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Afstandsmeter
Entfernungsmesser im Atlantikwallmuseum Noordwijk
Ein Entfernungsmesser in der Freilichtmuseum Atlantikwall zu raversijde
Entfernungsmesser für Kameras ohne eingebauten Entfernungsmesser

EIN Entfernungsmesser (oder Entfernungsmesser) ist ein optisch oder elektronisch Gerät oder Instrument, mit dem Entfernungen gemessen werden, zum Beispiel die Entfernung vom Messgerät zu einem Objekt. Heutzutage sind fast alle automatischen digitalen Fotokameras mit einem Entfernungsmesser ausgestattet. Es wird häufig in der Fotografie verwendet, um ein Objekt schnell und genau zu fokussieren, bevor ein Bild aufgenommen wird.

Ein optischer Entfernungsmesser besteht aus einem rotierenden Zuschauer und ein Prisma die in einem genau bekannten Abstand zueinander auf einem Halter montiert sind. Im Betrachter ist das Objekt durch den Betrachter und durch das Prisma sichtbar. Durch Verdrehen des Betrachters kann der Betrachter beide Bilder zur Deckung bringen. Derzeit basierend auf a Triangulation der Abstand zum Objekt auf dem Halter ist ablesbar.

Die elektronische Distanzmessung verwendet elektromagnetisch Wellen (Licht- oder Funkwellen). Da diese Wellen ständig von einem Sender ausgesendet werden, können die elektromagnetischen Wellen als Trägerwelle. In regelmäßigen Abständen werden diesem Träger Signale aufgeprägt, die eine modulierte Welle erzeugen.

Geschichte

Der Entfernungsmesser ist zu Ende 1890 fast zeitgleich von William Simms in der Vereinigte Staaten und in England von Percy Smith. Da ab Ende des 19. Jahrhunderts auf Schlachtschiffen immer größere Geschütze eingesetzt wurden und die Granaten dadurch eine immer größere Reichweite erhielten, wurde es immer notwendiger, die Distanz zu feindlichen Schiffen in größerer Entfernung beobachten zu können. Bis 1890 wurde bei einem Duell zwischen Kriegsschiffen die Entfernung zu einem feindlichen Schiff anhand von Granateneinschlägen auf dem Wasser abgeschätzt. Da die Schiffe jedoch weit voneinander entfernt waren, wurde ein genaues Schießen immer schwieriger.

Das HMS-Dreadnought wurde in 1906 als revolutionäres Kriegsschiff gesehen[1] und brachte solche Revolution im Gange, weil es den Bau von Schlachtschiffen von da an völlig veränderte. Von da an waren Kriegsschiffe fast nur noch mit großen Geschützen mit viel größerer Reichweite als zuvor ausgestattet. HMS-Dreadnought war auch das erste Schiff, das mit der sogenannten Entfernungsmesser, damit auch größere Geschütze besser eingesetzt werden können.

Arten von Entfernungsmessern

Die gebräuchlichste Art ist die sogenannte "Stereoskopische" Entfernungsmesser, die als erste von den Deutschen in ihren Feuerleitposten mit Sensenlinsen während der erster Weltkrieg. Das "Stereoskopische" Entfernungsmesser arbeitete mit zwei Linsen auf beiden Seiten eines Tubus, sodass zwei projizierte Bilder überlagert werden konnten, um die Entfernung zu bestimmen. Je länger der Tubus zwischen den beiden Linsen ist, desto genauer lässt sich die Entfernung zu einem Objekt bestimmen. Die üblichste Länge des Tubus zwischen den Linsen betrug normalerweise etwa 210 bis 650 Zentimeter.

Ein weniger verbreiteter Typ ist der sogenannte "Zufall" Entfernungsmesser, die aus einem monoskopischen Bild bestand, bei dem sozusagen zwei Ferngläser hintereinander platziert wurden, so dass zwei Objekthälften übereinander projiziert werden konnten. Durch die Kombination der beiden Halbbilder zu einem konnte die Entfernung zu einem Objekt bestimmt werden. Diese Version erwies sich jedoch als wesentlich ungenauer als die "stereoskopische" Version und wurde daher weniger verwendet.

Elektro-optische Abstände

Um das Konzept der elektrooptischen Distanzen erklären zu können, wird es mit der direkten Längenmessung, dh mit einem Maßband, verglichen.

Die Entfernung von Punkt P zu Punkt Q muss gemessen werden und es steht ein Band von 20 Metern zur Verfügung. Dann wird zunächst der Nullpunkt des Bandes am Anfangspunkt P gehalten. Dann wird das Maßband ganzzahlig ausgelegt und schließlich die Endgröße PQ bestimmt, indem zu diesem Wert ein Restwert des Bandes addiert wird Die Länge des Maßbandes, in diesem Fall 20 Meter, kann mit der Wellenlänge verglichen werden.

Trägerwelle

Retroreflektierendes Prisma

Wurde zunächst in der elektrooptischen Distanzmessung eingesetzt Radiowellen, heute ist die Trägerwelle a Lichtwelle, das im infraroten Teil des Spektrums liegt.

Dieser modulierte Lichtstrahl wird von einem Sender ausgesendet. Um zu vermeiden, dass am Ende der zu messenden Linie ein teurer Empfänger platziert werden muss, wird dort ein Prisma platziert.

Dieses Prisma, a Retroreflektor, hat die Eigenschaft, den empfangenen Lichtstrahl parallel zur Eintrittsrichtung zurückzusenden. Dieser reflektierte Lichtstrahl wird dann im Instrument empfangen. Tatsächlich wird also eine doppelte Distanz zurückgelegt. Das bedeutet, dass der gemessene Abstand durch 2 geteilt werden muss.

Bei der elektrooptischen Längenmessung wird vom Sender ein Signal (bestehend aus Wellen) an den Empfänger gesendet, der sich dann am Endpunkt der Messleitung befindet. Je nach Entfernung wird eine komplette Welle beim Empfänger mehrmals durchlaufen und ein Teil einer Welle als Restwert. Dieser Restwert wird in der Elektronik als „Phasendifferenz“ bezeichnet. Eine solche Phasendifferenz kann elektronisch gemessen werden.

Um die Entfernung zu bestimmen, "zählt" das Gerät die Anzahl der ausgesendeten Wellen, bevor es ein Signal zurück empfängt. Hat das Gerät dann das Signal zurück, berechnet es die Entfernung nach folgender Formel;

Distanz = Vibrationszeit X Anzahl der Wellen / Lichtgeschwindigkeit / 2.

Vier verschiedene Level

Es lassen sich vier verschiedene Messverfahren unterscheiden:

  1. drei Strahlen hintereinander: Das Gerät sendet drei Strahlen von "Sinuswellen" aus. Diese werden vom Prisma reflektiert. Das Gerät sammelt diese Bündel erneut und mittelt die Zeit, die das Bündel über die Entfernung zurückgelegt hat. Aus dieser Durchschnittszeit berechnet er die Distanz.
  2. ein starker Strahl: Das Gerät sendet einen langen Strahl einer "Sinuswelle" aus. Dieses wird vom Prisma zum Gerät zurückreflektiert. Das Gerät berechnet dann die Entfernung anhand der Zeit.
  3. reflektorlos: wenn Sie ein reflektorloses . verwenden Totalstation kann auch direkt an Materialien wie Stein gemessen werden. Das Gerät sendet dann nacheinander einige Strahlen aus, wenn sich die Strahlen durchdringen, geht ein Signal zurück zum Gerät. Das macht das Gerät so lange, bis nichts mehr zurückkommt (weil keine Wellen mehr durcheinander gebracht werden). Basierend auf dieser Beobachtung berechnet das Gerät die Entfernung. Der große Vorteil der reflektorlosen Messung besteht darin, dass nicht erreichbare Positionen von einer Person gemessen werden können.
  4. RedTech Technik: Dies erfolgt nach der gleichen Technik wie die reflektorlose Messung, der große Unterschied besteht darin, dass ein sehr schmaler Messstrahl verwendet wird, so dass eine sehr genaue Messung durchgeführt werden kann. Diese Genauigkeit ist auf eine geringere Streuung bei der Messung zurückzuführen. Streuung ist eine Störung der Messung, da das Gerät etwas anderes misst als der Zielpunkt.

Siehe auch

Externer Link