mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wie ist die statistische Verteilung von Bauteilwerten


Autor: Blub (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Angenommen, ich kaufe im Laden oder bei einem groesseren Händler eine 
Rolle SMD-Kondensatoren, die mit +- 5% angegeben sind.

Weiss jemand ob die Werte dann über den Toleranzbereich gleichverteilt 
sind oder eine andere Verteilung haben?

Autor: holger (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Weiss jemand ob die Werte dann über den Toleranzbereich gleichverteilt
>sind oder eine andere Verteilung haben?

Messen oder mit der Toleranz leben.

Autor: Иван S. (ivan)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Blub schrieb:
> Angenommen, ich kaufe im Laden oder bei einem groesseren Händler eine
> Rolle SMD-Kondensatoren, die mit +- 5% angegeben sind.
>
> Weiss jemand ob die Werte dann über den Toleranzbereich gleichverteilt
> sind oder eine andere Verteilung haben?

Vermutung ins Blaue: Verteilung nach Gauß aka Glockenkurve.

Autor: Peter R. (pnu)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vermutung: sicher keine Gauss-Kurve. Beispiele:

Bei Halbleitern werden aus dem Los Exemplare mit bestimmten Grenzwerten 
aussortiert: aus der Gauss-Verteilung wurden "Löcher" herausgefressen.

Nach der Fertigung liegen wegen des Abgleichs alle Exemplare in einem 
engen Bereich, die Alterung hat aber eine Tendenz in einer Richtung, 
sodass innerhalb des Toleranzbereichs eine Verschiebung stattfindet. 
Kleinere Werte fehlen dann völlig, nur größere kommen vor.

Es ist also eher so, dass sich innerhalb eines Fertigungsloses die 
Exemplare sehr ähneln und die Streuung sehr klein ist.

z.B. 33 Ohm sind nicht gleichmäßig gestreut, sondern fast alle R's 
liegen bei 32 Ohm, wenn es sich um einen einzigen Gurt handelt.

Autor: Blub (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Bei Halbleitern werden aus dem Los Exemplare mit bestimmten Grenzwerten
>aussortiert: aus der Gauss-Verteilung wurden "Löcher" herausgefressen.
Hmm. Du meinst also, das durch die Selektion jeweils ein Teil der 
Verteilung ausgesucht wird, der dann in sich ziemlich gleichverteilt 
ist.

Das könnte sein. Es könnte allerdings auch sein, das der Hersteller 
seine Anlagen so einstellen kann, das der Toleranzbereich meistens 
eingehalten wird.

Unabhängig davon käme es dann auf die Natur der Einflüsse auf die 
Maschine an, ob die Verteilung Gauss oder sonstwas ist.

Ist denn bei Kondensatoren auch anzunehmen das die Maschinen genauso 
eingestellt und von aussen beeinflusst werden wie bei Halbleitern?

>Nach der Fertigung liegen wegen des Abgleichs alle Exemplare in einem
>engen Bereich,
Wieso Abgleich? Werden denn Halbleiter nochmal abgeglichen? Und wie ist 
das bei Kondensatoren?

>Es ist also eher so, dass sich innerhalb eines Fertigungsloses die
>Exemplare sehr ähneln und die Streuung sehr klein ist.
Das käme eben auf die Art der Einflüsse an.
Hat jemand Erfahrungen aus einem grösseren Los von Bauteilen und kann da 
positive Aussagen machen?

Autor: holger (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Das könnte sein. Es könnte allerdings auch sein, das der Hersteller
>seine Anlagen so einstellen kann, das der Toleranzbereich meistens
>eingehalten wird.

Es könnte auch sein das alle deine
Vermutungen falsch sind. Frag doch einfach mal
den Hersteller.

Autor: Blub (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Frag doch einfach mal den Hersteller.
Nö. Ich frag Euch.

Autor: der mechatroniker (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Wieso Abgleich? Werden denn Halbleiter nochmal abgeglichen? Und wie ist
> das bei Kondensatoren?

Es gibt viele Prazisions-Widerstandsnetzwerke oder analoge 
Präzisions-ICs, die vom Hersteller per Lasertrimming abgeglichen werden, 
bevor die Pressmasse draufkommt. Ist normalerweise in den Daten 
beschrieben.

Beispiel Vishay MPM-Serie.

Autor: A. K. (prx)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Blub schrieb:

> Das könnte sein. Es könnte allerdings auch sein, das der Hersteller
> seine Anlagen so einstellen kann, das der Toleranzbereich meistens
> eingehalten wird.

Das ist nicht der Punkt. Bei Elkos ist allgemein bekannt, dass die 
Kapazität mit der Zeit abnimmt. Ein Anstieg ist eher unwahrscheinlich. 
Wenn dennoch die Nennkapazität abzüglich Toleranz längere Zeit 
eingehalten werden soll, dann lässt sich das seitens des Herstellers am 
einfachsten erreichen indem die Kapazität bei Lieferung eher über als 
unter den Sollwert liegt.

Autor: Sebel De Tutti (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Geweisse Herstelle drucken zum Teil sogar Histogramme in den 
Datenblättern ab (z.B. Linear).

Autor: Blub (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Das ist nicht der Punkt. Bei Elkos ist allgemein bekannt, dass die
>Kapazität mit der Zeit abnimmt. Ein Anstieg ist eher unwahrscheinlich.
>Wenn dennoch die Nennkapazität abzüglich Toleranz längere Zeit
>eingehalten werden soll, dann lässt sich das seitens des Herstellers am
>einfachsten erreichen indem die Kapazität bei Lieferung eher über als
>unter den Sollwert liegt.

Nun gut. Ich meine nicht Elkos sondern keramische im nF und pF Bereich. 
Aber unabhängig davon würde doch durch die Alterung die ursprüngliche 
Verteilung der Werte erhalten bleiben.

Wonach ich frage ist die Verteilung der Werte von Kondensatoren gleichen 
Nennwertes in einem Gurt.

Das Problem mit dem ins Spiel gebrachten Abgleich ist, das abgeglichen 
wird, bis der Wert innerhalb des Toleranzbereiches ist. Da Abgleich hier 
bedeutet die Plattenfläche zu verkleinern, würde die Kapazität 
verringert. D.h. aber, das evtl. die Werte eine Häufung am oberen Ende 
des Toleranzbereiches haben. Wenn aber der Abgleichvorgang recht "grob" 
ist, könnte es auch sein, das die Verteilung normal ist und sich mit 
einer normalen oder Gauss Verteilung der unabgeglichenen Kondensatoren 
"vermischt".

Kann jemand, definitive Aussagen zur Verteilung der Werte machen?

Autor: mr.chip (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Man muss fast von einer Gauss-Verteilung ausgehen. Jede andere 
Verteilung würde beim Hersteller zu grosse Ausschussraten produzieren. 
Beispielsweise bei einer Gleichverteilung - man kann ja nicht davon 
ausgehen, dass die Dichtefunktion ausserhalb des Nutzbereiches sehr 
schnell abfällt, also wäre der grösste Teil der Bauteile Müll. 
Mittelwert und Varianz müsste man wohl in der Tat nachmessen.

Autor: Blub (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Man muss fast von einer Gauss-Verteilung ausgehen. Jede andere
>Verteilung würde beim Hersteller zu grosse Ausschussraten produzieren.

Als Hersteller würde ich allerdings die Kondensatoren nachmessen.
Entweder alle oder Stichproben.

Bei allen:
Die zu kleinen oder zu grossen würde ich jeweils in entweder die 
nächsthöhere Toleranzkategorie oder den nächsten Nennwert sortieren.

D.h. der Wunsch keinen Ausschuss zu produzieren muss garnicht vorhanden 
sein, da es dann keinen Ausschuss gibt. Daher läßt sich nicht schliessen 
das Gauss vorliegt.

Falls nur Stichproben:
Ja. Dann würde ich auch stark Gauss vermuten.

Autor: A. K. (prx)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn eine Fertigungsstrasse grade einen einzigen Typ produziert, dann 
kann die Logistik für die korrekte Unterbringung und Kennzeichnung von 
Fehlwerten teurer sein als die Mülltonne.

Wenn dann noch der Alterungsprozess des Bauteils eine bestimmte Richtung 
hat, dann sollte konsequenterweise von einer Gauss'schen Glocke ein Teil 
fehlen, und zwar noch innerhalb des Toleranzbereichs.

Autor: Blub (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>dann sollte konsequenterweise von einer Gauss'schen Glocke ein Teil
fehlen

Wie meinst Du das? Wo im Verteilungsdiagramm sind dann die gealtertern 
Werte? Ausserhalb des Toleranzbereiches?
Wenn alle Teile gleichermaßen altern sollte sich doch die Glocke 
ingesamt verschieben, oder nicht? Wenn dann von oben nichts nachrückt, 
fehlt insofern an der Glocke etwas als das sie links ausserhalb des 
Toleranzbereiches rückt und rechts keine Werte vorhanden sind. Meinst Du 
das so?

Autor: A. K. (prx)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Bleiben wir der Einfachheit halber mal bei den beschriebene Elkos. Egal 
ob die Spitze der Glocke nun auf dem Nennwert liegt oder drüber, es 
sollten im Test alle Exemplare/Chargen zu Makulatur werden, die zwar 
anfangs noch innerhalb des Toleranzbereichs liegen, die aber in ihrer 
nominellen Lebensdauer irgendwann rausfallen werden.

Wenn man das Ergebnis eines solchen Verfahrens grafisch betrachtet, dann 
fehlt der Glocke noch innerhalb des Toleranzbereichs ein Teil des linken 
Flügels. Ob das signifikant ist oder nicht weiter auffällt, das hängt 
davon ab, wie genau die Fertigung ist, d.h. wie steil/breit die Glocke 
ist. Und wie stark die Alterung ist.

PS: Das ist keine Aussage über eine reale Fertigung, sondern eine eher 
mathematische Betrachtung.

Autor: Rasenmäher (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Kann jemand, definitive Aussagen zur Verteilung der Werte machen?

Der Hersteller!

Autor: Arno H. (arno_h)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Clevere  Hersteller mit guter Fertigung stellen dann alle 
+-20%-Kondensatoren mit -15% her.
Gespartes Material gegen Geld sozusagen.

Arno

Autor: Rasenmähermann (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn man Statistik braucht ist man arm dran.

Also was nützt es mir wenn ich Krebs habe und die Wahrscheinlichkeit 
dafür es zu kriegen 0,1% ist. Mathematisch ist es interessant für die 
Praxis taugt es nicht, ausser vielleicht für eine betrügerische Praxis.

Autor: Blub (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ A. K.

>Bleiben wir der Einfachheit halber mal bei den beschriebene Elkos.
Wieso sind Elkos einfacher als keramische Kondensatoren?

Ich meine Deine Aussage wegen des "fehlenden" Teils der Glockenkurve nun 
verstanden zu haben.
Die Kondensatoren, die wegen der zu erwartenden Alterung aussortiert 
werden, haben niedrige Werte innerhalb der Toleranzbereiches. Da sie 
nicht in den Gurt kommen, wird für diese Werte die Häufigkeit 0 gezahlt. 
Wenn der Rest aber noch Gauss verteilt ist, dann haben wir eben eine 
halbe oder dreiviertel Glocke.

Ich würde gerne noch mal auf die Begründung für die Gauss-Verteilung 
kommen.
Du argumentierst ja, das, wenn die Linie auf die Fertigung eines 
Wertes ausgerichtet und eingestellt ist, das sortieren der Werte in 
jeweils benachbarte Toleranzbereiche zu viel Aufwand ist. Das es also 
nicht gemacht wird.
Es mag ja auch, wie ich schon schrieb, so sein, das die Linie auf die 
Fertigung mehrerer Werte ausgerichtet ist, so das eben in benachbarte 
Toleranzbereiche sortiert wird.
Gibt es für die eine oder andere Möglichkeit konkrete Anhaltspunkte?

Autor: A. K. (prx)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Blub schrieb:

> Wieso sind Elkos einfacher als keramische Kondensatoren?

War anders gemeint. Das Alterungsverhalten von Elkos ist mir bekannt. 
Das von Rs und anderen Cs nicht.

Autor: Rasenmähermann (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Ich würde gerne noch mal auf die Begründung für die Gauss-Verteilung
>kommen.

Die Gaussverteilung ist der Grenzwert der Binomialverteilung für grosses 
N. Also viele unabhängige Zufallsvariablen.

Alles beliebig, brotlos, fruchtlos...


Genausogut kannst du einen Affen Bauteile selektieren lassen.

Autor: A. K. (prx)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Blub schrieb:

> Gibt es für die eine oder andere Möglichkeit konkrete Anhaltspunkte?

Es kursiert eine inoffizielle Aussage, dass die 2 Varianten von AVRs 
(low voltage / high frequency) ähnlich behandelt werden. Also das 
getestet wird was grad gefertigt und beschriftet wird und was da 
rausfällt wird weggeworfen, nicht etwa für die andere Version getestet.

Mir liegen keine konkreten Informationen vor, kann mir aber vorstellen, 
dass der logistische Aufwand für's rebinning bei Bauteilen von geringem 
Materialwert einfach zu hoch ist. Bei PC-Prozessoren sieht das anders 
aus.

Ich würde auch nicht davon ausgehen, dass Hühnerfutter vollständig 
getestet wird. Wenn der Herstellungsprozess Bauteile aus der gleichen 
Fertigungscharge sehr ähnlich gestaltet (*), dann sind Stichproben 
ausreichend. Wer's genauer will zahlt für zertifizierte Bauteile die 
eine oder andere Null extra und testet zudem zusätzlich selbst (in 
kritischen Anwendungsbereichen wie beispielsweise Medizintechnik oder 
Flugzeugbau).

*: An dieser Stelle zu investieren bringt mehr ein.

Autor: Peter R. (pnu)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Um zur Frage ganz oben zurückzukommen:

Wenn man im Gurt Kondensatoren  mit 5% Toleranz kauft, darf man nur 
damit rechnen, dass sie diese Toleranz einhalten. Die Mess-und 
Sortiermaschine oder die Stichprobenauswertung kümmert sich den Teufel 
um eine Gauss-Verteilung. Wenn im Los lauter +4,5%-Kondensatoren sind, 
kommen sie eben auf den Gurt. Am nächsten Fertigungslos sind eben auf 
solchem Gurt lauter -3,5%-Kondensatoren.

Autor: Blub (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Kann jemand ein positive Aussage über die Verteilung der Werte machen?

Autor: holger (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Kann jemand ein positive Aussage über die Verteilung der Werte machen?

Der Hersteller. Wie oft muss man das noch wiederholen.
Oder NACHMESSEN!

Autor: Blub (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Wie oft muss man das noch wiederholen.

Du musst das garnicht wiederholen.

Gehst Du von Dir selbst aus, das Du meinst, ich wäre nicht selbst in der 
Lage zu erkennen unter welchen Umständen man messen oder den Hersteller 
fragen kann? Was soll dieses Gelaber?

Autor: A. K. (prx)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das soll heissen: Es ergibt keinen Sinn, die gleiche Frage ein paar Mal 
zu wiederholen. Keine Antwort heisst nämlich, dass es niemand weiss.

Autor: Hans Mayer (hansilein)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
warum stellst du dann dauernd die gleiche frage?

Autor: Blub (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Keine Antwort heisst nämlich, dass es niemand weiss.
Das ist unlogisch. Es setzt voraus das Du von allen Personen hier 
positiv weisst, das es niemand weiss. Das willst Du doch nicht ernsthaft 
behaupten?

>warum stellst du dann dauernd die gleiche frage?
Weil sie niemand beantwortet hat.

Autor: mhh (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich weiß es nicht.

Und wenn alle das hier rein schreiben, wird der Beitrag verdammt lang.

Autor: mhh (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Abgesehen davon dimensioniert man seine Ergüsse so, daß ein Spielraum 
für Toleranzen bleibt und die Schaltung trotzdem funktioniert.

Autor: Peter R. (pnu)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Keine Antwort heißt aber auch, dass die Frage nicht beantwortbar ist.

Kein Mensch weiß, wie die Herstellung und Sortierung der Bauelemente 
beim Hersteller abläuft. Selbst bei dem lässt sich selten jemand finden, 
der das genau sagen könnte oder will. Also, was soll das weitere Bohren?

Autor: A. K. (prx)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Blub schrieb:

>> Keine Antwort heisst nämlich, dass es niemand weiss.

> Das ist unlogisch. Es setzt voraus das Du von allen Personen hier
> positiv weisst, das es niemand weiss.

Der Umstand, dass dir niemand diese Frage beantwortet hat, legt nahe, 
dass es niemand konnte oder niemand wollte. Andernfalls hätte jemand 
geantwortet. Ist das wirklich so unlogisch?

Und je hartnäckiger du die Frage wiederholst, desto genervter reagieren 
die Leute.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.