Hallo. Ich habe hier ca. 200 Keramik-SMD-Kondensatoren einer Größe und Toleranz hier liegen. Laut Angabe in der Artikelbeschreibung haben die eine Toleranz von 10%. Heißt das, dass alle tatsächlichen Werte +/- 10% um den Sollwert schwanken oder, dass die Schwankungsbreite 10% ist und sie somit +-5% schwanken? Ich denke, dass man davon ausgehen kann, dass keiner der Kondensatoren außerhalb dieser Grenzen liegt. Wie genau befindet sich der Mittelpunkt des Toleranzbereiches am Sollwert? Wird bei den Herstellern mit genauen Messgeräten nachgemessen? Wenn das der Fall ist, könnte man ja die Kondensatoren durchmessen und man müsste in der Mitte der Messwertverteilung einen Kondensator finden, der näher am Sollwert ist als die meisten anderen und somit eine weit geringere "Abweichung" aufweist als der Schnitt mit 10%? Was meint ihr zu dieser Überlegung?
> Heißt das, dass alle tatsächlichen Werte +/- 10% um den Sollwert > schwanken oder, dass die Schwankungsbreite 10% ist und sie somit +-5% > schwanken? +/- 10% afaik > Ich denke, dass man davon ausgehen kann, dass keiner der Kondensatoren > außerhalb dieser Grenzen liegt. Naja, von "keinem" würde ich mal nicht ausgehen. > Wie genau befindet sich der Mittelpunkt des Toleranzbereiches am > Sollwert? Wird bei den Herstellern mit genauen Messgeräten nachgemessen? Ich könnte mir vorstellen, dass das bei eingefahrenen Produktionsprozessen nicht jeder Kondensator ausgemessen wird. Wahrscheinlich liegt dann jede Charge leicht anders. > Wenn das der Fall ist, könnte man ja die Kondensatoren durchmessen und > man müsste in der Mitte der Messwertverteilung einen Kondensator finden, > der näher am Sollwert ist als die meisten anderen und somit eine weit > geringere "Abweichung" aufweist als der Schnitt mit 10%? Auf jeden Fall. Neben so einer Auswahl muss dann aber oft auch das Temperaturverhalten beachtet werden, insbesondere auch im Zusammenspiel mit dem Temperaturverhalten anderer Bauteile.
gibts nicht Festlegungen, die genau beschreiben wie die Messwerte in einem Kondensatorhaufen verteilt sein müssen? Sodass man dann sagen kann, dass mit einer x-Prozentigen Wahrscheinlichkeit die Abweichung von dem Kondensator weit geringer als 10% ist? Letztere Aussage auch dahergehend ziehen, dass ich noch 3-4 Beutelchen mit anderen Grundwerten durchmesse und die Ergebnisse gegeneinanderstelle ;)
Die Kondensatoren sind allesamt X7R-Typen und bei 25°C spezifiziert. Wenn ich die Messungen bei exakt 25°C durchführe, dürfte ein evtl. Temperaturdrift eigentlich minimal sein.
Ich könnte mir schon vorstellen das die mittlerweile vollautomatisiert wirklich jeden einzelnen der Kondensatoren ausmessen und im Rahmen der Genauigkeit der Messgeräte tatsächlich auch JEDER Kondensator in dem Toleranzbereich liegt, dafür müssen die im Zweifelfall ja auch gradestehen. Häufig gibt es auch einseitige Toleranzen, grade bei Kondensatoren die sind dann aber auch deutlich gekenzeichnet (+10%) oder so, die Frage nach dem Mittelwert (nicht der Statistische sonder der mittlere Wert) der Toleranzen ist ja wohl hoffentlich nicht ganz ernst gemeint, selbstverständlich ist dieser EXAKT der Sollwert, sonst wäre das ganze Toleranzgedöns doch völlig sinnfrei. Also ein 100nF Kondensator liegt zw. 90 und 110nf, wäre ja auch zu drollig wenn man dem Toleranzbereich noch eine Toleranz aufbügelt. 100nF liegt als heute mal zw. 85.5 und 104.5 (weil heute unser sollwert mal eben 95nF ist) und morgen vielleicht bei 94.5 und 115.5, das wäre ja echt mal Unfug. Neineinein das ist Quatsch die Mitte ist exakt der Sollwert zumindestens bei allgemeinen Fertigungstoleranzen. Einseitige (-5%+10% oder nur +10%) haben die Mitte natürlich verschoben aber die Basis der Prozente liegt immer beim Sollwert. Also 100nF (+10%) liegt zw. 100 und 110 und nicht zw. 99.5 und 110.5. Das ist so schrecklich logisch, dass es mir nie in den Sinn gekommen darüber nachzudenken. -wiebel
Die gemessene Verteilung der Werte wird keine Gaussverteilung sein sofern ein Markt fuer enger spezifizierte Teile vorhanden ist. Bei Widerstaenden zB werden einfach welche gemacht. Dann wird durchgemessen. Die mit 1% gehen weg als 1%, die mit 5% gehen als 5% weg, wobei da keine mit 1% dabei sind. Die mit 10% gehoeren dann zum naechsten Wert.
Christoph Wagner wrote: > gibts nicht Festlegungen, die genau beschreiben wie die Messwerte in > einem Kondensatorhaufen verteilt sein müssen? Sodass man dann sagen > kann, dass mit einer x-Prozentigen Wahrscheinlichkeit die Abweichung von > dem Kondensator weit geringer als 10% ist? Letztere Aussage auch > dahergehend ziehen, dass ich noch 3-4 Beutelchen mit anderen Grundwerten > durchmesse und die Ergebnisse gegeneinanderstelle ;) Du musst dir mal genau überlegen wozu Toleranzen gut sind, gäbe es eine solche "Festlegung" würde das vorraussetzen das die Fabriken die Kondensatoren in beliebiger Genauigkeit fertigen können, es aber nicht tun weil ihnen eben danach ist. Die Gaussverteilung ergibt sich bei dem natürlichen Prozess, wenn die es Versuchen so gut wie möglich zu machen eine Festlegung ist völlig ausgeschlossen. Es steht ihnen aber frei einen Prozess zu wählen der zufällige Werte produziert und danach einfach alles was nicht in der Toleranz liegt wegzuwefen. Du hast ja noch nichtmal bei Ü-Eiern eine garantie das du nach 7 Eiern das bekommst was du willst und da gibt es ja immerhin so eine Festlegung wie du sie haben möchtest. Die Chance das du bei 100 Kondensatoren ein paar erwischst die +/-0.1% haben sind ganz gut aber es bleibt eine Chance, keine Garantie. Schlimm ist es natürlich wenn der Hersteller selbst selektiert und die Bauteile im +/-0.1% Bereich einfach für viel mehr Geld als genau solche vertickt, dann hast du in der 10% Marge nämlich eine dolle Lücke im mittleren Bereich und du hast überhaut keine Chance auf ein exaktes Bauteil. Aber die Festlegungen oder Garantien an die du da denkst, führen den gesammten Gedanken der Toleranzbereiche völlig ad absurdum. Da ist ganz klar der Wunsch Vater des Gedanken. Reality sucks ;)
so unlogisch wäre das nicht. mal angenommen ein Hersteller misst nicht jeden einzelnen nach und fertigt die Dinger so, dass eine gewisse Toleranz im Fertigungsprozess durch die Bauteilgröße, etc. entsteht. Jetz hat er an einem Tag aber ein geringfügig anderes Keramikgemisch als an einem anderen, welches jedem Kondensator nochmal einen gleichmäßigen Fehler verpasst. So könnte an einem Tag eine Charge von was-weiß-ich 94-104 und am nächsten von 97-107 entstehen. Alle sind sie dann noch um die 100nF +-10% rum. Letztendlich stammen 3 von den 4 Beuteln (untereinander unterschiedlicher Werte) aus einer Charge. Lediglich in einem Beutel sind mehrere Serien eines gleichen Wertes enthalten - aber wesentlich weniger als in den anderen 3en mit Festlegung meinte ich lediglich eine Aussage wie z.B. "mit 99%-iger Wahrscheinlichkeit befindet sich ein Kondensator im Toleranzbereich" Bei der Berechnung von MTBF und MTTF bauen Ingenieure doch auf solche Aussagen, um das wahrscheinliche Verhalten bestimmen zu können. Irgend ein Leitfaden muss da doch existieren. Entweder müssen alle exakt im Schwankungsbereich sein (um ein hochgenaues Messreferenz herum) oder irgendwo muss stehen, wieviele Prozent mindestens drin sein müssen. Sonst könnte ein Hersteller ja behaupten, dass die mehrzahl der Bauteile in der Toleranz sind, obwohl das nur für 51% der Bauteile zutrifft (Recht hätte er ja dann ;) )
Was will man denn mit exakten Bauteilen ? Dass eine Versterkung auf 4 Kommastellen stimmt ? Bei den ueberaus meisten Anwendungen kann man mit einer Toleranz sehr gut leben. Dann macht man eine Fehlerrechnung (Physik fuer Anfaenger) und gut ist. Vielleicht benoetigt man an irgendeinem Sensor mal einen 0.1% Widerstand. Der kostet dann. Das ist so.
Oder man heißt Burmester, Audiofreak in Berlin. Gerüchte aus den 80er Jahren besagen, dass er eine Charge Kondensatoren nach seinem errechneten Wert durchgemessen hat, um die Kondensatoren zu finden, die seinem Wunsch am nächsten kamen. War damals wohl so, weil die Fertigungstoleranzen größer waren. MW
Wabberer wrote: > Was will man denn mit exakten Bauteilen ? Dass eine Versterkung auf 4 > Kommastellen stimmt ? Bei den ueberaus meisten Anwendungen kann man mit > einer Toleranz sehr gut leben. Dann macht man eine Fehlerrechnung > (Physik fuer Anfaenger) und gut ist. Vielleicht benoetigt man an > irgendeinem Sensor mal einen 0.1% Widerstand. Der kostet dann. Das ist > so. Also die Fehlerrechnung ist sicher nichts aus der Ecke "Physik fuer Anfänger". Schließlich sind es ja nicht nur die Kondensatoren allein, die Toleranzen aufweisen, sondern JEDES Bauteil tut dies. Bei den Dioden ist das z.B. die Durchlassspannung, bei den Widerständen der eigentliche Widerstandswert (Überraschung!), bei den Transistoren z.B. die Verstärkung und wer "richtige" Toleranzen sehen will, der schaue sich die Pullups bei den Atmel-megas an. Und trotz aller Toleranzen soll die Schaltung tun, in allen Kombinationen. Da braucht es dann Fingerspitzengefühl der Art : Ungünstigster Fall liegt vor wenn Widerstand am oberen Toleranzwert, Kondensator am unteren, Verstärker unten oder wie auch immer. Schließlich kann man nicht alle Variationen durchrechnen. Nur mal "laut gedacht" Ciao
Ok jetzt versteh ich dich besser, sicher ist die Produktion gewissen Schwankungen unterlegen und was du sagst trifft sicher zu, nach dem Motto: heute produzieren wir mehr Ausschuss nach unten und morgen nach oben. Aber ich meine schon das die Toleranzangaben bindend sind. Die letzte Rechnung bleibt natürlich: Was ist teuerer, alle Schaltjahre mal ein Gerichtsverfahren weil was kaputt gegangen ist oder mehr Bauteile wegwerfen die evtl noch knapp im Toleranzbereich sein könnten. In jedem Fall denke ich schon das du den Hersteller belangen könntest wenn du einen 100nF Kondensator einbaust und "nachweislich" etwas kaputtgeht, oder du 10 Mio. Geräte (nein bei der Xbox ist das sicher was anderen ;) zurückrufen musst, weil der dann leider doch nur 88nF hatte, aber ich bin kein Anwalt, denke aber logisch, dass Toleranzen so funktionieren müssen. Du kannst ja mal die AGBs und DBs von Wiha durchlesen vielleicht findest du ja entsprechende Passagen. -wiebel
Wen's Interessiert ist in det Tat nicht aus der Ecke der "Physik für Anfänger" hat aber Methode. ;) http://www.ee.iitb.ac.in/~apte/CV_PRA_TAGUCHI.htm Wichtiger als der Link ist das Stichwort: Taguchi Matrix Das erstzt das von Willi angesprochene "Fingerspitzengefühl" durch einen optimierten Algoritmus bei dem man mit möglichst wenigen Versuchen möglichst viel herausbekommen kann. Imho für nahezu alle mehrdimensionalen Optimierungen nutzbar. -wiebel
@wabberer: "was will man damit..." nichts für ungut, aber ich kann mir vorstellen, dass in den 70ern auch Leute gefragt haben, wozu wir noch schnellere Mikroprozessoren brauchen, wenn wir mit unseren schon auf dem Mond gelandet sind... Vielen Dank für alle eure Antworten. Aber weiß jemand, wie Hersteller wirklich herstellen? Sortieren die wie wabberer oben erwähnt habt aus, oder machen die alles auf Verdachtstoleranzen (akribischere Fertigung -> engere Toleranzen)? Wieviel Verlass ist auf die Toleranzgrenzen?
Kein Hersteller fertigt fixe Toleranzen à la "Heute mal ein paar +-0,1%ige" ;) Meines Wissens nach werden die einfach produziert, danach werden alle, die im 0,1% Bereich liegen aussortiert und als solche verkauft, genau das selbe mit den +-1%igen, mit den +-5%igen, usw. ... Also ist die Chance bei den 10%igen einen 1%igen oder noch weniger zu finden nicht sehr groß, da die alle schon als 1%ige verpackt wurden... MfG maru
Fehlerrechnung (Physik fuer Anfaenger) war kein Witz. Jeder Messwert hat Fehler, jedes Instrument hat Fehler, und wie die Fehler durch Formeln propagieren ist zentrales Thema der Fehlerrechnung. Ohne die Fehlerrechnung begriffen zu haben muss man zumindest in der Physik gar nicht erst anfangen zu messen. Gewisse Groessen muessen auf 10^4 bekannt und stabil sein, bei anderen genuegen 10%. Und bevor man in der Elektronik sein Geld fuer unnoetige Genauigkeit rausblaest sollte man die Fehlerrechnung des Aufbaus anschauen. Es gibt Widerstaende mit 0.01%, es gibt auch Kondensatoren mit 0.5% und deren Preise kann man nur rechtfertigen indem man mit der Fehlerrechnung zum Aufbau zeigt, dass genau dieses Bauelement in dieser Praezision den Durchbruch bringt.
Ich bin mal gespannt auf die ersten Messungen. Wenn tatsächlich diese Bereiche restlos fehlen, dann lässt sich der genaue Wert der Kondensatoren besser ermitteln. Es geht letztendlich darum, den Grundfehler meines Messgeräts dadurch zu senken, dass dessen Kalibrierung mit einem genauer bekannten Referenzkondensator als einem 10% 100nF passiert. Für eine relative Genauigkeit von <0,01% passt ein Grundfehler von 5% (evtl. fehlende Bereiche) nicht ganz. Ich weiß auch, dass ich einfach einen Kondensator mit entsprechender Genauigkeit kaufen könnte - aber spaßenshalber will ich mal die Methode testen. Insbesondere weil ich vom genauen Zahlenwert unabhängig bin. (mein Messgerät kalibriert auf den Wert, den ich eingebe)
Wabberer wrote: > Fehlerrechnung (Physik fuer Anfaenger) war kein Witz. Jeder Messwert hat > Fehler, jedes Instrument hat Fehler, und wie die Fehler durch Formeln > propagieren ist zentrales Thema der Fehlerrechnung. Ohne die > Fehlerrechnung begriffen zu haben muss man zumindest in der Physik gar > nicht erst anfangen zu messen. Gewisse Groessen muessen auf 10^4 bekannt > und stabil sein, bei anderen genuegen 10%. Und bevor man in der > Elektronik sein Geld fuer unnoetige Genauigkeit rausblaest sollte man > die Fehlerrechnung des Aufbaus anschauen. Es gibt Widerstaende mit > 0.01%, es gibt auch Kondensatoren mit 0.5% und deren Preise kann man nur > rechtfertigen indem man mit der Fehlerrechnung zum Aufbau zeigt, dass > genau dieses Bauelement in dieser Praezision den Durchbruch bringt. Es lag mir fern den Physikern auf die Füsse zu treten! Auch ich habe ein paar Semester Physik gehört, Physik-Praktika gemacht (Schule und Studium) und die Fehlerbetrachtung war - natürlich - immer Thema. Ich wollte einfach nur auf die Komplexität hinweisen, ohne den Physikern abzusprechen, diese Komplexität zu beherrschen. Ansonsten ist es in der Tat so, wie schon beschrieben, die Bauteile, die man so kauft, nutzen ihre Toleranzbereiche aus. Man findet z.B. nur dann einen 1%er in einer 5%er-Charge, wenn der Hersteller zu viele von den 1%ern hatte und sie anderweitig verhökern will (oder zu wenige in der 5%er Charge). Im Übrigen altern die Bauteile, so dass sie nach einigen Jahren ihre Toleranzen nicht mehr unbedingt einhalten. Ein gutes Design zeichnet sich auch dadurch aus, dass die Schaltung dann immer noch "tut". Zum Altern trägt u.a. bei: Umweltbedingungen (Wärme ist schlecht, Kälte auch), hohe Last (unter Umständen Wärmeentwicklung), radioaktive Strahlung, Feuchtigkeit, und und und Ciao und Gruß an die Physiker
Willi Wacker wrote: > ... Man findet z.B. nur dann > einen 1%er in einer 5%er-Charge, wenn der Hersteller zu viele von den > 1%ern hatte und sie anderweitig verhökern will (oder zu wenige in der > 5%er Charge). Ich denke aber, dass das die Regel ist, wenn die Ihre Prozesse schön eingefahren haben werden die sehr viel mehr im 1% Bereich produzieren als sie absetzen können, von daher hat man imho bei den 5%igen eher sowas wie ne abgeflachte Gauskurve, oder wegen mir auch oben abgeschnitten, aber ich kann mir nicht vorstellen das bei Rs und Cs in der 5% marge die 1%igen ganz fehlen. Auswählen macht sicher sinn, zumal meist ist es ja auch egal ob 100Ohm oder 91Ohm hauptsache das Verhältniss zu einem anderen R stimmt, oder so. -wiebel
> ... aber ich kann mir nicht vorstellen das bei Rs und Cs in der > 5% marge die 1%igen ganz fehlen. Keine Ahnung wie es bei Rs ist, aber wenn man z.B. Folienkondensatoren (Polyester oder Polycarbonat) von Epcos oder Wima kauft sind die meistens aussortiert. Bei 5% ist alles drin, bei 10% nur +5 bis +10 und -5 bis -10% und bei 20% entsprechend + und - 10 bis 20%. Die Steuerung bei der Herstellung ist einfach nicht exakt genug um sich das Messen und Sortieren sparen zu können.
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