CH232662A - Rechenschieber zur Ermittlung der Abweichung einer Länge von einer Bezugslänge aus Interferenzmesswerten. - Google Patents

Rechenschieber zur Ermittlung der Abweichung einer Länge von einer Bezugslänge aus Interferenzmesswerten.

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CH232662A
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Description


      Rechenschieber    zur     Ermittlung    der     Abweichung    einer Länge von einer Bezugslänge  aus     Interferenzmesswerten.       Bei der Bestimmung der     absoluten    Länge       eines,    Körpers, z.

   B. eines     Endmasses,        mittels     Lichtwellenlängen verfährt man bekanntlich  in der Weise,     @dass    man die     Interferenzstrei-          fen    an der     Messfläche        des    Prüflings mit den  Streifen vergleicht, die auf der Quarzplatte  erscheinen, auf welche der Prüfling aufge  sprengt ist. Das Verfahren, welches z.

   B. in  "Grundlagen und Geräte technischer Längen  messungen" von     Berndt,        Berlin    1929, Seite  120 ff. im einzelnen beschrieben ist, soll in  seiner Anwendung auf Endmasse nachstehend  an Hand der     Abb.1    und 2 in dem Umfange  kurz     erläutert    werden, wie es zum Verständ  nis der Erfindung notwendig ist.  



       In        Abb.    1 befindet sich der an seiner  obern     Fläche    spiegelnde Prüfling a auf der  Oberfläche b einer spiegelnden     Quarzplatte          unterhalb    einer durchsichtigen Platte mit  zur Quarzplatte geneigter Fläche e. Der  Keilwinkel zwischen den Flächen b und e    ist in Wirklichkeit viel kleiner, als in     Abb.    1  gezeichnet ist. Ebenso ist Ader     Scheitel    des  Luftkeils f, den die Flächen umschliessen, nur  gedacht.

   Beobachtet man durch die obere       Platte,die    in dem Luftkeil     entstehenden    In  terferenzstreifen, so ergibt sich     Idas    etwas  schematisiert in     Abb.    2 wiedergegebene Bild.  Die über dem unbedeckten Teil der Quarz  platte erscheinenden Streifen g sind gegen  die Streifen h, die im Bereich über dem     End-          mass    erscheinen, um einen Bruchteil einer  Streifenbreite versetzt. Jeder .Streifen ent  spricht in der Höhe einer halben Wellenlänge  des     verwendeten    monochromatischen Lichtes.

    Mithin ist die zu messende Höhe des End  masses gleich dem Produkt aus der halben  Wellenlänge     #/2    und der einen unechten  Bruchdarstellenden Zahl von Streifenbreiten  über     tdie    Strecke s. Dieser unechte Bruch  setzt sich aus     einer    ganzen Zahl p und einem  überschiessenden echten     Bruchteils    zusam.-           men.    Somit ist. für eine bestimmte Wellen  länge     i    die zu     messende    Strecke  
EMI0002.0004     
    Dabei kann     s    ohne weiteres aus der Ver  schiebung der Streifen h: geben die Streifen       y    bestimmt werden. Dagegen ist p nicht ohne  weiteres messbar.

   Das      -eitore    Verfahren be  ruht auf folgendem Gedankengang:  Denkt man sich an Stelle des Prüflings  ein     Endmass,    dessen Höhe den Sollwert d"  des     Prüflings    hat, der vom     Istwert        d    des       Prüflings    um die Differenz c abweicht, dann  entsprechen dem Mass d" gemäss der Glei  chung  
EMI0002.0013     
    die für jede Wellenlänge leicht zu     bereeh-          nendenWerte    p0 und     E0.        Ferner        ergibt    sieh  aus (1) und     (2):

       
EMI0002.0020     
    oder, da. c ja auch negativ sein kann.  
EMI0002.0021     
    Setzt man  <I>(5) p -</I>     p0   <I>=</I>     rn,     (6)     E        -E0    =     @,     (7)     E,,    -     E        -=    ö',  so kann man schreiben  
EMI0002.0030     
    wobei     öun:d        Y    jeweils positiv sind.

   Dabei ist  in eine ganze Zahl, die für     jede        Wellenlänge     in einem     Intervall    liegt, das durch eine     Vor-          C,    des     Prüflings    mit einem     Fühlhebel     oder einem Mikrometer bestimmt werden  kann.

   Ergibt die     Vormessung,        dass    der     Prüf-          C.            höchstens    um den Betrag q nach oben  oder unten vom Sollwert abweicht, dann ist  für die Wellenlänge     A,    das Intervall für       tia   <I>=</I> in, durch  
EMI0002.0047     
    bestimmt. Dabei sind die Grenzen ganze Zah  len, die verhältnismässig klein sind, ,da sich       q        hei        Endmassen    der heutigen Herstellungs  technik in der     Grössenordnung    von 1     Mikron     bewegt.  



  Durch eine     Messreihe    mit verschiedenen  Wellenlängen     i,,        2;;,        2,....        bestimmt    man nun  die zugehörigen     Istbruchteile        e,,        ±z,        e31   <B>...</B>  Ferner berechnet man aus (2) die entspre  chenden.

   Sollbruchteile     F",,        ±0z,        E03,    . . . und  bildet nach (6) und (7) die Differenzen     8"          d,        b3,    . . . und     b',,        8'2,        8'3,   <I>. . .,</I> also die     Unter-          sehiede    zwischen den Sollwerten und     Istwer-          ten    der Bruchteile.

   Man kann nunmehr aus  den innerhalb des     Intervalles    (10)     liegenden          ganzzahligen    Werten für     m,    die Werte     iru..>,          @rr3,   <I>. . ,</I> für die übrigen Wellenlängen be  stimmen und hat nun für die Grössen     m,+d,,          na,        -f-        8=,        7n;,        +        ö;,,    . .. je soviel     einzelne        Werte,     als ganze Zahlen in dem Intervall (10) liegen.

    Die     überscliielJenden    Bruchteile ,dieser     Werte     werden dann mit den entsprechenden     Bruch-          tcil@^n    verglichen, die     bei    der     Messung    ermit  telt- worden waren. Sie können nur für einen       Wert    von     7n.,    mit den gemessenen Bruchtei  len     übereinstimmen.    Denn jedem Wert von c  ist für     jed < a    Wellenlänge ein bestimmter  Bruchteil zugeordnet.

   Man findet daher auf  diese Weise aus den verschiedenen Werten       in,        -@-        d,,        nz_        -f-   <B>ö2....</B> diejenigen     heraus,,die    mit  der Messung     übereinstimmen,    und kann nun  aus (8) die gesuchte     Korrektion    berechnen.  



  Die vorstehend erläuterte Berechnung ist  umständlich. Man hat daher zur Verein  fachung ein     Nomogramni    entwickelt,     bei    dem  über einer     Teilung,    die die     Korrektion    c an  gibt, die jedem Wert von     c    zugeordneten       Bruchteile    der Streifenbreiten für     verschie-          deneWellenlängen    in     übereinanderliegenden     Reihen aufgetragen sind.

   Es genügt dann,      auf dem     Nomogramm        mittels    eines Läufers  diejenige Stelle aufzusuchen, bei der die  überschiessenden     Bruchteile    der übereinander  liegenden Reihen mit den aus der Messung  berechneten Werten von     a,,        a2,        a3    ... oder       d'=,        d'"        8'3,    . . .     übereinstimmen,    um an der  Teilung den zugehörigen Wert von c ablesen  zu können.     Indessen    ist auch     dieses    Verfahren  noch sehr zeitraubend.

   Denn man muss bei  einem     Nomogramm,    .das die Berechnung von  c bis 2,3     Mikron    gestattet, im Mittel zehn  Einstellungen des Läufers bis zum Auffin  den des richtigen Wertes vornehmen. Ausser  dem kann man erst nach Durchprobieren  sämtlicher möglichen     Einstellungen,die    Fest  stellung treffen, dass eine passende     Einstel-          lung    des Läufers nicht gefunden werden  kann, weil bei ,der vorausgegangenen Messung  oder Berechnung ein     Fehler        unterlaufen    war,  oder aber die gesuchte     Korrektion    so gross  ist,

       @dass    sie ausserhalb des von dem     No#mo-          gramm    umfassten Bereiches liegt.  



  Der Erfindung liegt die Aufgabe zu  grunde, einen Rechenschieber zu     schaffen,     der ,dieses Verfahren vereinfacht, der also  dazu dient,     um,die    Abweichung einer Länge  von einer Bezugslänge aus den für mehrere  Lichtwellenlängen durch     Interferenz        gemnes-          senen        Bruchteilen    der halben Wellenlänge,  um welche die     Messlänge    jeweils von einem  ganzen Vielfachen der halben Wellenlänge  abweicht, zu ermitteln.

   Der Rechenschieber  nach der     Erfindung    enthält verschiebbare  Zungen in der Anzahl der für die Messung  vorgesehenen verschiedenen Wellenlängen,  im allgemeinen also drei bis sechs, und zwar  kommt .man mit um so weniger Zungen aus,  ja genauer die     Istbruchteile    gemessen und  eingestellt werden. In den meisten praktischen  Fällen werden vier Zungen ,genügen.

   Diese  Zungen sind mit Hilfe von je einer kurzen  Skala, die nach     Bruchteilen    der zugehörigen  halben Wellenlänge geteilt ist, um eine       Strecke    verschiebbar, die dem für die be  treffende Wellenlänge berechneten Betrag  von     Ö        entspricht.    Jede Zunge trägt ferner  eine länge Skala, die im gleichen     Massstab          geteilt    ist wie die zugehörige kurze Skala,    aber nur die Teilstriche für die halben Wel  lenlangen besitzt und keine Bezifferung zu  enthalten braucht.

   Wenn -die     Zungen    auf     die          Nullpunkte    der zugehörigen kurzen Skalen       eingestellt        sind        (Grundstellung),    dann fal  len die Anfangsstriche der langen Skalen       zusammen,    d. h. sie stehen in     Koinzidenz.     Auf dem     ,Stab,    in .dem die Zungen verschieb  bar     sind,    befindet sich ebenso wie bei dem       bekannten        Nomogramm    eine Skala,     an,der    die       gesuchte        Korrektion    c, z.

   B. in     Mikron,    abge  lesen werden kann. Der Nullstrich dieser  Skala liegt gegenüber den Anfangsstrichen  der langen Zungenskalen, wenn diese sich in  der     Grundstellung    befinden. Sind die Zun  gen mit Hilfe d er kurzen Skalen den Werten  von     81,        a2,        a3,    . . . entsprechend eingestellt  worden, so ergibt sich an irgendeiner .Stelle  der langen Skalen Koinzidenz,     @d.    h. eine       Stelle,        an,der    die Striche der langen     ;Skalen     zusammenfallen.

   An, .dieser Stelle geschieht       dann,die        Ablesung    von c auf der in Längen  einheiten, z. B.     Mikron,    :geteilten festen Skala  des Stabes,.  



  Die     Bestimmung    von c     aus    ,den Werten       b"        82,   <B>öl,...</B> ist also mit wenigen Griffen  ohne das bei ,dem bekannten     Nomogramm     notwendige     umständliche    Probieren möglich.  Das bedeutet eine wesentliche Vereinfachung       und    eine vor allem bei Serienmessungen sehr       erhebliche    Verringerung     des    Zeitaufwandes.  Die Werte der Sollbruchteile     e,    können für  alle praktisch vorkommenden .Sollhöhen von       Endmassen    aus     vorhandenen,    Tabellen entnom  men werden.  



  Der soweit beschriebene Rechenschieber       gestattet        aber        nicht    in allen Fällen die Be  stimmung des Vorzeichens der     Korrektion,          nämlich    dann nicht, wenn sich die     Nullstriche     der langen Skalen und der     Resultatskala    an  einem Ende dieser Skalen befinden.

   Hat  man     mit,den    berechneten     Werten    von     d1,    4       d3,    . . .     keine    Koinzidenz an den langen Ska  len der Zungen gefunden, so     müssen    die     uni-          tarischen        Ergänzungen    1-     d'    berechnet und  mit ihnen     die        Einstellung,der    Zungen wieder  holt werden, wobei die Zungen demnach auch  um einen von der Differenz abhängigen Be-      trag verschoben werden.

   Dies kann jedoch in  einer besonders zweckmässigen Ausführung  des     Rechenschiebers    vermieden werden, :die  .darin besteht, dass man die Anfangsstriche  der langen Skalen nicht an das Ende legt;  sondern zur Mitte rückt und die Teilung vom  Anfangsstrich nach     rechts    und links laufen  lässt. Entsprechend erhält dann :die     Mikron-          teilunb    ihren Nullpunkt in der Mitte, von  dem aus die positiven Werte nach der einen  und die negativen Werte nach der andern  Seite hin aufgetragen sind.

   Wenn dies auch  auf der kurzen Skala der Fall ist, so kann  man dann auf die Berechnung der     unitari-          sehen    Ergänzungen 1     d'2,    1-     d':,     . .. verzichten und erhält bei jeder Einstel  lung mit Hilfe von.     Öl,        a2,        b3,    . . . Koinzidenz  je nach dem Vorzeichen der gesuchten Kor  rektion rechts oder links vom Nullpunkt der       Mikronteilung.     



  Weitere     zweelzmässige    Ausführungsfor  men: des Rechenschiebers nach der Erfindung  ermöglichen es, auch auf die Berechnung der  Differenzen     b,,        b:,,        b:2....    zwischen den     ge-          messenen        Bruchteilen        s    und den Soll  bruchteilen     e"    und     damit    auf jede Rech  nung zwischen der Messung und der       Schiebere.instellung    zu verzichten.

   Hierzu  können gegenüber kurzen     Skalen    auf den  Zungen     feste    Skalen gleicher Teilung auf  dem Stab angeordnet werden, die an die  Stelle der sonst zur Einstellung :dienenden  festen Marke treten. Bei der Einstellung einer  jeden Zunge wird dann auf der Zungentei  lung der Teilstrich, der den gemessenen  Bruchteil angibt, auf den Teilstrich der fe  sten Skala gestellt, der den Sollbruchteil an  gibt. Dadurch wird .die Differenz 8 =     E    -     so     selbsttätig gebildet. Statt dessen können aber  auch     aufsetzbäre    Schablonen, z. B.

   Masken,  mit     festen    Marken für jede Wellenlänge     ge-          schaffen,    werden, an     denen    die kurzen     Skalen     der Zungen eingestellt werden. Für jedes     End-          mass    wird eine solche Maske hergestellt.     Dieser     zweite Weg bat den Vorteil,     da.ss    man auch  noch das Aufschlagen der Sollbruchteile in  den     Tabellen,    erspart.  



  Die Zeichnung -veranschaulicht in     Abb.    3    bis 7 drei     Ausführungsbeispiele    der Erfin  dung, und zwar zeigen       Abb.    3 bis 5 eine Ausführungsform des  neuen Rechenschiebers in der     Grundstellung     und in zwei verschiedenen Einstellungen und       Abb.    6 und 7 je eine weitere Ausfüh  rungsform.  



  Die zeichnerische Darstellung ist gegen  über der praktischen Ausführung verein  facht, um ein übersichtliches Bild zu geben.  So sind die gezeichneten Schieber nur für die  drei ersten Heliumlinien eingerichtet, wäh  rend man praktisch mit einer grösseren Zahl  von Wellenlängen, z. B. mit allen sechs He  liumlinien,     arbeiten    wird.     Ferner    ist die  Resultatskala des Schiebers in der Praxis  wesentlich länger, um     Korrektionen    bis zu  2,5     Mikron    oder mehr ermitteln zu können.  



  Der Schieber nach     Abb.    3 bis 5 enthält       drei        verschiebbare        Zungen        i,,,        i2,        i8,    die den drei  Wellenlängen<B>2,</B>     @2,        23    für die rote, gelbe und  grüne Heliumlinie entsprechen, was auf dem  Schieber selbst, wie :dargestellt, vermerkt ist.  Jede Zunge hat am rechten Ende eine Skala       k1,        k2,        k3,    deren     Länge    in bestimmter Ver  grösserung gleich der halben zugehörigen  Wellenlänge ist.

   Die Teilstriche geben also  die Bruchteile der     halben    Wellenlänge an.  Zur     Einstellung    dient eine feste Marke 1.  Links von der kurzen Skala     i,,        i2,        i"    trägt       jede    Zunge eine lange Skala mit Teilstrichen  o,     0l,    02;     0'11    O     f21   <B>...</B> , die in gleichem Massstab       ,vie    die zugehörige kurze Skala geteilt ist,  deren Teilstriche aber in Abständen der hal  ben Wellenlängen stehen. Die Striche, welche  die Bruchteile bedeuten würden, sind also  fortgelassen.

   Während die kurzen Skalen i,,       ?._,        i.3    sich nur über eine halbe Wellenlänge  zu erstrecken brauchen, umfassen die langen  Skalen ein Vielfaches der halben Wellen  länge, das um so grösser ist, je grösser der Be  trag ist, bis zu     dem    die     gorrektion    c be  stimmbar sein soll. Die Teilstriche der lan  gen Skalen sind so angeordnet, dass in der  Grundstellung     (Abb.    3) drei von ihnen, näm  lich die etwa in der Mitte liegenden Striche  o, genau übereinander stehen.

   Unterhalb die  ser drei     .Striche    liegt der Anfangspunkt einer      in     Mikron    geteilten Skala r, die sich vom  Anfangspunkt nach links mit positiven und  nach rechts mit negativen Werten erstreckt.  Die Teilung der Skala r hat den<B>-</B>gleichen       Massstab    wie die übrigen Skalen.  



  Nach Messung der Bruchteile     s1,        s2,    s3 ,der       Strichbreiten    werden die Differenzen 81, 82,       -#;    mit den     ,Sollbruchteilen    bestimmt und die  Zungen an der Marke     l    auf die Werte dieser  Differenzen eingestellt.

   Sind die Differenzen  8 negativ, so stellt man die     unitarischen        Er-          gänztL.ugen    1- 8' ein.     Hierauf    .stellt man  durch einen Blick auf die langen Skalen fest,  wo die     untereinanderstehenden    Striche in  Koinzidenz sind und liest den gesuchten  Wert c an diesem     Punkte    auf der Skala r  ab.  



  Es waren beispielsweise ,an einem     End-          mass    von der Sollhöhe d0 = 1,35 mm bei .den  Wellenlängen     Al;        A2,        A3    die     Bruchteile          E,    = 0,22;     8,    = 0,60; a3 = 0,70 gemessen  worden. Zu einem     Endmass    von     1,3,5    mm     .ge-          hören    laut Tabelle die entsprechenden Soll  bruchteile     a"    = 0,02;     sog    = 0,24;     E03    = 0,10.  Demgemäss ist 81 = 0,20; -82 = 0,36; 83 =  0,60.

   Diese     Werte    sind in     Abb.    4 an den Zun  gen     eingestellt.    An den langen     ,Skalen        befin-          ,den    sich die     Teilstriche        a1    in     Koinzidenz.    Auf  der Skala r_ wird demgemäss     abgelesen:          c    = 0;40     ,u.    Zur bequemen     Ablesun.g    kann  ein Läufer j ,dienen.  



  Dem Beispiel nach     Abb.    5 sind also Beob  achtungsergebnisse .die Werte     El        =    0,82;       EZ    = 0,90; a3 = 0,61 bei einem Endmass von       i    5 mm Sollhöhe     zugrundegelegt.    Dazu gehö  ren die Sollbruchteile     e.1:    = 0,13;     ao2    = 0,40';  .       ±03    = 0,39. Demgemäss ist 81 = 0,69;     ö,:-=     0,50; 83 = 0,22, Diese     Werte        sind    in     Abb.    5  einsgestellt.

   Koinzidenz wird an den Teil  strichen o',     beobachtet.        Darunter    wird     die.ge-          suchte        gorrektion        mit    c = - 0,45     ,u    abge  lesen.' Mit dem üben erwähnten -bekannten       Nomo.granim        hätte    man ,diesen Wert erst bei       oder    zwölften Einstellung gefunden und     ausser-          s    dem nach der zehnten Einstellung die Er  gänzungen 1-     8'1,    1-     8'2,    1- 8'3 bilden  müssen.  



  Anstatt die Skalen     lel,-7c2,        1c3    auf den Zun-    gen anzuordnen, kann man sie auch auf dem  Stab anbringen und die Zungen dafür mit  Marken versehen.  



  Für den Nachweis,     dass        an,der        ,Stelle    ,der       Koinzidenz    der     Teilstriche    der langen Zun  genskalen     tatsächlich    die gesuchte     gorrektion     auf der     M,ikranteilung        abgelesen    werden  kann, seien zunächst ,die beiden untern Zun  gen     il    und     i2    betrachtet. Der Massstab der  Teilungen hebt sich bei der Rechnung natur  gemäss überall heraus und darf daher von  Anfang an unberücksichtigt bleiben.  



  Die Zunge     il    wird um die Strecke
EMI0005.0084  
       81A1,     die Zunge i2     um,die    Strecke
EMI0005.0087  
   8222 verscho  ben. Die Differenz dieser beiden Strecken ist  
EMI0005.0088     
    Anderseits folgt aus (8)  
EMI0005.0089     
    oder  
EMI0005.0090     
         ml    und     m2    sind ganze Zahlen, die entweder  einander gleich sind oder sich um eine Zahl       -i?    entsprechend       mi-m2=n   <I>.</I>       unterscheiden.    Mithin ist  
EMI0005.0096     
    Die Grösse  
EMI0005.0097     
    ist gleich dem Abstand, den     .die    beiden Teil  striche     o,

  _        (oder        o'1    mit     umgekehrtem        Vorzei-          chen)    in der     Grundstellung    der Zungen       (Abb.    3)     voneinander    haben, während die  Striche     o2        (bezw.        _o'2)    im Abstand von 2t       (bezw.    -     2t)        stehen        usf.     



  Es sei zunächst der Fall     n    = o betrachtet.  Dann     ist,die    Differenz d der beiden Strecken,  um -die die     Zungen        il        und        z2        verstellt    werden,  gleich einem ganzen Vielfachen des     Abstan-          @des    t. D.     h.    es tritt eine     goinziclenz    ein, -und  zwar fallen diejenigen Striche zusammen,      deren Indexziffer     derZahl        ml    entspricht.

   Auf  welcher Seite vom Anfangspunkt der Skala  r die Koinzidenz eintritt, richtet sieh nach  dem Vorzeichen von,     m.1.    In     Abb.    4 ist dem  gemäss     na,    = 1 und in     Abb.    5     ml    =     -2-          Ist   <B>lt-</B> = o, so ändert sich grundsätzlich  nichts. Denn das kommt lediglich einer zu  sätzlichen Verschiebung der Zunge     i1    um  einen oder mehrere volle Beträge einer halben  Wellenlänge gleich, wodurch sich an dem  Bild, das die langen Skalen darbieten, und  insbesondere an der Stelle Koinzidenz nichts  ändert.  



  Der vorstehende Nachweis gilt naturge  mäss ebenso,     -wenn    man statt der     ersten    und       zweiten    Zunge die zweite und dritte Zunge  mit dem Abstand t betrachtet, und somit für  jede beliebige Zahl von Zungen.  



  Während bei der Ausführung nach     Abb.    3  bis 5 die Differenzen zwischen den beobach  teten Bruchteilen und den Sollbruchteilen  noch     berechnet        -werden    müssen, kommt man  bei den noch verbesserten Ausführungen des  Rechenschiebers nach     Abb.    6 und 7 ohne jede  Rechnung aus.  



  In     Abb.    6 ist jeder Skala.     il,        i.2,        i3    eine  fest auf dem Stab angebrachte .Skala     u1,   <U>lt..,</U>       eA"    zugeordnet, die ebenso geteilt ist wie die  zugehörige bewegliche     .Skala.    In der Grund  stellung fallen Anfang und Ende der einan  der zugeordneten .Skalen zusammen. Auf der  beweglichen     .Skala    wird der beobachtete  Bruchteil und auf der festen Skala der Soll  bruchteil aufgesucht, und es werden beide  Werte ,durch Verschieben der Zunge über  einandergestellt.

   Dann hat sich die Zunge  ebenso wie in     Abb.    4     und    5 um die Differenz  der     Bruchteile        verschoben.    Das Weitere ge  schieht in. der für     Abb.    3 bis 5 beschriebenen  Weise.  



  Die in     Abb.    6     bezeichnete    Einstellung       entspricht    dem Beispiel, das     Abb.    4     zugrunde-          liegt.    Die eingestellten Werte für<I>e"</I>     e"        e,s     gegenüber "o"     eo2,        eo,    sind durch Sterne ge  kennzeichnet.  



  Während man beim Arbeiten nach     Abb.    6  die     Sollbruchteile    aus Tabellen ermitteln         russ,    fällt diese Mühe in der Ausführung  nach     Abb.    7 auch noch fort. Der Rechen  schieber ist. ,genau so gebaut wie in     Abb.3     bis 5, erhält aber eine     Maske        v,    die die kurzen  Skalen     i"        i2,        i3        überdeckt.        Diese        Maske    wird  in geeigneter Weise in genau     bestimmter     Stellung festgelegt, z.

   B. mittels einer Rast  nase w, die an einer Blattfeder sitzt und in  eine Kerbe x des     .Stabes    greift. Ferner ent  hält die Maske drei     Fenster    y,     die    Aus  schnitte der Skalen durchblicken     lassen    und  je eine Marke     z1,        z2,        z3    aufweisen,     die    zur       Einstellung    der Skalen dienen.  



  Zu jedem Endmass gehört eine Maske,  deren Marken entsprechend den zur     Sollhöhe     des     Endmasses    gehörenden Sollbruchteilen       angebracht    sind. Die     gezeichnete    Maske ge  hört zu     einem    Endmass von 1,35 mm entspre  chend dem     Beispiel    nach     Abb.    4 und 6. Die  Marke     z1    liegt so, dass die Zunge     i,    um den  Betrag     81    - 0,20     verschoben    wird, wenn man  den Wert<B>EI</B> = 0,22 auf die Marke einstellt.  Entsprechendes gilt für die beiden übrigen  Marken.  



  Wenn man bei den Rechenschiebern nach       Abb.    6 und 7 vermeiden will, die Zungen aus  der Grundstellung sowohl nach     links    als auch  nach rechts verschieben zu müssen, kann man  die Skalen     k"        k2,        k3        oder    in     Abb.    7 auch die  Skalen     u"        %,        u3    verdoppeln.

   Dann ist jeder  Wert zweimal vorhanden.     Doch        ist    es gleich  gültig, welcher davon bei der     Einstellung     benutzt     wird,    weil der     Unterschied    sich nur  in der Verschiebung der Zunge um den zu  sätzlichen Betrag einer halben Wellenlänge  auswirkt, wodurch sich an der Koinzidenz  nichts ändert. In der Zeichnung sind die  Skalen     k1,        k@,    k3 und     Ul,        u2,        u3    nur einfach  wiedergegeben, um die     Übersichtlichkeit     nicht zu stören.  



  Die beiden Ausführungen nach     Abb.    6  und 7 können auch miteinander vereinigt  werden,     so        @dass        man    für die     häufigeren        End-          masse    mit Masken und im übrigen mit der  Tabelle arbeiten kann.  



  In der gesamten vorstehenden Beschrei  bung sind die Rechenschieber in Verbindung      mit der     Absolutmessung    von     Endmässen     durch Bestimmung ihrer Abweichung von  ihrer als Bezugslänge dienenden Sollänge     er-          läutert    worden. Selbstverständlich können sie  in der .gleichen Weise zur Bestimmung :der       absoluten        Länge        irgendeines        andern.        Körperas     oder der Verschiebung, ,die zwei Körper  gegeneinander erfahren haben, dienen.

   In     :die-          scm    Falle wird     -die    Bezugslänge auf     Grund     einer     Vormessung,    z. B. mit einer Mikro  meterschraube, festgelegt, worauf aus Glei  chung (2) .die Sollbruchteile berechnet wer  den.  



  Im übrigen lässt sich der Rechenschieber  mannigfach ausgestalten.     Beispielsweise    kann  man Triebe und Zahnstangen oder Mikro  meterschrauben zum     Einstellen    der Zungen  vorsehen und diese dann ohne Zwischenraum       aneinanderführen,    um die Übersichtlichkeit       insbesondere    im Bereich der langen Skalen  zu erhöhen. Auch könnten     bogenförmige,        z.B.     trommelförmig,     ausgebildete    Zungen vorge  sehen werden.

   Ausserdem kann     man    :die Koin  zidenz der Teilstücke statt durch Betrachtung  der langen Skalen auch dadurch     ermitteln,          @dass    man die Teilstücke als elektrische Kon  taktvorrichtungen ausbildet.  



  Die beschriebenen Rechenschieber haben  auch noch den     Vorteil,        dass    sich Fehler bei  den der     Einstellung    voraufgehenden Messun  gen sofort herausstellen. Grobe Fehler zeigen  sich dadurch, dass überhaupt. keine Koinzi  denz     zustandekommt.        Ungenauigkeiten,    bei  der Messung haben zur Folge,     :dass    die in       Koinzidenz    geratenden Teilstriche mehr oder  weniger ungenau     übereinandersiehen.    Man  gewinnt daher sogleich ein     Urteil    über die  Güte der Messung.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Rechenschieber zur Ermittlung der Ab weichung einer Länge von einer Bezugslänge aus den für mehrere Lichtwellenlängen durch Interferenz gemessenen Bruchteilen der hal ben Wellenlänge, um welche die Messlänge jeweils von einem .ganzen Vielfachen der hal ben Wellenlänge abweicht, .gekennzeichnet :durch mehrere verschiebbare Zungen (il, i2, i;
    ,), von denen jede einer andern Wellenlänge zugeordnet und mit Hilfe einer in Bruchtei len dieser halben Wellenlänge geteilten Skala <I>(1c1, k 2,</I> k2) um .einen Betrag verschiebbar ist, welcher ,der Differenz zwischen dem gemesse nen Bruchteil und dem der Bezugslänge ent sprechenden Sollbruchteildieser halben Wel lenlänge entspricht, wobei jede Zunge eine im Massstab der Bruchteilskala in halben Wellenlängen geteilte Skala trägt, und die Teilstriche<I>(o,</I> o1, oh,..., o,.,
    o,'...) dieser in halben Wellenlängen .geteilten Skalen so. zueinander :angeordnet sind, @dass in der Grund- stellung,der Zungen je ein Teilstrich (o) jeder Skala gegenüber dem Anfangspunkt einer in Längeneinheiten geteilten festen Skala (r) steht, an der die gesuchte Abweichung nach ,der Einstellung -der Zungen dort abzulesen ist, wo Teilstriche ,der in halben Wellenlän gen geteilten .Skalen zusammenfallen. UNTERANSPRÜCHE 1.
    Schieber nach Patentanspruch, ,dadurch gekennzeichnet, @dass auf der zur Ablesung ,der .gesuchten Abweichung dienenden festen Skala ,(r) vom Anfangspunkt ausgehend nach der einen Seite positive und nach der andern ,Seite negative Werte aufgetragen sind, und dass die nach halben Wellenlängen .geteilten Zungenskalen Teilstriche (o1, 0@2, <B>...</B><I>,</I> ad <I>,</I> o2', . .
    .) beiderseits desjenigen .Striches (o) aufweisen, der in der Zungengrundstellung mit dem Anfangspunkt der festen .Skala (r) zusammenfällt. 2. Schieber nach Patentanspruch, gekenn zeichnet .durch je eine :
    der Bruchteilskala (k1, 79.21 k 3) auf der Zunge (il, i2, i3) zugeord nete und mit ihr in,der Zungengrundstellung übereinstimmende feste Skala (u1, u2, u3) zur Einstellung des gemessenen Bruchteils auf der einen ,dieser beiden Skalen gegenüber dem Sollbruchteil auf der,andern Skala (Abb. 6).
    3. @Schieb.er nach Patentanspruch, für die Ermittlung der Abweichung der Länge eines Prüflings von einer .bestimmten Sollänge, ge kennzeichnet durch eine über die Bruchteil skalen (k1, k 2, k3) in bestimmter Stellung aufsetzbare Schablone (v) mit je einer festen Marke (z1, z2, z3) für jede Skala, welche Mar ken entsprechend der Sollänge des Prüflings derart angeordnet .sind,
    dass jede Zunge um die Differenz zwischen gemessenem Bruchteil und Sollbruchteil verschoben wird, wenn ihre Bruchteilskala mit dem Betrag des gemesse nen Bruchteils auf die entsprechende Marke bestellt wird (Abb. 7).
CH232662D 1942-12-01 1943-03-08 Rechenschieber zur Ermittlung der Abweichung einer Länge von einer Bezugslänge aus Interferenzmesswerten. CH232662A (de)

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