7 Werk­zeuge der Mess­technik in der Geschichte

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7 Werk­zeuge der Mess­technik in der Geschichte

Die Mess­technik entwi­ckelte sich im 18. Jahr­hun­dert zu einer orga­ni­sierten, wissen­schaft­li­chen Diszi­plin, die sich um klar defi­nierte, stan­dar­di­sierte Struk­turen und Mess­me­thoden bei der Suche nach möglichst genauen Messungen drehte. Aber der Mensch begann nicht plötz­lich im 18. Jahr­hun­dert zu messen; Messungen fanden bereits seit vielen tausend Jahren auf der ganzen Welt statt. Jede Region und Zivi­li­sa­tion entwi­ckelte ihre eigenen Werk­zeuge und Stan­dards für konsis­tente Messung für Gebäude, Zeit, Stadt­pla­nung, Wiegen, etc.

Oft unter­schieden sich diese Stan­dards und Instru­mente zwischen Gemein­schaften oder sogar Genera­tionen, aber manchmal wurden ähnliche Ideen in verschie­denen Berei­chen der Welt einge­führt, lange bevor sie mitein­ander hätten ausge­tauscht werden können. Jedes dieser Werk­zeuge, egal wie rudi­mentär oder kontrain­tuitiv zu den heutigen Stan­dards, zeigt die grund­le­genden Konzepte, die später zu den Eckpfei­lern der Metro­logie wurden (Stan­dar­di­sierte Einheiten, Fähig­keit zu messen und Refe­renz­stan­dards). Im Folgenden werden7 der frühesten und wich­tigsten Werk­zeuge der Metro­logie erklärt:

1) Cubit/Royal Cubit

Das wahr­schein­lich erste etablierte Mess­technik-Tool in der Geschichte der Mensch­heit ist der Cubit oder Royal Cubit aus dem alten Ägypten. Eine Elle wurde als gemes­sener Abstand vom Krümmer des Ellen­bo­gens bis zur Spitze des Mittel­fin­gers fest­ge­legt. Da dies für jede Person vari­iert, wurde schließ­lich der Royal Cubit einge­führt. Der Royal Cubit war die gleiche Messung wie der Stan­dard Cubit, mit den Abmes­sungen des aktu­ellen Königs als Bench­mark. Obwohl sich dies mit jedem aufein­an­der­fol­genden Regime ändern würde, stan­dar­di­sierte der Royal Cubit Messungen über die Länge einer Genera­tion zu einer Zeit in 3.000 v. Chr. und erlaubte es den Ägyp­tern, die Pyra­miden zu bauen.

2) Steine/Getreide (Karat)

Das Gewicht ist viel weniger einfach zu messen als die Entfer­nung, da die Dichte zu Objekten ähnli­cher Größe führen kann, die extrem unter­schied­lich viel wiegen. Vor den stan­dar­di­sierten Einheiten von Pfund oder Gramm und den elek­tro­ni­schen Waagen, um sie zu messen, mussten wir die Dinge auf der Grund­lage der Anzahl eines vergleich­baren Objekts abwägen, das benö­tigt wurde, um die Waage auszu­glei­chen. Obwohl der Stein das berühm­tere Beispiel für diese verglei­chenden Objekte ist, sind sie nicht das will­kür­liche Maß, das sie auf den ersten Blick zu sein scheinen. Die Steine wurden durch ihre äqui­va­lente Gesamt­menge in Weizen­kör­nern stan­dar­di­siert, die eine nahezu gleich­mä­ßige Größe und ein nahezu gleich­mä­ßiges Gewicht haben. Steine werden immer noch als Maßein­heit in einigen Gegenden der Welt genutzt, und der Karat, der heute noch für die Messung bei Schmuck verwendet wird, wurde aus dieser Methode mit Carob-Samen geboren. Ein Karat entspricht jetzt 200 Milli­gramm, oder das Gewicht eines Karob­sa­mens.

3) Odometer

Lange bevor sie in jedem Auto auf dem Planeten verfügbar waren, konnten Odometer an verschie­denen Orten auf der ganzen Welt aus verschie­denen Epochen (einschließ­lich Grie­chen­land, Rom und China) gefunden werden. Die Grund­idee war, den bekannten Umfang eines Rades zu nehmen, es an einem Fahr­zeug zu befes­tigen und das Rad fallen zu lassen oder eine Markie­rung nach einer fest­ge­legten Anzahl von Drehungen zu erstellen, um eine Meile zu markieren. Während die Defi­ni­tionen für die Anzahl der Rota­tionen, die für eine Meile gemacht wurden, von Region zu Region unter­schied­lich waren, war dies der Beginn unseres Verständ­nisses von Entfer­nung, die sich auf Reisen bezieht und die uns später ermög­li­chen würde, die Geschwin­dig­keit zu messen.

4) Wasseruhr

Unsere frühesten Zeit­ver­ständ­nisse basierten auf der Sonne und ihrer wahr­ge­nom­menen Bewe­gung über den Himmel. Um diesen Tag/­Nacht-Zyklus in mess­bare Einheiten zu brechen oder in der Lage zu sein, die Zeit in der Nacht oder auch drinnen zu kennen, wurden verschie­dene Instru­mente geschaffen, um eine Länge der Zeit zu bestimmen und zu sehen, wie viel davon vergangen war. Die berühm­teste davon ist die Sanduhr. Doch die Wasseruhr war eigent­lich ein früheres Werk­zeug als das in Ägypten, Rom, Grie­chen­land, China und Europa verwendet wurde. Wasser­uhren messen verstri­chene Zeit mit einer fest­ge­legten Menge Wasser, das durch einen Trichter tropft, um eine Zeit­ein­heit zu bilden. Diese Methode war weniger zuver­lässig als Sand, da Wasser anfäl­liger für seine Umge­bung (d. h. Verduns­tung) ist, weshalb Sand­uhren im Laufe der Zeit zum Stan­dard­werk­zeug wurden.

5) Sextant

Die Navi­ga­tion an Land kann mithilfe von Wahr­zei­chen als Refe­renz durch­ge­führt werden. Als Zivi­li­sa­tionen jedoch begannen, auf dem Seeweg zu reisen, mussten sie Navi­ga­ti­ons­werk­zeuge entwi­ckeln, für den Fall, dass es auf allen Seiten nichts außer offenem Wasser zu sehen gab. Die einfachste Lösung bestand darin, nach oben zu schauen. Der Sextant brachte zwei Objekte z.B. in einen 60o Winkel zuein­ander, mit anderen Worten, den Hori­zont mit einem Himmels­punkt. Sextanten messen den Winkel zwischen dem Hori­zont und astro­no­mi­schen Objekten wie Sonne, Mond oder anderen Planeten oder Sternen. Sextanten ebneten den Weg für unser modernes Verständnis von Breiten- und Längen­grad.

6) Chro­no­meter

Chro­no­meter wurden aus der Not geboren, als Menschen Schwie­rig­keiten hatten, Zeit zu messen, während sie auf dem Seeweg unter­wegs waren. Astro­la­bien waren nütz­lich, um Zeit zu messen und Brei­ten­grade an Land zu finden, aber auf See hatten sie Schwie­rig­keiten, den Längen­grad zu bestimmen (aufgrund der Erdro­ta­tion). Daher etablierte Groß­bri­tan­niens “Board of Longi­tude” 1714 einen Wett­be­werb im Wert von 20.000 Pfund, der neue, genauere Designs für die Messung der Seezeit einfor­derte. Die “Seeu­hren”, die daraufhin entstanden, modi­fi­zierten Pendel­uhren auf die ökolo­gi­schen Heraus­for­de­rungen der Seefahrt (Bewe­gung, schnell wech­selnde Tempe­ra­turen und salzige Luft) und lösten das Problem der Erfas­sung des Längen­grads auf See für die genaue Zeit­mes­sung und Navi­ga­tion. Diese Geräte waren auch die Vorläufer moderner Armband­uhren.

7) Groma/Dioptra

Die Verän­de­rung von länd­li­cher Lebens­weise hin zu Städten erfor­derte es, Flächen zu vermessen und Städte zu planen, wobei höher liegende Ebenen auf den Boden ausge­richtet werden konnten. Die Groma und Dioptra sind Werk­zeuge, die von den Römern und Etrus­kern für die frühe Ausrich­tung, Vermes­sung und Stadt­pla­nung geschaffen wurden. Sie benutzten Gegen­ge­wichte, die über einem in den Boden einge­schla­genen Mittelpol hingen, um die Senk­rechte zum Boden zu messen und auch die lineare Gerad­heit für die Entwick­lung von Aquä­dukten, Straßen, Grund­stü­cken und Städten zu gewähr­leisten. Diese Instru­mente, die den buch­stäb­li­chen Grund­stein für moderne Städte und Quali­täts­kon­trolle legten, wurden durch das Theo­dolit abge­löst, das schließ­lich zum Laser­in­ter­fe­ro­meter weiter­ent­wi­ckelt wurde.

Diese Werk­zeuge sind nur einige der Vorläufer der dimen­sio­nalen Mess­technik, die wir heute in Fabriken und auf Baustellen auf der ganzen Welt finden. Ohne sie hätte sich nicht nur das Leben unserer Vorfahren sehr anders entwi­ckelt, sondern auch die Konzepte unserer modernen Zivi­li­sa­tionen hätten sich viel­leicht nie entwi­ckelt. In einer sehr realen Art und Weise war der Cubit unser erster Halt in Rich­tung des modernen Laser Tracker.

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