Messen linearer Abstände

10-01-2012 | Forschung

und verwandte Themen

von Chuck Newcombe

Neigungsmesser zur Messung von Raketenhöhen
Neigungsmesser zur Messung von Raketenhöhen

Neulich war ich bei einer Sommerveranstaltung des Imagine Children's Museum (Aktivitäten, bei denen Kinder spielerisch wissenschaftliche Grundlagen kennenlernen) in einem Park in der Nähe meines Hauses, als ich nachdenklich wurde – dies wäre eine gute Gelegenheit, Kindern die mathematischen Grundlagen der alten Griechen (Pythagoras zum Beispiel) näher zu bringen.

Die Kinder dekorierten leere Limonadenflaschen, füllten sie mit Wasser und ließen sie dann als Raketen aufsteigen, die mit Druckluft angetrieben wurden. Sie bauten den Druck mit Fahrradpumpen auf.

Was ich gerne noch einer von Fluke unterstützten i-Engineers Aktivität hinzufügen möchte, ist ein zweites Kind, das ein Instrument verwendet, mit dem die Höhe bestimmt werden kann, die diese Raketen erreichen. Das zu verwendende Instrument bestünde aus einem Strohhalm (Sichtrohr), das an einen Winkelmesser geklebt ist, um den Neigungswinkel zu messen und einer Schnur und einem Senklot als vertikale Referenz zur Winkelmessung. Zur Vervollständigung des Experiments brauchen wir noch eine Messperson, die sich eine festgelegte Strecke von vielleicht 30 Metern entfernt vom Startplatz befindet. Dazu eine Tabelle mit Tangenten, mit der der gemessene Winkel in die entsprechende Höhe umgerechnet werden kann, die von der Rakete erreicht wurde. Ach ja, es muss auch die Augenhöhe des Beobachters vom Boden aus gemessen zur ermittelten Gesamthöhe addiert werden.

Der neue Laser-Entfernungsmesser von Fluke der Serie 42xD

Neigungsmesser zur Messung von Raketenhöhen
Neigungsmesser zur Messung von Raketenhöhen
Schöne Detailansicht der Raumkonstruktion. Die Pfosten bestehen aus geschälten Baumstämmen.

Kürzlich fiel mir auf, dass Fluke eine neue Serie von Laser-Entfernungsmessern auf den Markt gebracht hat. Mit ihnen können Neigungswinkel (siehe oben) gemessen werden. Diese Geräte eignen sich hervorragend bei der Berechnung von Abständen, Winkeln, Flächen und Volumina in Gebäuden, sie sind jedoch nicht sehr gut für Experimente wie das vorangegangene geeignet. Nicht zuletzt der Versuch, bei Tageslicht aus der Entfernung einen Laserfleck auf ein sich bewegendes Objekt zu halten.

Was können also diese neuen Messgeräte von Fluke tun? Die Leute aus der Marketingabteilung von Fluke gaben mir ein Fluke 424D zum Ausprobieren, damit ich mir selbst ein Bild machen konnte. Als Versuchsobjekt diente eine alte pfostengestützte Scheune, die in einen Wohnbereich umgebaut wurde.

Ich konnte sehr schnell die Deckenhöhe des großen Raums im Hauptgeschoss ermitteln, indem ich das Gerät auf dem Boden an einem Raumende positionierte, die Taste Measure (Messen) einmal betätigte, um den Laser zu aktivieren und dann die Timer-Taste (das Messgerät erledigte den Rest) und 5 Sekunden wartete, bevor ein stabiler Messwert von 2,3 Meter angezeigt wurde.

Danach verwendete ich zur Ermittlung der Länge, Breite und Fläche des Raums bei zwei Messungen die Taste Area/Volume. Meine Messwerte betrugen 15,6 Meter x 5,6 Meter. Das Messgerät zeigte beide Messungen und die berechnete Fläche von 86,8 m² an.

„Aber das könnte man doch auch mit einem Bandmaß und einem Taschenrechner machen?“, sagen Sie. Richtig, aber alle Messungen wurden von einer einzigen Stelle aus vorgenommen und ich brauchte keine zweite Person, die das andere Ende des Maßbandes hält und die Berechnung erfolgte automatisch. Außerdem können Messungen bis zu einer Entfernung von ca. 30 Metern sogar mit dem preisgünstigsten Modell vorgenommen werden, dem Fluke 414D. Ein zusätzlicher Vorteil der leistungsstärkeren Modelle Fluke 419D und Fluke 424D ist die Möglichkeit, Messungsdurchgänge (inklusive Berechnungen) zu speichern, damit sie später in Ihre Dokumente übertragen werden können.

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Neigungsmesser zur Messung von Raketenhöhen
Heuboden für große Partys? Die Detailaufnahme zeigt den Fluke 424D auf dem Boden.

Die Messungen für Küche, Waschraum, zwei Schlafzimmer, ein Bad und zwei Flure ergaben für die Fläche des Hauptgeschosses knapp 186 m². Außerdem brauchte ich für die Berechnungen nur wenige Minuten.

Das wirklich Interessante bei meinem Experiment war der Bereich über dem Hauptwohnbereich. Der Bereich wurde mehr oder weniger offen gehalten außer dem Einbau eines Badezimmers und einer Wet-Bar an einem Ende.

Bei der ursprünglichen Scheune hätte man diesen Bereich als Heuboden genutzt und daher ist dieser offene, großzügig angelegte Bereich mit hoher Decke durchaus angemessen.

Wie aus dem Bild ersichtlich wird, existiert eine nicht unerhebliche Pfostenabstützung für das Dach, gleichzeitig wurde darauf geachtet, dass so viel Platz wie möglich in der Mitte bleibt. Die Seitenstützen erstrecken sich nach unten, wo sie auf die Pfosten und Stützen im Wohnbereich darunter ausgerichtet sind.

Wie man klar erkennt, besteht hier das große Problem in der Messung der Höhe des Scheitels dieses kirchenähnlichen Bereichs. Kein Problem für den bewährten Fluke 424D. Ich ermittelte 6,7 Meter vom Boden bis zum Scheitel ohne Verwendung eines Gerüsts oder einer Leiter. Mit meinen Messungen von 11,5 Metern und 7,6 Metern zwischen den Wänden konnte ich noch einmal eine Fläche von 87 m² für dieses originelle Heim messen.

Ich konnte zwar nicht vollständig die Winkelmessfunktionen des Fluke 424Dtesten, aber ich kalibrierte den 8-Punkte-Kompass inklusive der nördlichen Missweisung.

Messungen können in Feet, Feet und Inches oder in Meter als Option im Display dargestellt werden. Außerdem können Umrechnungen zwischen diesen Systemen über die im Speicher abgelegten Werte vorgenommen werden.

Ich glaube, dass ich mit gutem Gewissen sagen kann, dass Fluke neue arbeitssparende Instrumente für den Werkzeugkasten mit diesen innovativen Messgeräten geschaffen hat.