Alle Fragen zum Thema Messtechnik

Was ist ein Sphärometer?

Ein Sphärometer ist eine Messapparatur zur Bestimmung der Krümmungsradien von sphärischen Linsen. Es besteht im Wesentlichen aus einem flachen Hohlzylinder, auf dem die Linse zentrisch aufgelegt werden kann. Im Mittelpunkt des Hohlzylinders befindet sich ein Messfühler, mit dem die Absenkung oder Wölbung relativ zur Nulllage bestimmt werden kann. Die Nulllage kann eingestellt werden, indem man eine planparallele Platte auf das Sphärometer legt und den Messfühler damit eicht.
Aus der gemessen Absenkung bzw. Wölbung und dem Innen- bzw. Außendurchmesser des Rings kann man den Krümmungsradius berechnen. Dafür gilt nach dem Satz des Pythagoras:

Unsere Sphärometer

Quelle: www.wikipedia.de

Was ist eine Wasserwaage?

Die Wasserwaage (auch Setzwaage, Richtwaage oder Maurerwaage) ist ein Werkzeug zur Überprüfung der Horizontalität oder Vertikalität eines Objektes und besteht aus einer gefassten Libelle, die zu einer oder mehreren genauen Messflächen ausgerichtet ist.
Ursprünglich bezeichnete der Begriff Wasserwaage eine gefasste Libelle, die nicht wesentlich größer als diese Libelle ist und eine ebene Fußsohle besitzt. Wegen der Kürze kann man damit nur einzelne Objekte wie Balken oder Steinblöcke auf Horizontalität überprüfen. Um zusammengesetze Bauwerke, wie beispielsweise eine Mauer oder eine Pflasterung überprüfen zu können, wurde diese 'Wasserwaage' auf eine Richtlatte aufgesetzt. Das Gefälle eines Kanals oder Pflasterung läßt sich durch Messen oder durch Erfahrung mit dem Einspielpunkt der Libelle überprüfen. Üblich ist eine Markierung links und rechts an der Libelle, die einer Abweichung von einem Grad entspricht.
Setzwaage, Richtwaage, auch Maurerwaage (als Werkzeug des Maurers), bezeichnete ein Werkzeug mit ein oder zwei Libellen (auch mehr sind möglich), die in einem 30–200 cm langem Profil aus Aluminium, wasserunempfindlichem, stabilen Hartholz, Aluminiumguss, Kunststoff o. ä. mit einer oder zwei Messflächen eingelassen sind. Diese Messflächen können gefräst oder beschichtet sein. Bei zwei Libellen sind diese senkrecht zueinander so eingebaut, dass man sowohl die Horizontale als auch die Vertikale überprüfen kann. Es gibt auch Wasserwaagen mit drei Libellen; die dritte Libelle ist dann für das Prüfen der 45°-Neigung vorgesehen.
Heutzutage werden nahezu ausschließlich Maurerwaagen verschiedener Länge mit zwei Libellen hergestellt und diese verallgemeinert als Wasserwaage bezeichnet.

Besondere Bauformen

Wasserwaage mit drei Libellen
Während die Wasserwaage eigentlich ein Werkzeug ist, welches nur dem Einbau einzelner Bauteile, z. B. Steine, Ziegel, Rohre, Balken und nicht der Bauwerkvermessung über größere Distanzen dient, gibt es weitere Formen wie die Schnurwasserwaage, Pfostenwasserwaage oder die Laserwasserwaage.
Die Schnurwasserwaage ist eine gefasste Libelle mit zwei Ösen, so dass man diese in eine Schnur, z. B. eines Schnurgerüstes knoten kann. Wegen des Durchhängens einer horizontalen Schnur und der Wind- und Schwinganfälligkeit kann dies nur einer groben Orientierung dienen. Die Schnurwasserwaage sollte möglichst genau in der Mitte hängen und die Schnur sehr stramm gehalten werden.

Die Laserwasserwaage verfügt über einen Laser, dessen Strahl in der Höhe um einige Zentimeter versetzt, parallel zur Sohle der Wasserwaage strahlt.
Eine Lasereinheit aus Laserdiode, Steuerelektronik und einer Linse zum Ausrichten und Fokussieren des Laserstrahls wird in das Profil einer Wasserwaage eingebaut. Der Laserstrahl wird anschliessend auf die Messfläche der Wasserwaage einjustiert. Die Genauigkeit der Laserwasserwaage hängt im Wesentlichen von der Einzelgenauigket und dem Zusammenspiel der einzelnen Komponenten Libelle, Wasserwaagenprofil und Lasereinheit ab. Profi-Laserwasserwaagen kommen auf eine Genauigkeit von 0,25 mm/m und besitzen Libellen mit vielfach höheren Empfindlichkeiten als normale Wasserwaagen mit 0,5 mm/m.
Billig-Laserwasserwaagen aus dem Discounter haben vielfach schlechtere Genauigkeiten (mehr als 1 mm/m) oder besitzen nicht einmal eine Genauikgkeitsangabe. Hinzu kommen schlecht eingebaute und ungenügend justierte Lasereinheiten bzw. Libellen.
Zum Übertragen einer Höhe, z. B. eines Meterrisses, gibt es Laserwasserwaagen mit Nivellierteller, der auf einem Stativ oder anderem festen Standpunkt aufgestellt werden kann. Während eine Schlauchwaage oder ein Nivellier nur mit zwei Arbeitern genutzt werden kann, kann bereits ein Arbeiter mit einer Wasserwaage mit Laser eine Höhe übertragen.
Die Reichweite des Laserstrahls hängt stark von der Umgebungshelligkeit und der Wellenlänge der Laserdiode ab. Gute Laserwasserwaagen haben unter normalen Baustellenbedingungen eine Reichweite von 30–40 m. Für grössere Reichweiten und Genauigkeiten sollte Nivelliergerät oder Lasernivellier verwendet werden.
Messgenauigkeit
Die Messgenauigkeit ist auf der Wasserwaage meist in mm/m, aber auch in Winkelgrad angegeben und wird von einem amtlichen Prüfamt per Siegel bestätigt. Sie bezeichnet nur den maximalen Messfehler für das Messen über eine Distanz mit der Länge der jeweiligen Wasserwaage und nicht für die Überprüfung zweier Punkte mit einem Distanz von wenigen cm und auch nicht für eine Messung mit Zwischenpunkten, z. B. bei einer Distanz von 1 m mit einer Wasserwaage mit 40 cm Länge.
Die Messgenauigkeit hängt von der Qualität der Libelle, der Einbaugenauigkeit, vom Aluprofil/Holzkörper und der Genauigkeit der Setzkante ab. Sie kann durch unsachgemäßen Umgang (Stöße, Belastungen, extreme Temperaturen und besonders bei Wasserwaagen aus Holz durch Feuchtigkeit oder gar Nässe), falsche Lagerung, mangelnde Pflege oder durch Alterung schlechter werden.
Übliche Messgenauigkeiten in Normallage im Neuzustand:

 

  • 0,057°, dies entspricht 1 mm/m
  • 0,0285°, dies entspricht 0,5 mm/m

Verwendet man eine bestimmte Wasserwaage zum ersten Mal, so kann man sich durch das Aufsetzen auf einer Horizontalen und einer Drehung um einen Halbkreis davon überzeugen, dass die Wasserwaage nicht ungenau geworden ist: die Anzeige darf sich nicht ändern. (Andernfalls sagt man, daß die Wasserwaage „lügt“). Dieses Vorgehen einer prüfenden Kontrollmessung mit entgegengesetzt aufgesetztem Messgerät empfiehlt sich auch bei wichtigen Horizontierungen.
Jargon
Im Wasser stehen/sein. Wenn es im Techniker-Jargon heißt, ein Gegenstand steht im Wasser (oder: ist im Wasser), dann bedeutet das, dass der Gegenstand waagerecht oder senkrecht ist.

Geschichte

Prinzip der antiken Setzwaage
Bereits die alten Ägypter setzen zum Bau der Pyramidengrundplatte eine überdimensionierte Wasserwaage ein, indem Sie einen rechteckigen Graben rund um die geplante Baustelle zogen und diesen mit Wasser füllten. Alles was sich überhalb der Wasserlinie zwischen den Kanälen befand, wurde entfernt. Man spricht davon, dass so Genauigkeiten von 2 cm erreicht wurden.
In der Antike wurde als Setzwaage ein gleichseitiges Dreieck verwendet, in das ein Senkblei aufgehängt wurde. Das Senkblei zeigt auf die Mitte der Grundseite des Dreiecks, wenn diese in der Waage ist.

Quelle: www.wikipedia.de

Was ist ein Messschieber?

Der Messschieber ist ein Längenmessgerät.
Für die Messung von Außen- und Innenmaßen besitzt der Messschieber jeweils zwei Messschenkel. Außerdem verfügt er meist über eine Tiefenmessstange, die zum Messen von z. B. Bohrungen verwendet wird. Die klassische Ausführung des Messschiebers hat zur Steigerung der Ablesegenauigkeit einen Nonius. Varianten, bei denen der Messwert von einer Rundskale abgelesen werden kann, werden ebenfalls verwendet. Inzwischen werden aber fast nur noch Messschieber mit einer digitalen Ziffernanzeige eingesetzt. Diese weisen zwar keine höhere Messgenauigkeit auf, lassen sich aber besser ablesen. Auch die Übertragung der Messdaten zum Computer für eine Auswertung ist möglich.
Da der Messschieber ein Messgerät und keine Lehre ist, wurden die früher verwendeten Bezeichnungen Schieblehre oder Schublehre in der Ausbildung zu technischen Berufen durch den Begriff Messschieber ersetzt. Noch früher wurde umgangssprachlich vor allem in Süddeutschland auch der Begriff "Kaliber" verwendet. Das Wort Messschieber kann sich jedoch in der Umgangssprache nur langsam durchsetzen.
Die meisten Messschieber haben auf der Rückseite eine Tabelle, auf der man die Bohrlochgröße zum Gewindebohren ablesen kann. Einige Tabellen sind allerdings nicht aktuell. Der Bohrlochdurchmesser bis M8 ist mit der Faustregel 0,8 mal Gewindedurchmesser zu rechnen.
Im Gegensatz zur Messschraube wird beim Messschieber das abbesche Komparatorprinzip nicht eingehalten. Der dadurch bedingte Kippfehler 1. Ordnung führt zu einer, im Aufbau des Messschiebers begründeten, prinzipiell nicht vermeidbaren Messungenauigkeit. Weitere Fehlermöglichkeiten sind Parallaxe, Führungsfehler, Anlagefehler an das zu messende Objekt und Verschleiß (Beschädigung, Verschmutzung).
Das Messen mit dem Messschieber gehört zu den direkten Messverfahren, da Eingangsgröße und Ausgangsgröße identisch sind (in diesem Fall die Länge).
Vorteile des Messschiebers gegenüber anderen Messeinrichtungen sind:

  • robuste Bauart
  • schnelle Messung möglich
  • Messschieber sind preiswert
  • Messschieber sind einfach zu bedienen
  • Messschieber sind mobil einsetzbar

Nachteile sind:

  • Bei Messschiebern ist die Messunsicherheit größer als die Auflösung der Anzeige.

Typischer Aufbau eines Messschiebers

  • fester Messschenkel
  • beweglicher Messschenkel
  • schneidenförmige Messflächen
  • Messflächen für Außenmessung
  • Schieber
  • Nonius
  • Feststelleinrichtung
  • Schiene mit Hauptteilung
  • Tiefenmessstange
  • Messflächen für Tiefenmessung

Typen von Messschiebern

  • Präzisions-Taschen-Messschieber mit Linearskala und Nonius
  • Präzisions-Werkstatt-Messschieber mit Linearskala
  • Messschieber mit Rundskala
  • Digitaler Präzisions-Messschieber (kapazitives Messsystem)
  • Digitaler Werkstatt-Messschieber mit LCD-Anzeige und Feinstelleinrichtung
  • Präzisions-Zahnmess-Messschieber
  • Tiefenmessschieber
  • Höhenmessschieber

Messchieber können über einen Uhr oder einen Nonius abgelesen werden.

Quelle: www.wikipedia.de

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