BuL 3/1964
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Schürer, Temperatur- und Aufstellungseinflüsse
Am Meßvorgang sind beteiligt: Meßgitter, Meßbild, Meßrechen, die mechanischen Hebel (5), mit
denen der Meßrechen bewegt wird und die kurzen Meßspindeln (6) für xr und yr in Bild 1.
Thermische Auswirkungen auf die Meßergebnisse können herrühren von Temperaturunterschie
den zwischen Meßgitter, Meßbild und Meßrechen sowie von den unterschiedlichen Ausdehnungs
koeffizienten der verschiedenen verwendeten Glassorten. Dagegen sind Änderungen der Hebel (5)
durch Wärmeausdehnung ohne Einfluß auf die Meßgenauigkeit. Bei Annahme homogenen Materials
und homogener War me Verteilung bleibt — durch die Konstruktion bedingt — das Übersetzungs
verhältnis von 1 : 30 hei jedem Wärmezustand konstant. Unterschiedliche Ausdehnungen der Meß
spindeln (6) bleiben wegen der geringen benutzten Längen und der Verkleinerung auf 1 / 30 ohne
Einfluß.
Das Material der Meßgitter ist Baritflint mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten ol = 8,2 .
10~ 6 /°C, das des Meßrechens Brillenrohglas mit a = 9,6 . 10" 6 /°C, das der Meßbilder, im allge
meinen Tafelglas mit a = 9,0 . 10" 6 /°C.
Die durch Temperaturänderungen verursachten Streckenänderungen betragen demnach für einen
Temperaturanstieg von +1°C von der „Eichtemperatur“ aus auf eine Meßstrecke von 180 mm
für Meßgitter und Meßbild
+ 0,8 . 10'® . 180 nun = +0,14 um,
für einen Temperaturunterschied von 1°C zwischen Meßgitter und Meßbild
9,0 . 10 ® . 180 mm = 1,62 /im.
Ein Temperaturunterschied! zwischen Meßgitter und Meßrechen bedeutet eine Änderung des Run.
Diese Änderung beträgt für 1 ° C im 5 mm-Intervall
9,6 . 10 ® . 5 mm = 0,048 ftm;
ein gemeinsamer Temperaturanstieg von 1 ° C ändert den Run um
1,4 . 10 ® . 5 mm = 0,007 ftm.
Diese Runinderungen wirken sich in den Maschenmitten des Meßgitters maximal zur Hälfte aus
und sind damit bis zu Temperaturunterschieden von 40° C, also praktisch immer, vernachlässigbar
klein.
3. Anordnung der Prnfungsmessungen und Meßgenauigkeit
Das Gerät wurde im normalen praktischen Gebrauchszustand in der Klimakammer des Geodäti
schen Instituts der Technischen Hochschule Karlsruhe aufgestellt. Die gewählte Temperatur konnte
auf ±3° C eingehalten werden. Zur exakten Bestimmung des Temperaturverhaltens des Komparators
war es notwendig, außer der Temperatur der umgebenden Luft Angaben über den Wärmezustand des
Geräts selbst zu erhalten, und zwar an den Stellen, die einen Einfluß auf die Meßergebnisse erwarten
lassen.
Zur Temperaturmessung am Gerät wurden thermo-elektrische Meßelemente verwendet (Bild 2).
Es wurde für jede Meßstelle ein dünner Draht aus einem guten und einem schlechten elektrischen
Leiter, nämlich Kupfer und Konstantan, an einem Ende verlötet. An diesen Lötstellen entstehen
bekanntlich bei Temperaturänderungen Thermospannungen im Millivoltbereich. Diese können zur
Temperaturdifferenzmessung verwendet werden, wenn ein weiteres gleiches Thermoelement in
einem Medium von bekannter Temperatur, z. B. in einem mit Wasser gefüllten Behälter vorhanden
ist. Nun muß nur noch die Temperatur des Wassers mit einem geeichten Thermometer gemessen
werden, damit für alle Meßstellen Celsius-Temperaturen erhalten werden können. Natürlich muß
zuvor die Abhängigkeit der Thermospannung von der Temperatur durch Eichung bestimmt werden.
Diese Anordnung erlaubt eine Tempeiaturbestimmung auf 0,1 bis 0,2 °C. Zur Messung der Thermo
spannungen wurde ein Millivoltmeter der Firma Knick verwendet.
6 Thermoelemente wurden an Meßgitter, Meßbild und dem metallischen Meßbildrahmen an beiden
Komparatorhälften angebracht. An Stelle von Meßbildern wurden P riifgitter eingelegt. Die Messungen
wurden an 9 symmetrisch in 3 Profilen über die Gitter verteilten Punkten vorgenommen, wobei die
beiden Randprofile in 90 mm Abstand vom Gitterhauptpunkt lagen. Es wurden jeweils 5 Durchgänge