Messtechnik: Länge mal Weite mal Gewicht

30.03.2015 |  Von  |  Allgemein
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Messtechnik: Länge mal Weite mal Gewicht
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Die ersten Methoden, die der Mensch ersann, um sich und die Welt zu vermessen, stellen bis heute die Grundlage jeder modernen Messtechnik dar. Sie sind die Vorgänger aller heute gebräuchlichen Masse und Gewichte.

Masseinheiten zum Ermitteln unterschiedlicher physikalischer Grössen waren schon in biblischen Zeiten bekannt. In vielen Bereichen war es wichtig, Länge, Volumen und Gewicht richtig bestimmen zu können – etwa beim Planen und Konstruieren von Gebäuden, beim Anfertigen von Landkarten, im Handel und natürlich im Handwerk.

Aber nicht nur diese praktischen Notwendigkeiten trieben den Menschen dazu, die Welt neben dem Betrachten auch zu studieren und zu vermessen. Ebenso motivierend waren dabei auch aber auch der Forscherdrang, die Neugierde und nicht zuletzt der Spieltrieb. Viele natürliche Kräfte, Gegebenheiten und Vorgänge wurden dem Menschen durch das Vermessen erst greifbar – und verständlich genug, um sie praktisch anzuwenden und darauf etwas aufzubauen.

Heute gibt es internationale Normen, Definitionen und Systeme, um im Dschungel der Messtechnik und der Masseinheiten die Ordnung aufrechtzuerhalten. Wichtige historische Eckpunkte, etwa die Einführung des metrischen Systems, unterstützten das Arbeiten mit Messwerten in Forschung und Handwerk. Sie machten zudem die Weitergabe der Ergebnisse leichter und waren somit ein bedeutender Faktor für den zunehmenden Erfolg der industriellen Massenproduktion.

Die Knochen von Königen, die Samen der Bäume

Die frühesten Längeneinheiten leiteten sich aus den Massen des menschlichen Körpers ab. Eine Elle entsprach zum Beispiel der Länge des Unterarms von einem erwachsenen Mann Häufig diente der Arm des jeweiligen Königs zur genauen Längenbestimmung. Bei der Volumen- oder Gewichtsbestimmung wurden Wasser, Steine oder die Samen von Pflanzen miteinander verglichen.

Jagdreviere oder Arbeitsbereiche konnten durch Steinwurf-, Hammerwurf- oder Pfeilschussweite abgesteckt werden. Das Karat, eine noch heute gebräuchliche Einheit zur Gewichtsbestimmung bei Edelsteinen, wurde ursprünglich aus dem Gewicht des Johannisbrotbaum-Samenkorns abgeleitet.

Masse wie Elle, Fuss oder Korn finden sich heute noch im angloamerikanischen Masssystem, das für seine teils verwirrenden Bezüge berühmt ist. Mittlerweile wurden sie längst ebenfalls standardisiert und damit unveränderlich. Auch in England weiss also heute höchstens noch der Hofschneider, wie lang die Elle der Königin ist.

Die in Altertum und Antike verbreiteten Messmethoden waren natürlich weniger exakt als die, die mit heutigen Messzeugen möglich sind. Doch mit ihrer Hilfe wurden im alten Ägypten, Rom und Griechenland Gebäude erbaut, vor denen Touristen heute noch staunend stehen – und deren exakte Konstruktion modernen Baumeistern Rätsel aufgibt.

Mit Hilfe des Hodometers und Vorläufern des Theodolits könnte das Land vermessen und kartographiert werden. Als Europas Norden noch von Wäldern bedeckt war, in denen Halbwilde lebten, konstruierten kluge Köpfe in wärmeren Ländern bereits Maschinen und stellten astronomische Berechnungen an, die teilweise bis heute Gültigkeit besitzen.

Manche historischen Messwerkzeuge wie Winkeleisen, Massstab oder Messschieber haben sich während der Jahrhunderte fast nicht verändert. Gefragt sind sie ebenfalls nach wie vor, denn sie gehören zur Standardausrüstung einer guten Werkstatt und leisten heute wie damals wertvolle Dienste.


Der gute, alte Zollstock, für den die Arbeitskleidung des Zimmermanns sogar eine eigene Tasche hat. (Bild: © Thijs Schouten Fotografie - shutterstock.com)

Der gute, alte Zollstock, für den die Arbeitskleidung des Zimmermanns sogar eine eigene Tasche hat. (Bild: © Thijs Schouten Fotografie – shutterstock.com)


Messer, Schieber und Spione

Der gute, alte Zollstock, für den die Arbeitskleidung des Zimmermanns oder Schreiners eine eigene Tasche hat, findet sich auch in den Werkzeugkästen ambitionierter Heimwerker. Waage und Messbecher helfen in spezialisierten Labors ebenso wie in der Küche. Schon Vorschulkinder lernen, mit dem Lineal oder einem Geodreieck zu zeichnen, zu messen oder auch zu konstruieren.

In vielen Industriebetrieben und Werkstätten sind Messschrauben, auch Mikrometer oder Bügelmessschrauben im Einsatz. Sie dienen der präzisen und raschen Längenbestimmung. Mit einer Fühlerlehre lassen sich Spaltmasse ermitteln, etwa das richtige Ventilspiels in einem Automotor. Das kleine Messzeug, bestehend aus vielen unterschiedlich flachen Metallzungen, passt in jede Tasche und wird im handwerklichen Volksmund manchmal als „Spion“ bezeichnet.

Ein Standardmesszeug ist auch der Messschieber, auch als Schieb- oder Schublehre bekannt. Mit einer guten Schieblehre lassen sich die Innen- und Aussenmasse eines Werkstücks oder die Tiefe einer Bohrung von Bohrungen auf das Hundertstelmillimeter genau ermitteln. Dabei sind die gute Qualität und richtige Anwendung des Werkzeugs natürlich Grundvoraussetzungen.

Wer nicht richtig misst, misst Mist

Zollstöcke, Fühlerlehren, Messschrauben und Messschieber gibt es in verschiedenen Grössen und Ausführungen. Sie sind perfekt für ihre jeweiligen Einsatzgebiete geeignet, darum ist es nicht notwendig, sie in ihrem Grundaufbau zu verändern. Abweichungen oder Messfehler resultieren meist aus Anwendungsfehlern oder dem falschen Ablesen bzw. Interpretieren der Messergebnisse.

Vor dem ersten Messen sollten sich Laien also mit dem Messschieber vertraut machen. Am schnellsten geht das meistens, indem man sich den Umgang mit diesem einfach aussehenden, aber durchaus nicht simplen Werkzeug einmal richtig erklären lässt. Besonders knifflig ist dabei das Ablesen des sogenannten Nonius, mit dem sich das Ergebnis auf zwei Stellen hinter dem Komma präzise bestimmen lässt.

Systematische Fehler wie Kippfehler entstehen üblicherweise durch schräges Ansetzen der Schublehre oder den klassischen schrägen Blick beim Ablesen. Häufig ist der Grund auch ein zu grosser Kraftaufwand beim Messvorgang. Das kann durch Routine und Umsicht verhindert werden. Wer im versierten Fachhandel einkauft, schützt sich oder seinen Betrieb vor Ungenauigkeiten aufgrund schlechter Werkzeugqualität.

Von Ellen zu Parsecs

Das Zeitalter der High-Tech und der Raumfahrt hat auch die Anforderungen an Messzeuge und Messtechnik verändert. Heute kommen Digitaltechnik, Mikroskopie und feinste Sensoren zum Einsatz, um die hochpräzisen Messungen zu gewährleisten, die aus moderner Forschung, industrieller Fertigung und Qualitätskontrolle nicht mehr wegzudenken sind. Die Entwickler und Hersteller von Messmethoden und Messtechnik stehen dabei in stetigem Wettbewerb, der den Fortschritt ebenfalls vorantreibt.

Der Mensch misst schon längst viel mehr als nur sich und seine sichtbare Umwelt. Er forscht und misst sogar in Gebieten, die er nur in seinen Vorstellungen bereisen kann, weil sie von den begrenzten Sinnen seines Körpers nicht mehr erfassbar sind. Um immer grössere und immer kleinere Werte zu gemessen, darzustellen und zu interpretieren, braucht er logischerweise auch neue Masseinheiten.

Riesige Entfernungen, zum Beispiel die zwischen Planeten, Sonnensystemen und Sternen, werden in Lichtjahren oder Parsecs angegeben. Und auch bei der Erforschung des Mikrokosmos hat die moderne Messtechnik Erkenntnisse gebracht, wo es früher nur Vermutungen gab. Als Basis und Vergleichspunkte zum Definieren neuer Masseinheiten für das Allerkleinste dienen vielfach Werte, die aus chemischen oder physikalischen Reaktionen bzw. Eigenschaften ermittelt werden können, beispielsweise die Zerfall- und Halbwertszeiten radioaktiver Elemente oder die Frequenz von Kristallschwingungen.

Ein spannendes Messprojekt ist auch das Forschen nach der Geburtsstunde des Universums. Dazu wird Weltraumstrahlung gemessen und ausgewertet, oder kleinste Teilchen werden auf ihrem Weg durch Raum und Zeit kurz eingefangen und sichtbar gemacht. Zudem horchen gewaltige Radioteleskope in den in den unendlichen Raum hinaus, weil der Mensch hofft, von dort etwas zu empfangen, was er dann messen kann – immer auf der Suche nach etwas Neuem, das seine Theorien bestätigt, sein Wissen erweitert und neue Fragen mit sich bringt.



Fazit: Trotz allen Fortschritts und aller Veränderungen im Bereich der Messtechnik gibt es Messgeräte, die nie überflüssig werden können und sich nach wie vor in fast jedem Haushalt und jeder Werkstatt finden. Sie funktionieren heute wie damals – und wer präzise Arbeit schätzt, wird Qualität gerade bei den Feinheiten lieben.

 

Oberstes Bild: © Trifonenko Ivan. Orsk – shutterstock.com



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Über Christian Praetorius

Christian Praetorius, Jahrgang 1969, gelernter Controller und Logistiker mit jahrelanger Berufserfahrung. Seit 2012 gemeinsam mit seiner Frau Christine als freier Texter und Autor selbständig, erfolgreich und glücklich. Seine Kunden schätzen ihn für klare Worte, originelle Slogans und kreative Wortspiele ebenso wie für seine absolute Zuverlässigkeit und Kundenorientierung. Schreibt aus Berufung und mit Leidenschaft für die Sprache, die Botschaft und den Leser.



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