Titel: Schreiber, über Aneroidbarometer und Prüfung derselben.
Autor: Schreiber, Paul
Fundstelle: 1875, Band 215 (S. 36–39)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj215/ar215015

Ueber Aneroidbarometer und Prüfung derselben; von Dr. Paul Schreiber.

Mit Abbildungen auf Taf. I [c.d/3.4]

Aneroid von Weilenmann.* Fig. 26 [d/3].

Die neuen Constructeure von Aneroidbarometern gehen darauf aus, die Hebelübersetzungen der Naudet'schen Construction zur Messung der Bewegung der Dose durch mikrometrische Vorrichtungen zu ersetzen. So entstand das Aneroid von Goldschmid ** in Zürich, bei dem der messende Apparat eine Mikrometerschraube ist; das Instrument hat aber den Nachtheil, daß die Mikrometerschraube gegen die Dose drückt und einer Aufblähung derselben bei Bergsteigungen sich hindernd in den Weg stellt. Es ist demnach erforderlich, daß man nach jeder Ablesung die Schraube heraus dreht, wenn man eine Abnahme des Luftdruckes erwarten kann. Diese Manipulation wird nun außerordentlich lästig, wenn man mit dem Aneroid eine Nivellirung vornehmen will, und es gehört durchaus nicht zu den Unmöglichkeiten, daß man das Zurückschrauben vergißt und damit das Instrument verdirbt. Dieser Umstand hat Weilenmann zu nachstehend beschriebenen Verbesserung des Goldschmid'schen Instrumentes veranlaßt.

Fig. 26 stellt die äußere Ansicht desselben dar. Die Büchse A umgibt die luftleere Dose, auf deren oberem Deckel ein horizontaler Arm befestigt ist, dessen Endfläche sich in einem Schlitz der Büchse parallel zur Achse derselben bewegt. Auf der Endfläche dieses Armes ist eine horizontale Marke a gezogen, deren Stellung von der Bewegung der Dosenflächen abhängt. Die Mikrometerschraube BB, welche mit einer getheilten Trommel C versehen ist, dreht sich in der auf der Büchse A festgemachten Mutter D. Mit dieser Mikrometerschraube ist der Schlitten E verbunden, welcher durch die Schienen F, F geführt wird und bei b einen horizontalen Faden trägt. Der Faden b wird bei Beobachtung auf den Strich a eingestellt, und die Ablesungen an einer Scale auf einer der Schienen F und dem Index G vor der Trommel C vorgenommen. Der Mikrometerapparat ist der Deutlichkeit wegen gegenüber den anderen Theilen des Apparates zu groß dargestellt.

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Aneroid, System Reitz, aus der Fabrik von R. Deutschbein in Hamburg. Fig. 27 [c/4].*

Der Civilingenieur Reitz in Hamburg verfolgte einen ganz ähnlichen Gedanken wie Weilenmann. Das Princip dieses Instrumentes ist in Figur 27 [c/4] mit einfachen Strichen angedeutet. Die luftleere Dose greift an dem einarmigen Hebel ABC im Punkte B an, während derselbe im Endpunkte C durch eine starke Spiralfeder angezogen wird. AB verhält sich zu AC wie 1 : 10. Bei C befindet sich eine Scale, der gegenüber ein mit Fadenkreuz versehenes Mikroskop D angebracht ist. Die Scale ist photographisch hergestellt, ist 3 Mm. lang und der Millimeter direct in 100 Theile getheilt; Tausendstel Millimeter können noch abgeschätzt werden. Nach Bestimmungen von Prof. Jordan ** entspricht 1 Mm. der Theilung 22,26 Mm. Luftdruck in Quecksilbersäule, und 1° C. ändert den Stand um 0,00565 Mm., was einer Druckänderung von 0,126 Mm. entsprechen würde. Der Temperaturcoefficient dieses Instrumentes würde demnach gleiche Größe mit jenen der Naudet'schen Aneroide haben.

Um die Barometerstände von 500 Mm. bis 780 Mm. beobachten zu können, muß die Scale auf 11 Mm. verlängert werden. Deutschbein soll schon Instrumente mit Scalen von 5 Mm. Länge ausgeführt haben.

Prof. Jordan hat einige Versuche über die Genauigkeit des Instrumentes angestellt und es mit je einem Aneroid von Naudet und von Goldschmid und mit dem Quecksilberbarometer bei Höhenmessungen verglichen. Die Resultate sind nicht besonders günstig; das Naudet'sche Instrument hat sich bedeutend besser in jeder Hinsicht gezeigt. Wenn nun auch dabei zu berücksichtigen ist, daß das Naudet'sche Instrument schon länger im Gebrauch gewesen, während das Deutschbein'sche erst aus der Fabrik gekommen war, so scheint doch daraus hervorzugehen, daß der Gewinn durch die neuen Constructionen doch nicht so bedeutend ist, |38| und daß zu Nivellements für praktische Zwecke die außerordentlich bequemen Naudet-Aneroide sich mindestens ebenso empfehlen. Dagegen dürfte das System Reitz wohl bei Variationsbeobachtungen vorzuziehen sein.

Apparat zum Prüfen von Aneroiden ohne Luftpumpe; von Schreiber. Fig. 28 [c/3].

Für den Ingenieur, welcher mit Aneroiden arbeitet, dürfte ein Apparat von Nutzen sein, mit dem er seine Instrumente während des Winters verschiedenen Luftdrücken und Temperaturen aussetzen und dadurch die Reductionsformel mit Strenge ableiten kann, um die Constanten für die im Sommer statthabenden Arbeiten mit Genauigkeit zu bestimmen. Vorliegender Apparat gründet sich auf die Aenderung des Druckes einer eingeschlossenen Luftmenge, wenn man dieselbe verschiedenen Temperaturen aussetzt.

A bezeichnet ein gußeiserner Kasten, dessen Form sich nach dem zu prüfenden Instrument richtet. In Fig. 28 ist ein Naudet'sches Aneroid angenommen. Der mit zwei Hähnen C und C' versehene Kasten ist luftdicht verschließbar durch die Glasplatte D. Mit dem Hahn C' wird ein Manometer oder Barometer verbunden, und C setzt das Gefäß in oder außer Communication mit der Atmosphäre. Bei Untersuchungen setzt man das Gefäß in Wasser, welches passend erwärmt wird, während der Hahn C offen steht. Dadurch erhält man eine Beobachtungsreihe bei nahezu constantem Drucke aber steigender Temperatur des Instrumentes. Hat man nun die Temperatur auf etwa 50° getrieben, so wird der Hahn C geschlossen, und man läßt den Apparat langsam abkühlen. Dabei sinkt nicht nur die Temperatur des Aneroides sondern auch der Luftdruck, und man wird eine zweite Beobachtungsreihe anstellen können, den abnehmenden Druck bei abnehmender Temperatur des Instrumentes. Das Abkühlen kann man bis auf – 20° treiben, wenn man das Gefäß in ein Gemisch von Schnee und Salz bringt; eventuell macht man die Beobachtungen an sehr kalten Wintertagen. Wird nun bei einer Temperatur von vielleicht – 10° der Hahn C geöffnet und langsam Luft eintreten gelassen, so bekommt man eine dritte Reihe bei zunehmendem Druck und constanter niederer Temperatur des Aneroides. Eine vierte Reihe bei zunehmendem Druck und zunehmender Temperatur wird man erhalten, wenn man bei geschlossenem Hahn erwärmt.

Bei dem praktischen Gebrauche wird man einfach das Gefäß bei hoher Temperatur absperren und nun möglichst luftdicht abschließen. Hierauf wird man das Instrument eine Zeit lang im warmen Zimmer |39| stehen lassen, dann heraus in die Winterkälte bringen, wieder einige Tage stehen lassen, wieder in die Wärme bringen u.s.w. Beobachtungen des Barometers, des Manometers, des Aneroides und der Temperatur desselben geben die Daten zur Berechnung der Constanten in der Reductionsformel.

Um einen Ueberschlag über die Druckschwankungen, welche man bei diesem Verfahren erhält, zu bekommen, mögen folgende Notizen dienen. Sperrt man ab bei + 50° und kühlt ab bis auf – 20°, so sinkt der Druck

von 760 bis auf 560 Mm.
730 „ 570 „

Diese Druckschwankung von 160 Mm. würde einer Höhendifferenz von etwa 1700 Meter entsprechen. Daraus sieht man, daß für gewöhnlich eine einfache Abkühlung und Erwärmung des Apparates ausreicht und daß eine Luftpumpe unnöthig ist.

Will man den Druck noch geringer haben, so wird man die Abschließung bei der hohen Temperatur unter Minderdruck vornehmen, indem man einfach mit dem Munde etwas Luft aussaugt. Es ist durchaus nöthig, daß die Vergleichungen des Aneroides längere Zeit in derselben Drucklage, am besten aber bei Schwankungen desselben in Grenzen von 10 bis 20 Mm. und verschiedenen Mittelwerthen vorgenommen werden. Die raschen Luftpumpenexperimente sind durchaus zu verwerfen.

Daß bei diesem Verfahren die Temperatur des Aneroides sich mit dem Druck ändert, ist eher ein Vortheil als Nachtheil desselben.

Ueber die Berechnung der Versuche möge eine kurze Andeutung genügen. Angenommen, es sei beobachtet worden.

Zur Zeit T₀ gleichzeitig der Barometerstand B₀ (auf 0° C. reducirt), die Aneroidablesung A₀ und die Temperatur des Aneroides t₀;

zur Zeit T sei B der auf 0° reducirte Barometerstand, die Aneroidablesung A und die Temperatur des Aneroides t. Dann wird sein

(BB₀) = f [(AA₀); (tt₀) und (TT₀)]
= f (a, τ und T)


=

ca + ca₂ + ca₃ +....
+ dι + dι₂ + dι₃ +....
+ eT + eT₂ + eT₃ +....
+ f + f₂aT + fιT +....
+ ga₂ι + gaT +....

Von diesen Reihen nimmt man beliebig viele Glieder und berechnet mit sämmtlichen Beobachtungen nach der Methode der kleinsten Quadrate die wahrscheinlichsten Werthe der Constanten c, d, e... Diese Form der Reductionsgleichung ist auf jedes System von Aneroiden anwendbar.

Chemnitz, im December 1874.

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Eine Modification des Goldschmid'schen Aneroides von Weilenmann; Zeitschrift der österr. Gesellschaft für Meteorologie, 1874 Bd. 9 S. 171.

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Vergl. dies Journal, 1870 198 115.

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Ueber die Ausführung von Höhenmessungen mit dem Aneroidbarometer, System Reitz, aus der Fabrik von R. Deutschbein in Hamburg; von F. H. Reitz, Civilingenieur in Hamburg. 1874.

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Vergleichung dreier Federbarometer von Prof. Jordan in Carlsruhe; Zeitschrift für Vermessungswesen, 1874 Bd. 2 S. 364. Die Versuche von Professor Jordan sind noch nicht abgeschlossen und demnach kann sich das Resultat noch etwas ändern. Wahrscheinlich würden die Angaben des Reitz'schen Aneroides richtiger ausfallen, wenn die Temperaturen nicht linear sondern mindestens mit einem quadratischen Glied in Rechnung gebracht würden. Die Goldschmid'schen Instrumente – und wahrscheinlich auch das System Reitz – scheinen dies zu verlangen. Ferner scheint bei den Vergleichungen das Barometer auch nicht ganz fehlerfrei zu sein, denn die Differenzen Naudet – Reitz sind kleiner als die Differenzen Barometer – Reitz.

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