CH142199A - Anzeige-Instrument. - Google Patents
Anzeige-Instrument.Info
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Description
Anzeige-Instcnment. Die Erfindung,, bezieht sich auf ein An- zeigeinstrument, insbesondere als elektrisches llessinstrument, .auf dessen Anzeigefläche ein Licht- oder Schattenbild erzeugt wird. Es sind zwei Arten bekannt, um die Messwert- angabe mittelst eines Licht- oder Schatten- fleckes anzuzeigen.
Bei der einen Art wird ein Licht- oder Schattenfleck 'stets gleichblei bender Grösse .auf die Skala. geworfen. hlise Anordnung hat den 'Nachteil, dass die Ab lesung aus grösserer Entfernung ohne beson dere Hilfsmittel sehr erschwert ist.
Bei der zweiten Art wirr der Anzeibewert durch die Grenze zwischen der Schattenfläche eines von hinten beleuchteten Körpers und der be- h,uchteten Anzeigefläche des Instrumentes bestimmt, wobei die Lage des schattenwer fenden Körpers beispielsweise durch kleine Motoren verändert wird, welche entsprechend der Stellun,- des Messsystems gesteuert wer den. Es ist klar, dass die letztere, eine um fangreiche Apparatur erheischende Anord- nung nur für ganz besonders umfangreiche Spezialinstrumente anwendbar ist.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird gleichfalls .der iilesswert mittelst eines Licht- .oder Schattenfleckes nach der zweiten .der vorhin beschriebenen Methoden angezeigt. Im folgenden werden dabei zur Verein fachung der Beschreibung stets .die Ausfüh rungen mit Schattenfleck .beschrieben, die naturgemäss ebenso als Lichtfleck ausgeführt werden können, mit Ausnahme der Ausfüh- rungsforrn nach Fig. 10, wo ein Lichtfleck vorhanden ist.
Erfindungsgemäss wird je- docb der schattenwerfende Körper direkt vom Instrumentensystem bewegt und sein Schat tenbild auf die beleuchtete Skalenflüche projiziert.
In der Zeichnung zeigen die Abb. 1 bis 13 Ausführungsbeispiele des Erfindungs gegenstandes.
Bei dem Beispiel gemäss Abb. 1 ist mit 1 die Achse eines als Profilinstrument geb.au- ten Messinstrumentes und mit 2 :das Mess- system, zum Beispiel eine Ferraristrommel, bezeichnet. Auf der zwischen der Skalen fläche und der Objektivebene der Projek tionseinrichtung angeordneten Achse 1 sitzt der die Anzeige des Messwertes vermittelnde pfeilförmige Körper 8, der zwischen :dem Ob jektiv 4 und dem Kondensor 5 einer Projek tionseinrichtung spielt und relativ zur Ska lenfläche eine konkave Bahn beschreibt.
Die Beleuchtung erfolgt durch die Lichtquelle 6. Die Vorderwand 7 des Profilinstrumentes be sitzt in einem Ausschnitt die Mattscheibe 8, auf die nach Einstellung des optischen Sy stems ein scharfes, pfeilförmiges Zeigerbild ,geworfen wird. ZTorderwand des Instrumentes und Mattscheibe sind eben. Die Mattscheibe besitzt zum Beispiel eine linear erstreckte S1,-a.lenteilung, über die der strichförmige Schattenpfeil entlang wandert und sich je nach der Grösse ,des Messwertes verlängert oder verkürzt.
Statt die Messinstrumentenskala in linea rer Erstreckung auszubilden, kann man auch ein flächenförmiges Skalenfeld benutzen, .das entweder eben sein kann, oder zum Beispiel die Form einer Kugelkalotte besitzt. In Abb. 2 ist einderartiges flächenförmiges Skalenfeld abgebildet, bei dem die Skalen markierungen durch konzentrische Kreise dargestellt werden.
Entsprechend der Grösse des anzuzeigenden Messwertes wird der Durchmesser des innern Begrenzungskreises des kreisringförmigen Schattens eingestellt, wobei der i@Iesswert durch den mit dem erwähn ten Begrenzungskreis zusammenfallenden Skalenkreis angegeben wird. Die Schatten fläche. deren Grpn:zlinie zwischen Licht und Schatten den Messwert anzeigt, wird hierbei beispielsweise .durch eine Irisblende erzeugt, deren Öffnung vom Messsystem des Instru mentes gesteuert wird,.
Es ist jedoch auch die umgekehrte Anordnung möglich, bei wel cher, wie in Abb. 3 dargestellt ist, das kreis förmice Skalenfeld innen :dunkel ist und die Schattenfläche sieh mit zunehmendem Mess- wert verkleinert. Eine Anordnung der Blende für ein derartiges Instrument zeigt Abb. 4. An einem Träger 7 ist die Achse 8 befestigt, auf der eine Hülse 9 gleitet, die mit einer Zahnstange 10 versehen ist. Das Messsystem bewirkt über das Zahnrad 11 eine achsiale Verschiebung der Hülse.
In Augen an der Hülse sind Streben 12 befestigt, welche die Stäbe 14 spreizen, die nach Art eines Schir mes untereinander mit einem undurchsich- ti2en Stoff verbunden sind.
Bei Instrumenten, bei welchen positive und negative Werte .der Messgrösse unterschie den werden und :das Messsystem daher sowohl positive, als auch negative Winkelabweichun gen aus ,der Ruhelage ausführt, kann man durch Anwendung eines Zeigers mit zwei Enden (Abb. 5) zwei in entgegengesetzter Richtung in :das Skalenfeld einlaufende Zei gerbilder erzeugen, von welchen je nach dem Ausschlagsinn das eine auf :der Skala er scheint, :die dann mit zwei in entgegen gesetzter Richtung verlaufenden Bezifferun gen versehen ist (Abb. 6).
Dabei kann auch die Länge des mit zwei entgegengesetzt gerichteten Enden versehenen Zeigers so bemessen sein, da.ss in der Null stellung :des Instrumentes das Schattenbild die Skalenlänge überdeckt.
Es tritt öfters .der Fall ein, dass die An gaben zweier Messinstrumente in einem funk tionellen Zusammenh@ange stehen; so gibt bei spielsweise in Wechselstromanlagen bei kon stanter Spannung das Verhältnis von Lei stung und Strom ein Mass für den Leistungs faktor (cos fi). Man kann nun die vorlie gende Messinstrumentenanordnung vorteilhaf- terweise .dazu ausnutzen,
um durch geeignete räumliche Anordnung von zwei Instrumen ten ein drittes zu ersparen (vergl. Abb. 7 und 8). In den beiden Abbildungen zeigt das obere System die Leistung, das untere den Strom an. Projiziert man die Skalenzeiger der Messinstrumente unmittelbar übereinan der, so gibt die relative Lage der beiden Zei gerbilder ein Mass für den dritten abhängigen Messwert. Dabei lässt sich die Anordnung so treffen"dass die beiden Schattenpfeile für ge wisse Verhältnisse gleichlang und die Spit- zen der Pfeile daher unmittelbar untereinan der erscheinen.
Mit derartigen M.essinstrumenten ist es Je doch auch auf andere Weise möglich, funk tionelle Abhängigkeiten darzustellen. Ordnet man nämlich im Lichtkegel zwei Blenden- s,#-steme hintereinander an, welche von ver- schicdenen Messsystemen gesteuert werden. so kann aus der Lberdeckungsfigur der Schat ten, respektive dem Verlauf ihrer Randlinie auf einen dritten abhängigen Messwert ge schlossen werden.
Wird beispielsweise eine rechteckige Blende in vertikaler Richtung und eine zweite rechteckige Blende in hori zontaler Richtung bewegt, so erscheint auf der Mattscheibe ein Bild nach Abb. 9. Wird beispielsweise die vertikal bewegliche Blende in Abhängigkeit der Spannung und die hori zontal bewegte Blende in Abhängigkeit des Stromes gesteuert. so ist :die Fläche des Rechteckes, lineare Teilung vorausgesetzt, ein Mass für die Scheinleistung. Zur Darstel lung vektorieller Grössen kann beispielsweise die Blendeneinrichtung nach Abb. 11 dienen.
Eine kreisförmige Blende 15 mit einem Ra dialschlitz und eine Irisblende 16 befinden sich im Lichtkegel der Projektionseinrichtun konzentrisch hintereinander. Die Blende 15 ist um ihre Achse drehbar, wie in der Ab bildung durch einen Pfeil angedeutet ist; die Irisblende 16 kann durch die Einstellhebel 17 .auf verschiedene Öffnungen eingestellt werden. Wird nun die Stellung der Schlitz blende 15 von der Ricl_itung eines Vektors, und die Öffnung der Irisblen-de 16 von der absoluten Grösse des Vektors bestimmt, so er- cheint -auf der.
Mattscheibe ein Bild nach Abb. 10, in dem der Lichtfleck Grösse und Richtung des Vektors an-ibt.
@Ä'enn es sich um die Anzeige rncbrerer ilesswerte handelt, können mit Vorteil meh rere Zeiger im gleichen Lichtkegel vereinigt mid auf die gleiche Skalenfläche projiziert werden. Abgesehen von der Wirtschaftlieh- kpit und Platzersparnis ist diese Anordnung mit Vorteil zu verwenden, wenn es sich um die Angabe mehrerer Messwerte handelt, die zueinander in Beziehung stehen oder mitein ander verglichen werden sollen.
In Abb. 12 sind ausser dem Messsystem 2 mit Zeiger 3 zwei v-eitere Messsysteme 19 und 20 für weitere Messfrössen derart ange- erdnet, dass sich die Zeiger in der Bewegung nicht gegenseitig hindern. Im allgemeinen wird man Messsysteme mit Drehbewegung so anordnen, dass die Achsen für die Zeiger senkrecht auf der optischen Achse stehen.
Ordnet man die Achsen von zwei .oder meli reren Zeigern auf derselben Geraden liegend an, so entsprechen bei diesen Systemen glei- cl;en Drehwinkeln gleiche Wege des ;Sehat- tenbildes auf der Anzeigefläche, was für die Eichung von Vorteil ist (System 2 und 19). Annähernd derselbe Effekt ist durch eine Anordnung zu erzielen, bei welcher je zwei Achsen symmetrisch in bezug auf die ge meinsame Tangentialebene .an die Zylinder flächen liegen, in welcher die Bewegung ihrer Zeiger erfo-lgt (System 19 und 20). Auch in diesem Falle entsprechen gleichen Dreh winkeln .annähernd gleiche Wege der Schat tenbilder.
Beide Anordnungen können mit einander vereinigt werden, wie in Fig. 7 2 dargestellt.
Das Objektiv bildet Zeiger, deren Bahnen in bezug auf das Objektiv konkav sind, schär fer ab. Vorteilliafterweise ordnet man daher jene Zeiger, bei welchen die Art der Bahn eine schärfere Abbildung erschwert, in der Mitte des Lichtkegels an, so da.ss die<B>Un-</B> schärfe nicht noch durch die Randunschärfe des Objektivs weiter vergrössert wird. Da durch lässt sich eine genügende Schärfe des gesamten Bildes erzielen.
Wenn die Messwerte der einzelnen Sy steme verglichen werden sollen, so sind ihre Charakteristiken derart abzugleiehen, .dass die Längen der Schattenbilder den Vergleich ,der Messgrössen ermöglichen. Dies muss z. B. dann der Fall sein, wenn mittelst des Instrumen- tos die Symmet#_ie oder Unsymm.etrie eines Mehrleitersystems (Mehrphasensystem) vor Augen geführt wenden soll.
Wenn etwa die Ströme in drei Phasen einer Drelistrom- leitung gemessen werden sollen, sind die In- strumente derart abzugleichen, dass zum Bei spiel .gleiche Pfeillängen bei den drei Sy stemgin mit praktisch genügender Genauig keit gleichen Messwerten entsprechen. Es können jedoch nicht nur Messgrössen gleicher Art verglichen werden, sondern es kann auch, wenn drei iMessgrössen in einem funk tionellen Zusammenhang stehen, aus dem Verhältnis zweier Grössen auf die dritte o;e- schlossen werden.
Bei einem derartigen Mehrfachinstrument müssen nicht alle Zeiger zur Anzeige von Messwerten dienen, sondern es können auch ein oder mehrere Zeiger als Sollwertanzeiger verwendet werden, welche willkürlich ent weder unmittelbar oder mittelst Fernübertra gung von einer Kommandostelle aus ver stellt werden können. Der Beobachter -des Instrumentes hat dann die Aufgabe, .die Mess- grösse dem befohlenen Sollwert möglichst anzupassen.
Ferner ist es möglich, einen oder mehrere Zeiger als Schleppzeiger auszubil den, welche von andern Zeigern in einer Richtung mitgenommen werden können und so erreichte grösste oder kleinste Werte (Grenzwerte) ,anzeigen. Durch eine beson ders vorteilhafte Ausführungsform der Ein richtung gemäss der Erfindung, bei der der die Anzeige bewirkende schattenwerfende Körper zwischen einem Kondensor und dem Objektiv eines Projektionsapparates spielt,
ergeben sich eine Reihe von wesentlichen Vorzügen gegenüber den bisher bekannten Ausfiihrungen von Messinstrumenten. Soll eine eindeutige und genaue Ablesung inner halb des ganzen Skalenbereiches möglich sein, so müssen gleichfalls im gesamten Slm- lenbereich alle Halbschatten unterdrückt wer den, und muss die Messwertangabe durch die Grenze zwischen dem Kernschatten des vor erwähnten Anzeigekörpers und -der beleuch- ileten Skalenfläche erfolgen.
Im allgemeinen ist dies nur zu erreichen, wenn die Abmes sungen des schattenwerfenden Körpers gross gegenüber der Ausdehnung #der Lichtquelle sind. Durch die Anordnung der vorerwähn ten optischen Projektionseinrichtung gelingt es jedoch, die Abmessungen des schattenwer- fenden Körpers nahezu beliebig zu verklei nern, so dass der schattenwerfende Körper, im folgenden kurz ,>Zeiger" genannt, mit sehr geringem Gewicht und insbesondere sehr ge ringem Trägheitsmoment im Verhältnis zu den bis jetzt bekannten Ausführungsformen hergestellt werden kann,
was in der Instru mententechnik ein an sich besonders ge schätzter Vorteil ist. Die Anwendung der Optik ermöglicht es aber ferner, die Skalen fläche eben auszuführen (Flachprofilinstru- ment) und die bisher benutzten unsicheren und ungenauen mechanischen Geradführun- gen ,durch eine vollständig reibungslos op tische Geradführung zu ersetzen, wenn man einerseits die Drehachse des Instrumentes re lativ zum optischen System so legt,
dass der abzubildende schattenwerfende Körper eine zur Skalenebene konkave Bahn beschreibt. und dann anderseits den verbleibenden Ab- bildungsfehler, falls es noch notwendig ist. durch eine geeignete \Fahl der Linsen kom pensiert.
Durch die Anbringung eines geeig neten optischen Linsensystems gelingt es schliesslich noch, sämtlieh.e Begrenzungslinien des Schattenwildes gegenüber der beleuchteten Shalcnfläche durch Unterdrückung der Halb schatten als scharfe Linien hervortreten zii lassen, so dass es möglich ist, beliebig ge formte schattenwerfende Körper, beispiels weise pfeilförmig gestaltete, zu verwenden.
Dadurch ist es möglich, dem Beschauer das Vergleichsmass der Ausdehnung des Schat- tenbildes zur besamten Skalenausdehnung vor Augen zu führen, was eine besonders deutliche Ablesung aus grossen Entfernungen gestattet.
Die beschriebene Art der Anzeige von Messgrössen ist selbstverständlich nicht auf elektrische Grössen allein beschränkt, es ist. vielmehr möglich, je .nach vier Art des Mess- systems die verschiedensten Messgrössen dar- zustellen.
Messinstrumente gemäss Abb. 5 bis 8 und 12 lassen sich ohne weiteres zugleich als re- gistrierende Insti@tmente ausbilden. Die Bild ebene, das heisst die Mattscheibe wind zu dem Zweck mit einem Querschlitz versehen.. Lässt man nun vor dem Schlitz quer zu ihm einen lichtempfindlichen Film abrollen, so zeichnet der Schattenpfeil des Zeigers :auf dein Film das gewünschte Diagramm auf. Für das gleichzeitige Ablesen des Augenblickwertes ist das Messsystem noch mit einem auf einer Skala spielenden Schattenpfeil versehen.
Der artige Registrierinsirumente sind besonders geeignet für .die Registrierung von Vorgän gen in Fällen, wo nur .geringe Messenergien zur Verfügung stehen, zum Beispiel bei Fernmessung über Telephonleitungen, Tem peraturmessungen mit: Thermoelementen usw., als Ersatz für Instrumente mit punktweiser Registrierung, welche die für die Schreib vorrichtung nötige Energie einer örtlichen Stromquelle entnehmen müssen.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH: Anzeigeinstrument, insbesondere elektri sches Messinstruinent, .dessen Anzeigewert durch mindestens einen Teil der Begren zungslinie der auf einer beleuchteten An zeigefläche des Instrumentes hervorgerufenen Schattenfläche eines Körpers bestimmt. ist, welcher in dem die Anzeigefläche :beleuch tenden Lichtkegel bewegbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass dieser die An zeige bewirkende Körper direkt von dem In strumentensystem bewegt und sein Schatten bild auf die beleuchtete Skalenfläche proji ziert wird. UNTERANSPRüCHE 1.Anzeigeinstrument nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass -der die An zeige bewirkende Körper zwischen dein Kondensor und dem Objektiv eines Projektionsapparates angeordnet ist. 2. Anzeigeinstrument nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, d.ass die Dreh achse des Instrumentes zwischen der Skalenfläche und der Objektivebene der Projektionseinrichtung angeordnet ist, so dass der schattenwerfende Körper eine relativ zur Skalenfläche konkave Bahn beschreibt. 3.Anzeigeinstrument nach Patentanspruch, ,dadurch gekennzeichnet, dass die den Körperschatten auffangende, in der Bild ebene .des Objektivs liegende und mit Skalenteilung versehene Anzeigefläche eben ist. 4. Instrument nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Anzeige fläche mit einer Skalenteilung in linea rer Erstreckung versehen ist. 5. Instrument nach Patentanspruch, da- ,durch gekennzeichnet, dass der den Schat ten erzeugende Körper stabförrnig aus gebildet ist. 6.Instrument nach Patentanspruch für po sitive und negative Messwerte, dadurch gekennzeichnet, .dass der den Schatten er zeugende Körper als Zeiger mit zwei Enden ausgebildet ist. 7. Instrument nach Patentanspruch, ge kennzeichnet durch eine Skalenfläche mit konzentrischen Skalenmarkierungen, auf der die a.nzuzeigen4e Grösse mittelst einer .der Form der -garkieruiigen ähnlichen Begrenzungslinie abgebildet wird. B.Instrument nach Patentanspruch, da.- durch gekennzeichnet, dass das den Mess- wert anzeigende Schattenbild durch eine Irisblende erzeugt wird, deren Öffnung durch ,das Messinstrument verstellt wird, so d.ass das Skalenfeld zentral beleuchtet, am Rand .aber dunkel ist. 9.Instrument nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Schatten bild durch ein vom 3Tesssystem gesteuer tes, schirmartig aufspannbaxes Organ er zeugt wird, und das Zentrum des Skalen feldes einschliesst.10. Instrument nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Skalen felder zweier Messeinrichtungen, deren Angaben in funktionellem Zusammen hang stehen, derart räumlich zueinander angeordnet sind, dass .durch die relative Lage der Zeigerbilder beider Messeinrich- tungen ein dritter Messwert dargestellt wird.11. Instrument nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass mehrere in verschiedener Richtung bewegliche Blen den im -Projektionskegel hintereinander angeomduet sind, die in Abhängigkeit von verschiedenen Messgrössen bewegt, durch ihre Stellung diese Messgrössen und durch ihre gegenseitige Überdeckung weitere mit diesen Messgrössen in funktionellem Zusammenhang stehende Grössen an zeigen. 12.Instrument nach Unteranspruch 11, da durch gekennzeichnet, dass eine Schlitz blende und eine Irisblende hintereinan der zwischen Kondensor und Objektiv angeordnet sind. 13. Instrument nach Patentanspruch als R2 gistrierinstrument, dadurch 'uekennzeich- net, dass die in der Bildebene liegende Auffangfläche für das Schattenbild mit einem Querschlitz versehen ist, vor dem ein :lichtempfindlicher Film quer zum Schlitz abgerollt wird. 14.Instrument nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass die Länge,des mit zwei entgegengesetzt gerichteten Enden versehenen Zeigers so bemessen ist, dass in der Nullstellung des Instru mentes das Schattenbild die Skalenlänge überdeckt. 15. Instrument nach Unteranspruch 6, da- .durch gekennzeichnet, dass der Zeiger gegeneinander gerichtete Pfeilspitzen be sitzt, deren Entfernung voneinander so bemessen ist, dass das Schattenbild bei der Pfeilspitzen in der Ruhestellung des Instrumentes die Skalenlänge zwischen sich frei lässt. 16.Instrument nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere schattenwerfende Zeiger im<B>g</B>lei chen Projektionskegel derart angeordnet sind, dass ihre Schattenbilder auf der An zei"efläche parallele Bewegungsrichtung haben. 1.7. Instrument nach Unteranspruch 16, da durch gekennzeichnet, dass die Achsen -der Zeiger senkrecht auf der optischen Achse .der Projektionseinrichtung stehen. 18. Instrument nach Unteranspruch 16, da.- durch gekennzeichnet, dass die Achsen von mehreren Zeigern in einer Geraden liegen. 19.Instrument nach Unteranspruch 16, da durch gekennzeichnet, dass die Achsen der Zeiger paarweise symmetrisch zur gemeinsamen Tangentialebene a-n die Zy linderfläche, in welcher :die Zeigerbewe gung stattfindet, ,angeordnet sind. 20. Instrument nach Unteranspruch 17, @da.- durch gekennzeichnet, dass die Mess- systeme zur Bewegung der schattenwer fenden Körper derart abgeglichen sind. dass durch die Längen der Schattenbilder der Vergleich der Messgrössen .möglich ist. 21.Instrument nach Unteranspruch 20, da durch gekennzeichnet, dass gleiche Pfeil längen bei den verschiedenen Mess- systemen mit praktisch genügender Ge nauigkeit gleichen Messwerten entspre chen. 22. Instrument nach Unteranspruch 16, da durch gekennzeichnet, dass ein Teil der schattenwerfenden Körper ,durch Mess- systeme bewegt wird, während die übri gen zur Anzeige von Sollwerten dienen den willkürlich unmittelbar oder mittel bar verstellt werden können. 23.Instrument nach Unteranspruch 16, da durch Gekennzeichnet, dass ein Teil der schattenwerfenden Zeiger durch Mess- systeme bewegt wird, während die übri gen als Schleppzeiger zur Anzeige der auftretenden Grenzwerte ausgebildet sind.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT142199X | 1928-11-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH142199A true CH142199A (de) | 1930-09-15 |
Family
ID=3642029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH142199D CH142199A (de) | 1928-11-20 | 1929-09-23 | Anzeige-Instrument. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CH (1) | CH142199A (de) |
-
1929
- 1929-09-23 CH CH142199D patent/CH142199A/de unknown
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