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Meßmaschinen: PDS-Mikrodensitometer


(11 kB)PDS-Mikrodensitometer Das PDS-Mikrodensitometer G1010 der Fa. Perkin Elmer/USA wurde 1982 inklusive eines Meßrechners (PDP 11/24 mit dem Betriebssystem RT11, später RSX11M+) als Berufungszusage von Prof. Reimers beschafft (Kaufpreis ca. 1/2 Million DM).

Es besteht aus einem Metallgestell mit einer 20 cm dicken Granitplatte (siehe linkes Bild), auf dem Granitblöcke für die Führungen in X/Y-Richtung befestigt sind. Auf diesen liegen dünne Metallstreifen, auf denen wiederum die "Räder" (Kugellager mit gehärteten Laufflächen) laufen. Der Granit ist das optimale Material für maximale Schwingungsdämpfung und geringe Temperatur-Ausdehnung. Das Gesamtgewicht der Maschine liegt bei ca. 1 Tonne. Geringste Erschütterungen können die Messungen verfälschen. Die erreichbare Meßgenauigkeit liegt bei 1/1000 mm auf einer Fläche von 24cm x 24cm. Um die Übertragung von Trittschall zu vermeiden, steht die Maschine auf einem eigenen Sockel, der keine Verbindung mit dem Boden hat. Im Raum wird die Temperatur (20 +- 1° C) und die Luftfeuchtigkeit (50 +- 10%) konstant gehalten.

Der Meßtisch (siehe unteres Bild) besteht aus Aluminium und wird durch Magneten zusätzlich auf seine Lauffläche gepreßt. In seiner Mitte befindet sich eine 25cm x 25cm große 1 cm starke Glasplatte. Er bewegt sich nur in einer Richtung (X) und kann auf einer Strecke von ca. 1 mm beschleunigt und abgebremst werden. Die Scan-Geschwindigkeit liegt bei etwa 20 cm/sec.

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PDS-Mikrodensitometer In der anderen Richtung (Y) wird der Meßkopf bewegt. Da er meist nur kleine Bewegungen (1-2/100 mm bis zur nächsten Scan-Zeile) ausführen, dann aber schwingunsfrei stehen muß, ist er an einem Granitarm (ca. 300 Kg, siehe rechtes Bild) befestigt, der wiederum auf Kugellagern läuft. Heidenhain-Glasmaßstäbe liefern die Kontrollsignale, die mit Hilfe selbstentwickelter Software vom Rechner für die Steuerung (Beschleunigung, Abbremsung, Positionskorrektur) der Motoren verwendet werden.

Die ursprünglich geplante Nutzung für astrometrische Messungen und Digitalisierung von Spektren wurde bald durch den Hamburger Quasar Survey verdrängt. Seither wird das Densitometer fast auschließlich für die vollständigen Digitalisierung von Schmidt-Platten benutzt. Die enorm hohen Laufzeiten (z.B. 9 Stunden Scanzeit für eine Schmidtplatte) führten bald zu Verschleißerscheinungen der Antriebe und auch der damals noch nicht berührungsfreien Glasmaßstäbe. Ein Ersatz durch ein besseres Antriebssystem (Fa. UHING/Deutschland) durch unsere Feinmechanische Werkstatt konnte dieses Problem beseitigen.

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PDS-Mikrodensitometer Ein weiteres Problem war die Befestigung der Fotoplatten mittels kleiner Federn. Für kleine Fotoplatten reichte der Andruck aus, während die Schmidt-Platten, für die die Maschine eigentlich ausgelegt war, durch die starken Beschleunigungen beim anfahren und abbremsen am Ende einer Scanzeile sich um einige tausendstel Millimeter bewegen konnten. Hierfür wurde in Hamburg eine Unterdruck-Platten-Halterung entwickelt. Dazu erhielt der Glasplattenträger einen kleinen Kanal, der unter dem äußeren Rand der aufgelegten Fotoplatte verläuft und durch ein eingeklebtes Metallröhrchen an eine Vakuumpumpe mit Ausgleichsbehälter angeschlossen ist. Durch Abpumpen der Luft wird die Fotoplatte so stark auf den Glasplattenträger gedrückt, daß ein Verschieben nicht mehr möglich ist. Die Befestigung der ESO Schmidt-Platten, die ja größer als der Plattentisch sind, ist dadurch möglich geworden. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens ist die gleichbleibende Schärfe. Selbst ein kleines Luftpolster unter der Platte würde bei der starken Vergrößerung (50 fach) eine gleichbleibende Schärfe über die ganze Fläche der Fotoplatte verhindern.

Ein wesentlicher Schwachpunkt der Maschine war ihre Elektronik, insbesondere das Rechner-Interface und der Analog/Digital-Wandler. Hier konnte glücklicherweise ein sehr schneller Verstärker, der eigens für diese Problematik vom ehemaligen Astronomischen Institut der Universität Münster entwickelt und gebaut wurde, Abhilfe schaffen. Gleichzeitig wurde die PDP 11/24 durch einen Meßrechner der Fa. KWS (68030-Prozessor mit dem Betriebssystem OS/9) ersetzt. Durch diese Maßnahmen konnte die Scanzeit - bei gleichzeitiger Meßgenauigkeitssteigerung - erheblich herabgesetzt und die Maschine im Dauerbetrieb eingesetzt werden.


Letzte Änderung: 8. März 1996 durch D. Groote