch Porro (1854) benutzte es bereits für die Mikrometermikroskope seiner Theodolite.
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