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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik exakte Zeitmessung für Grossuhren


Autor: gotoxy (Gast)
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Hi

Ich suche nach einer nicht all zu teuren Möglichkeit für meine Freundin 
nach einer Zeitmessung für Grossuhren (für die exakte Einstellung). 
Momentan würde ich zur Ermittlung mittels mikrofon bzw Lichtschranken 
tendieren. (wenn möglich beides). Im idealfall sollte es eine 
Jahresungenauigkeit ermitteln können => ~10ns Genauigkeit wenn man eine 
sekunde erfasst.

ideal wäre eine übertragung der Zählergebnisse auf den PC. danach wär 
für mich die Auswertung leichter....

Messgeräte welche 0,1s-0,01s Tagesabweichnug ermitteln befinden sich im 
Bereich von 2000€ aufwärts... (siehe auf Witschi.com watsch expert 
III...)
Somit war meine idee, mittels µC unser eigenes Gerät zu bauen. Habe von 
der Schulzeit noch ein 80C537er Bord daheim...glaub aber dass wegen der 
Taktfrequenz dies mit dem nich möglich sein wird.

Am praktischten wäre die Messung mit dem Mikrofon. (Aufzeichnung der 
Geräusche (ticken) des Ankers bei einer Pendeluhr)

Welches system bzw welche Herangehensweise könnt ihr mir dafür 
empfehlen...

mfg

gotoxy

PS: wie viel Aufwand wäre es das Frequenzbild des Ticken wie z.B. bei 
einem Oszilloskop auf einem Rechner zu übertragen und grafisch 
darzustellen?

Autor: Peter Dannegger (peda)
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gotoxy schrieb:
> Momentan würde ich zur Ermittlung mittels mikrofon bzw Lichtschranken
> tendieren. (wenn möglich beides). Im idealfall sollte es eine
> Jahresungenauigkeit ermitteln können => ~10ns Genauigkeit wenn man eine
> sekunde erfasst.

Na dann brauchst Du ja nur ein Mikrofon mit 100MHz Grenzfrequenz.


Peter

Autor: JJJ (Gast)
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Wenn die Torzeit größer wird, kann die Grenzfrequenz kleiner werden.

Aber 0.1s/Tag das sind weniger als 1ppm. Da würd ich mich nimmer auf 
Quarzoszilatoren verlassen.

Mein Vorschlag: Große Torzeit, gemessen mit einer Lichtschranke und 
vergleich mit DCF77.

cu

Autor: oszi40 (Gast)
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Wenn es wirklich genau werden soll, müstest Du eine Atomuhr basteln.
Für exaktere Zeitmessungen wäre evtl. die GPS-Zeit verwendbar, solange 
der Empfang nicht gestört ist.

Sonst Quarz-Thermostat ?

Für erste ungenaue Erkenntnisse kannst Du ja mal mit der Soundkarte 
+z.B. Nero Deine Uhrgeräusche aufnehmen/darstellen/vergleichen (wenn 
kein Presslufthammer in der Nähe ist). Evtl. lässen sich ja aus Deinem 
Tik-Tak-Diagramm schon mechanische Fehler erkennen?

Autor: Schrotty (Gast)
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Wie genau ist denn deine Referenz für die Messung?

Wenn du einen µC mit nem "nomalen" Quarz betreibst, dann hast ne 
Genauigkeit von 50ppm (Quarz) und mit dieser Genauigkeit willst du 10ns 
Genauigkeit/Sekunde erfassen? 10*10E-9 = 0,01ppm ????

Autor: gotoxy (Gast)
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natürlich ist es auch möglich eine minute oder mehrere (60 ticken mit 
Zählfunktion) aufzunehmen und auszuwerten was natürlich den ppm zugute 
kommen würde...

Autor: Peter (Gast)
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> natürlich ist es auch möglich eine minute oder mehrere (60 ticken mit
> Zählfunktion) aufzunehmen und auszuwerten was natürlich den ppm zugute
> kommen würde...
leider nicht wirklich, wenn der Quarz in 1sekunde 1Takt abweichung hat, 
dann hat er auch in 10 sekunden 10 Takte abweichung.

Da man sich wohl mal schnell nicht so eine genau zeitquelle hinstellen 
kann, würde ich auch auf die Zeit vom GPS zugreiffen. Und dann 24Stunden 
lang messen.

Autor: Schrotty (Gast)
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>natürlich ist es auch möglich eine minute oder mehrere (60 ticken mit
>Zählfunktion) aufzunehmen und auszuwerten was natürlich den ppm zugute
>kommen würde...

Sicher nicht!
die Fehler "wachsen" ja auf beiden Seiten proportional mit. Darum gibt 
man den Fehler ja auch in Prozent (oder ppm) an, also einem Verhältnis.

Autor: ah (Gast)
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Aber sicher doch. Denn 0.01ppm in einer sekunde zu messen ist 
schwieriger als in einem Tag.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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ah schrieb:
> Aber sicher doch. Denn 0.01ppm in einer sekunde zu messen ist
> schwieriger als in einem Tag.

Nö, ist es nicht.
Prozent sind Prozent. Wenn deine Vergleichsuhr um 1% falsch geht, tut 
sie das unabhängig davon ob du 1 Sekunde oder 1 Tag drauf schaust.

In einer Sekunde geht sie dann eine Hunderstelsekunde falsch, in einem 
Tag ist dann schon 864 Sekunden daneben. Aber wie auch immer, sie geht 
1% falsch.

Autor: fuse (Gast)
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Was hast denn Du für ne Freundin? :-)

Funkuhrmodul oder Zeitzeichen im Radio helfen nicht weiter?

Autor: ah (Gast)
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Bei 78k Sekunden pro Tag brauch ich nur eine Aufloesung von 1ms fuer den 
Vergleich, aber bei 1 Sekunde brauch ich eine Aufloesung von 10ns

Autor: Peter (Gast)
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nur hat eine  Aufloesung von 1ms nicht mit einer genauhigkeit zu tun.

Autor: Schrotty (Gast)
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lach also mal ein Vergleich:

Ich geb dir ne einen Meterstab, der leider nicht ganz genau ist, und 1% 
Abweichung hat (bei 2m  sind das 2cm Abweichung)
Und jetzt sollst du damit 100m auf 0,1% (10cm) genau ausmessen.
Wie würdest du das anstellen????

Misst du die 100m durch 50mal anlegen des Meterstabes, dann hast du 
nachher einen Fehler von 50x2cm = 1m. Und 1m sind 1% von 100m.

Prozent oder ppm ist und bleibt ein Verhältnis!

Autor: Schrotty (Gast)
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>Bei 78k Sekunden pro Tag brauch ich nur eine Aufloesung von 1ms fuer den
>Vergleich, aber bei 1 Sekunde brauch ich eine Aufloesung von 10ns

Richtig, aber Auflösung und Abweichung haben nix miteinander zu tun..
Ausserdem ist die Zeitbasis deiner Auflösung abgeleitet von dem Quarz 
der wiederum eine Abweichung (50ppm) hat.

Sprich: die 1ms Auflösung ist leider nur auf 50ppm genau (also auf 
+-50ns)

Autor: Иван S. (ivan)
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Hallo GoToXY;

> Ich suche nach einer nicht all zu teuren Möglichkeit für meine Freundin
> nach einer Zeitmessung für Grossuhren (für die exakte Einstellung).

Do suchst also einen Zeitsteller? Wozu also messen?

> Momentan würde ich zur Ermittlung mittels mikrofon bzw Lichtschranken
> tendieren. (wenn möglich beides).

Ich verstehe nicht ganz. Willst su nun die Ganggenauigkeit der Großuhr 
messen oder die Zeit stellen?

> Im idealfall sollte es eine Jahresungenauigkeit ermitteln können

Dann an Anfang und Ende eines Jahres gegen eine bekannte Zeitreferenz 
messen.

> => ~10ns Genauigkeit wenn man eine sekunde erfasst.

Was jetzt? Statistisch mitteln.

Von welcher "Großuhr" sprechen wir eigentlich? Ist das ein 
Rubidiumnormal?

> ideal wäre eine übertragung der Zählergebnisse auf den PC. danach wär
> für mich die Auswertung leichter....

Bitte laß' Einzelheiten weg. Interessanter währen die Rahmenbedingungen.

> Messgeräte welche 0,1s-0,01s Tagesabweichnug ermitteln befinden sich im
> Bereich von 2000€ aufwärts... (siehe auf Witschi.com watsch expert
> III...)

Genauigkeit hat ihren Preis. Auch hier wäre es gut zu wissen, was 
eigentlich gemessen werden soll.

> Somit war meine idee, mittels µC unser eigenes Gerät zu bauen. Habe von
> der Schulzeit noch ein 80C537er Bord daheim...glaub aber dass wegen der
> Taktfrequenz dies mit dem nich möglich sein wird.

Die Taktfrequenz ist (in diesen Bereichen) egal. Du willst also DCF 
empfangen, umwandeln und einspeisen?

> Am praktischten wäre die Messung mit dem Mikrofon. (Aufzeichnung der
> Geräusche (ticken) des Ankers bei einer Pendeluhr)

Ohne Kommentar.

> Welches system bzw welche Herangehensweise könnt ihr mir dafür
> empfehlen...

Kann Dir keiner beantworten.

> gotoxy

Iwan.

> PS: wie viel Aufwand wäre es das Frequenzbild des Ticken wie z.B. bei
> einem Oszilloskop auf einem Rechner zu übertragen und grafisch
> darzustellen?

Autor: gotoxy (Gast)
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zu meiner Freundin: Sie ist Uhrmacher...deshalb....
derzeit wird nach gefühl und über längere Zeit mit einer vergleichsuhr 
eingestellt... ziemlich zeitintensiv (manchmal über mehrere 
Tage/Woche)!!!! das sollte sich ändern...hoffentlich...

Autor: Gast (Gast)
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Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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gotoxy schrieb:
> zu meiner Freundin: Sie ist Uhrmacher...deshalb....
> derzeit wird nach gefühl und über längere Zeit mit einer vergleichsuhr
> eingestellt... ziemlich zeitintensiv (manchmal über mehrere
> Tage/Woche)!!!! das sollte sich ändern...hoffentlich...

Das wird sich nicht grossartig ändern können.

Die Idee mit dem Ticken würde ich verwerfen.
Eine transportable Lichtschranke, durch die das Pendel durchmuss, wäre 
meine erste Wahl.
Damit messe ich die Abweichung einer Pendelschwingung zu den 'genauen' 
Ticks, die aus einer DCF Uhr rauskommen. DCF deshalb, weil die Chancen 
nicht schlecht stehen auch innerhalb eines Gebäudes noch einen 
brauchbaren Empfang zu erhalten. Zudem ist man damit unabhängig von 
Temperaturschwankungen.
Wenn die Uhr genau geht, sollte sich diese Phasen-Abweichung gegenüber 
einer DCF Uhr im Laufe der Messzeit nicht verändern. Je länger du misst, 
desto kleinere Abweichungen kannst du feststellen.

Autor: Schrotty (Gast)
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@Gast:
Echt sehr schönes Projekt. Nur leider will gotoxy eine Genauigkeit von 
10ns/s und nicht 1µs/s. Und genau da liegt ja das Problem.

Autor: fuse (Gast)
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Na besser als "nach Gefühl" kriegt man es mit einem uC sicher hin. Die 
Frage ist, ob Du die Signale mit einem Mikrofon so genau getriggert 
bekommst.

Stellen wir uns mal vor, das ginge, und Du hättest eine zweite 
"Grossuhr", die Du "nach Gefühl" perfekt eingestellt hast. Dann mußt Du 
"nur" die Unterschiede in der Periodendauer messen. Für 10nS brauchst Du 
dann einen Takt > 100MHz. Wenn Du Dich durchringen könntest, 100 Schläge 
abzuwarten, reicht schon > 1 MHz, kann man schaffen mit einem AVR.. :-)

Autor: Falk Brunner (falk)
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> "Einfach" per Input Capture mehrere Pendelschwingungen messen, mit
> gescheiter Sensorik und Software, fertig.

Super wäre natürlich, wenn die Software auch gleich ausspucken würde: 
Pendel um x Millimeter länger oder kürzer machen :-)
Ist doch letztenedes alles nur eine Frage der Berechnung.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Falk Brunner schrieb:

> Karl Heinz hat das schon mal realistisch angedeutet

waren halt nur so meine ersten Gedanken dazu

> Pendel sollte recht gut machbar sein. Allerdings würde ich mir DCF77
> DIREKT verkneifen, Der Empfang ist nicht so die Sahne. Besser einen
> kalibrierten Quarz.

Wenn von Grossuhren die Rede ist, stelle ich mir einen einsamen 
Uhrmacher vor, der einsam und verlassen die Apperatur auf einem 
Kirchturm aufbaut und am nächsten Tag gerne wissen möchte, ob die Uhr zu 
schnell oder zu langsam geht. Meine Überlegung war ganz einfach: Da oben 
müsste man DCF77 eigentlich gut empfangen können und Quarz-Probleme in 
einer Frostnacht hat man auch keine.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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@Falk

Ich habe irrtümlich auf "Bearbeiten" anstelle von "Antwort mit Zitat" 
gedrückt und so dein Posting zerstört. Sorry dafür

In kurzen Worten. Falk meinte:

Lichtschranke ist ok. Aber anstelle von DCF77 vor Ort würde er einen 
Quarz mittels DCF einmessen und den dann direkt verwenden. Bei +-5K 
konstanter Temperatur sollte das genau genug sein.

Hardwarekosten: so um die 30 Euro für µC + LCD + Gehäuse + Kleinkram

Autor: Klaus (Gast)
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http://de.wikipedia.org/wiki/Big_Ben

Dort suchen nach dem Wort:  Feinabstimmung

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Karl heinz Buchegger (kbuchegg) (Moderator)

>Wenn von Grossuhren die Rede ist, stelle ich mir einen einsamen
>Uhrmacher vor, der einsam und verlassen die Apperatur auf einem
>Kirchturm aufbaut und am nächsten Tag gerne wissen möchte, ob die Uhr zu
>schnell oder zu langsam geht. Meine Überlegung war ganz einfach: Da oben
>müsste man DCF77 eigentlich gut empfangen können und Quarz-Probleme in
>einer Frostnacht hat man auch keine.

Tja, da sind wir schon mitten drin in der praktischen Messtechnik.

Mit welcher Messdauer ermittlet man die Uhrfrequenz?

1s klingt viel zu kurz, 1 Tag dauert zwar recht lang, bietet aber die 
Möglichkeit einer Mittelwertbildung über einen Tagesrhytmus, vor allem 
bezüglich der Temperatur.
Aber misst man dann besser im Sommer (Schmieröle sehr flüssig) oder im 
Winter (Öle verharzt und Mechanik schwergängig).
Hmmm?
Ich tendiere eher zu 1 Minute bis 1 Stunde. Dann sind auch die 
Anforderungen bezüglich Messwerterfassung sowie [[Auflösung und 
Genauigkeit]] absolut kein Thema mehr.
Und dann ist DCF77 auch wieder stark im Rennen ;-)

MFG
Falk

P S Man könnte auch die RTC per Temperatursensor und Wertetabelle live 
nachkalibrieren.

Autor: Peter (Gast)
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> Aber misst man dann besser im Sommer (Schmieröle sehr flüssig) oder im
> Winter (Öle verharzt und Mechanik schwergängig).
bin mir jetzt nicht 100% sicher, aber die mechanischen Uhren sind davon 
schon lange nicht mehr abhängig, das war mal so bevor jemand die Unruhe 
bzw. das Pendel erfunden hat.

Autor: Andreas K. (derandi)
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Ahja, wenn ein Pendel dran ist geht das prima mit einer Lichtschranke.
Pendel durchpendeln lassen, auf Kommando wird zu zählen begonnen, und 
nach meinetwegen 100 Sekunden soll der µC ausspucken wieviel die Uhr 
falschgeht (+/- 0,4 Sekunden ect.)
Is doch simpel, die Lichtschranke würde ich aber selber bauen. 
Kauf-Lichtschranken haben eine Hintergrundlicht-Ausblendung, die bewirkt 
eine Schaltverzögerung.
100 Sekunden, 40 ppm, das wären 0,004 Sekunden Toleranz.

Jahresungenauigkeit wirst du damit wohl nicht erreichen, du willst mir 
ja wohl nicht erzählen, das mechanische Uhren keine Gangungenauigkeiten 
bei Temperaturveränderung haben, oder?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Andreas Klepmeir (derandi)

>nach meinetwegen 100 Sekunden soll der µC ausspucken wieviel die Uhr
>falschgeht (+/- 0,4 Sekunden ect.)

Das kann man ja fast mit einer Stopuhr messen ;-)

>Kauf-Lichtschranken haben eine Hintergrundlicht-Ausblendung, die bewirkt
>eine Schaltverzögerung.

gibt es verschiedene. Uns selbst wenn, dann ist die möglicherweise 
konstant, und damit egal.

>100 Sekunden, 40 ppm, das wären 0,004 Sekunden Toleranz.

Der Fachmann nennt das 4 ms ;-)

MfG
Falk

Autor: JJJ (Gast)
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... oder 6,614 nW (nanoWochen) :)

Autor: Andreas K. (derandi)
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Falk Brunner schrieb:
>>Kauf-Lichtschranken haben eine Hintergrundlicht-Ausblendung, die bewirkt
>>eine Schaltverzögerung.
>
> gibt es verschiedene. Uns selbst wenn, dann ist die möglicherweise
> konstant, und damit egal.

Nein, ist sie nicht.
Die funktioniert so: Die Lichtquelle wird periodisch ein- und 
ausgeschaltet. Damit entsteht am Empfänger ein Signal wechselnder 
Helligkeit (Nutzsignal + Tageslicht).
Wenn das Hellerwerden des Signals ausbleibt stellt der Sensor auf 
Empfang, damit er das aber merkt muss es ja länger als üblich dunkel 
bleiben.
Sollte das Pendel jetzt grade am Anfang einer Dunkelphase die 
Lichtschranke unterbrechen dauert es mindestens eine halbe Periode + x 
bis der Empfänger das bemerkt.
Je nach Modell sind solche Lichtschranken auch nicht zur Zeitmessung 
sondern zur Positionsmessung gedacht, deswegen können gerne mal viele, 
viele Perioden vergehen bis die Schranke schaltet.
Das einfach zu übergehen wär ja doof, wir wollen ja genau messen, nicht 
nur schätzen.


>>100 Sekunden, 40 ppm, das wären 0,004 Sekunden Toleranz.
>
> Der Fachmann nennt das 4 ms ;-)
>
> MfG
> Falk

Schon mal eine Pendeluhr mit Millisekunden gesehen? ;-)


Ahja, ergänzung Herangehensweise:
Der Controller fängt an bis hundert zu zählen und gleichzeitig läuft die 
Zeit mit.
Sobald das Pendel zum 100. mal durch die Lichtschranke gekommen ist 
sieht der Controller wieviel Zeit vergangen ist und spuckt den 
Gangunterschied auf einem kleinen Display aus, sehr simple Sache.

Autor: Michael (Gast)
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Die Methode von Andreas Klepmeir klingt gut. Jetzt noch Parallel die 
Zeit von 100 GPS Sekunden (GPS Empfänger mit PPS Ausgang) messen. Beide 
Zeiten durcheinander Teilen und Abweichung direkt in ppm Ablesen. Mit 
ein bischen Programmiergeschick kann man jede Sekunde ein 
Zwischenergebnis anzeigen. Jede Sekunde wird das Ergebnis genauer. Weis 
man welchen Jitter und welche Genauigkeit der PPS hatt kann man auch mit 
einer Fehlerrechnung jederzeit die Genauigkeit der Messung anzeigen. Die 
Zeitmessung im uC kann mit Input Capture erfolgen.

Mfg Michael

Autor: Horst Hahn (horha)
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Hallo,

es gibt doch so schöne Frequenznormale wie das ZDF:
http://www.qsl.net/hb9kab/Frequenznormal.html
http://www.qsl.net/dk7nt/cro/croindex.htm
http://www.qsl.net/dk7nt/tvreceiver/tvreceiver.html
http://www.qsl.net/dk7nt/gpsrx/gpsindex.html

mit seiner Zeilenablenkfrequenz von 15,625kHz oder eben GPS.

Autor: Andreas K. (derandi)
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Ganz recht, man muss ja nicht erst 100 Schwingungen abwarten.
Nachdem das ja auch mit jedem anderen Wert funktioniert kann man auch 
genausogut nach jeder Schwingung ein Zwischenergebnis ausspucken.
Der Gangfehler, sollte er gleichmäßig sein, summiert sich eben mit jedem 
Schlag auf und tritt deutlicher hervor.

//edit: grad gelesen, Uhrenquarz mit 32,78600 kHz hat ja nur 10 ppm 
Abweichung bei +25°C. Das sollte ja wohl reichen um eine mechanische Uhr 
zu eichen.

Autor: JJJ (Gast)
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Was ist so schlecht am DCF77. Da gibt's doch schon fertige Empfänger. 
Sind die nicht genau genug?

Autor: oszi40 (Gast)
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DCF77 ist genau ( 2·10-12, im Mittel über 100 Tage um weniger als 
relativ 2·10-13). Mehr dort z.B. http://de.wikipedia.org/wiki/DCF77

Nur sollte ein sauberes Impulstelegramm am Tatort zu empfangen sein. 
Sonst kommt gelegentlich statt 11:55 Uhr 7$:71 Uhr aus Deinem 
Billig-Empfänger.

Autor: Heiß (Gast)
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Conrad 640284: "Funkgesteuertes, kompaktes Pendeluhrwerk mit nur 2 
Batterien und einem zeitunabhängigen Pendelantrieb. Zum Austausch oder 
zum Selbstbau antiker und moderner Wand-, Stil-, Teller- und 
Tischuhren."

Big-Ben: "Damit die Uhr ordnungsgemäß funktioniert, sind rund um die Uhr 
vier Mechaniker im Einsatz, die Keeper of the Great Clock (Hüter der 
Großen Uhr). Dreimal pro Woche wird ein Elektromotor eingeschaltet, der 
die Uhr aufzieht. Die Uhr hat ein Pendel von 3,9 Meter Länge mit einem 
Gesamtgewicht von 299 kg und eine Schwingdauer von zwei Sekunden. Die 
Feinabstimmung erfolgt traditionell mit Penny-Münzen, die auf das 
Pendel gelegt werden, um so den Massenmittelpunkt und damit die 
Schwingdauer zu verändern."

Zeitwaage: http://www.mikrocontroller.com/de/Zeitwaage.php

Compensator for a mechanical pendulum clock - United States Patent 
5268881
http://www.freepatentsonline.com/5268881.html

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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oszi40 schrieb:
> DCF77 ist genau ( 2·10-12, im Mittel über 100 Tage um weniger als
> relativ 2·10-13). Mehr dort z.B. http://de.wikipedia.org/wiki/DCF77
>
> Nur sollte ein sauberes Impulstelegramm am Tatort zu empfangen sein.
> Sonst kommt gelegentlich statt 11:55 Uhr 7$:71 Uhr aus Deinem
> Billig-Empfänger.

Na, ja
Für diese Anwendung ist der Inhalt des Telegramms ja eigentlich 
nebensächlich. Wichtig sind die Sekundenpulse und ihr zeitlicher 
Abstand. Wobei sich natürlich das Fehlen des 59 Sekundenpulses 
unangenehm bemerkbar macht. Misst man aber einfach die Differenz 
zwischen dem Pendelsignal und dem DCF-Puls (so einer kommt), so müsste 
die Veränderung dieses Wertes doch genau die gesuchte Abweichung 
ergeben.

Bei GPS sehe ich eher das Problem, dass du ja nicht beeinflussen kannst, 
wann exakt der Empfänger sein Telegram nach dem Empfang auf die serielle 
Schnittstelle gibt. Du hast damit einen Zeitpunkt, wann genau der 
Empfänger das Telegramm empfangen hat (eigentlich: wann der Satellit es 
abgestrahlt hat), aber was hilft dir das? Zu dem Zeitpunkt an dem der 
AVR es in die Finger kriegt, ist es ja schon veraltet.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Andreas Klepmeir (derandi)

>> gibt es verschiedene. Uns selbst wenn, dann ist die möglicherweise
>> konstant, und damit egal.

>Nein, ist sie nicht.
>Die funktioniert so: Die Lichtquelle wird periodisch ein- und
>ausgeschaltet. Damit entsteht am Empfänger ein Signal wechselnder
>Helligkeit (Nutzsignal + Tageslicht).

Nennt der Fachmann Wechselsignal bzw. Modulation.

>Sollte das Pendel jetzt grade am Anfang einer Dunkelphase die
>Lichtschranke unterbrechen dauert es mindestens eine halbe Periode + x
>bis der Empfänger das bemerkt.

Wenn die "heller dunkler werden" mit 100kHz oder mehr erfolgt, ist das 
kaum ein Problem.

>Je nach Modell sind solche Lichtschranken auch nicht zur Zeitmessung
>sondern zur Positionsmessung gedacht, deswegen können gerne mal viele,
>viele Perioden vergehen bis die Schranke schaltet.

Ist dennoch egal, denn die Verzögerung ist meistens konstant. Damit wird 
sowohl das Ein- als auch das Ausschalten verzögert, die DIFFERENZ bleibt 
gleich.
Ob das am Ende auf alle modulierten Lichtschranken so wirklich zutrifft 
sei dahingestellt.

>Das einfach zu übergehen wär ja doof, wir wollen ja genau messen, nicht
>nur schätzen.

Und vor allem sich mal vorher mit ein paar Messtechnikgrundlagen 
beschäftigen. Von E-Technik mal ganz zu schweigen ;-)

>Schon mal eine Pendeluhr mit Millisekunden gesehen? ;-)

Pendeluhr nicht, aber ein Messgerät für eben jene.

>Ganz recht, man muss ja nicht erst 100 Schwingungen abwarten.
>Nachdem das ja auch mit jedem anderen Wert funktioniert kann man auch
>genausogut nach jeder Schwingung ein Zwischenergebnis ausspucken.
>Der Gangfehler, sollte er gleichmäßig sein, summiert sich eben mit jedem
>Schlag auf und tritt deutlicher hervor.

Irrtum die 2. Der Messfehler wird mit fortlaufender Messung über mehr 
Perioden KLEINER und damit tritt er eher WENIGER hervor, nähert sich 
aber mit viel "Gezappel" dem wahren Wert an.
Grundlagen der Messtechnik.

>//edit: grad gelesen, Uhrenquarz mit 32,78600 kHz hat ja nur 10 ppm
>Abweichung bei +25°C. Das sollte ja wohl reichen um eine mechanische Uhr
>zu eichen.

Irrtum die 3. 10ppm sind nach heutigen Masstäben recht mies, jede 
Billigarmbanduhr ist besser (10ppm = 0,86s/Tag = 26,7s/Monat). Für ein 
MESSGERÄT nicht wirklich akzeptabel.
Und EICHEN macht nur das Eichamt, der Uhrmacher tut bestenfalls 
KALIBRIEREN. Kleiner aber feiner Unterschied, siehe [[Auflösung und 
Genauigkeit]].
Für dieses Messgerät würde ich schon mal mindestens 1ppm Genauigkeit 
fordern, eher besser.

MFG
Falk

Autor: Martin Schneider (docmartin)
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Anfragen/Projekte in diese Richtung gab es übrigens schon mal:

Beitrag "Zeitnormal für Abgleichzwecke"

Beitrag "Zeitwaage zum Regulieren und Ausmessen mechanischer Uhren"

Ahoi, Martin

Autor: Arno H. (arno_h)
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Kurzzeitstabilität muss immer der Oszillator selber erbringen, ein 
GPS-disziplinierter Schrottoszillator bleibt ein Schrottoszillator, nur 
auf etwas höherem Niveau.
Zur Einstimmung: http://leapsecond.com/ten/
Sehr gutes Papier: http://ulrich-bangert.de/AMSAT-Journal.pdf

Arno

Autor: oszi40 (Gast)
Datum:

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Das Papier oben ist gut.

Bleibt noch die Frage wieviel Befehlsschritte/Zeit Gotoxy's Prozessor 
braucht und das Ergebnis damit wieder verschlimmbessert. :-)

Autor: Andreas K. (derandi)
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Falk Brunner schrieb:
>>Je nach Modell sind solche Lichtschranken auch nicht zur Zeitmessung
>>sondern zur Positionsmessung gedacht, deswegen können gerne mal viele,
>>viele Perioden vergehen bis die Schranke schaltet.
>
> Ist dennoch egal, denn die Verzögerung ist meistens konstant. Damit wird
> sowohl das Ein- als auch das Ausschalten verzögert, die DIFFERENZ bleibt
> gleich.
> Ob das am Ende auf alle modulierten Lichtschranken so wirklich zutrifft
> sei dahingestellt.


Du forderst 1ppm Genauigkeit für das Messinstrument, nimmst aber aus 
einer guten Laune heraus an, das der Jitter, verursacht durch die 
Modulation der Lichtschranke, und zusätzlich die Schaltverzögerung, 
stets konstant sind?


> sich mal vorher mit ein paar Messtechnikgrundlagen beschäftigen.
Wer im Glashaus sitzt...

Autor: Ulrich (Gast)
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Die Verzögerungen sind bei einer modulierten Lichtschranke nicht 
konstant. Das ist weiter oben schon mal gut beschreiben. Die variationen 
sind von der Größenordnung 1 Periode der Modulation, hier also nicht zu 
vernachlässigen.  Man kann hier eher schon die mittlere Intensität 
ignoriegen und nur den Periodischen Teil der Helligkeitsänderungen 
auswerten. Damit man die Flanken einigermaßen genau kriegt wird man 
ohnehin nicht um eine Auswertung der analogen Werten rumkommen. Ein 
einfacher Komperator wird kaum reichen.

Man muß allerdings sehen, das man Fremdlicht fern hält, denn wenn das 
teilweise mit 100 Hz oder gar höher so moduliert ist, kann man die 
Flanken kaum noch richtig finden. Man wird also Frendlich schon so gut 
unterdrücken müssen.

Autor: gotoxy (Gast)
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sorry für meine späte Antwort! (hatte heut auf der uni ne Prüfung)

erstmal danke an alle für die viiieeelen Antworten!

ganz besonders interessant fürs erste finde ich das Projekt mit der 
Zeitwaage welche ich versuchen werde auch nach zu bauen.

auch der Beitrag von Horst Hahn (von qsl.net...) kling auch sehr 
verlockend für meine Zwecke.(aber viel Aufwendiger)


Bei dem Projekt Zeitwaage gibte es ein kompatibles Board (für den 
Sourcecode...)welches für höhere Frequenzen auch brauchbar ist? 
(20-60MHz)

Gibt es auch diese Board fertig zu kaufen (AVR-Ctrl)?


Werd mich auch mal schlau machen inwiefern die Genauigkeit sich beim 
Quarz mittels "Ofen" usw steigern lässt in sinnvoller Relation zum 
Aufwand.

mfg

Autor: A. K. (prx)
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Extreme Genauigkeit des Messgeräts bringt nichts, weil normale 
mechanische Grossuhren u.U. nur über 12h genau gehen, innerhalb dieser 
Periode aber eine deutliche Abweichung zeigen.

Die Vorstellung, durch hochpräzise Messung über Sekunden oder Minuten 
auf die Ganggenauigkeit zu schliessen, führt also in die Irre.

Autor: Bernd Funk (metallfunk)
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Sicher ist das einfach mit ein wenig Elektronik.
Aber spannender ist es mit Kontrolle ( Funkuhr ).

Bei dieser Kirchturmuhr habe ich Hemmrad und Anker rekonstruiert, da 
diese Uhr ( um 1900 )von Hakengang auf Brocot-hemmung umgebaut wurde.
Hier galt es dem Originalzustand  möglichst nah zu kommen.

Das Foto ist noch vor dem Umbau.

Eine spätbarocke Kirchturmuhr ( 1,5 Kubikmeter, ca. 250 kg )

Autor: Bernd Funk (metallfunk)
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Nur wenn's jemand interessiert:

Die originale Ankerhemmunug dieser Kirchturmuhren war sehr
pflegeintensiv ( Ölen ) usw.

Eine Brocothemmunung ( auf deutsch: Scherengang ) braucht
weniger Wartung, und liefert bessere Gangresultate.

Deswegen wurden viele alte Uhren um die Jahrhundertwende
umgebaut.

Autor: Bernd Funk (metallfunk)
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Übrigens ist es das, wenn man von Großuhren spricht:
Kein Zahnrad unter 200 mm Durchmesser !

Autor: Bernd Funk (metallfunk)
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Dennoch ist die Idee des Posters sinnvoll.

Abweichungen der Ganggenauigkeit sind erst nach Stunden, oder nach
Tagen feststellbar.

Je schneller diese Abweichungen messbar sind, um so schneller
lässt sich eine mechanische Uhr einregulieren.

Autor: unbekannt (Gast)
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Also im Prinzip kommt es doch darauf an,
eine Differenz zu messen.

Ob die Differenz im Sekunden, Minuten, Tages, Jahres -takt gemessen wird 
ist doch egal.

Anbieten würde sich doch eine grösse die von der zu prüfenden Uhr 
bestimmt wird.
(Pendeldurchlauf -> 1 oder 2 Sekunden)

Bei 0.1s/d ergibt das eine Abweichung pro Sekunde von ca 1,15*10^-6s ~ 
1,1µs ~ 864 kHz.
Die müsstest Du nun messen können.

Dazu müssten doch folgen doch folgende Voraussetzungen :

1. Eine Vergleichsuhr mit einer noch höheren Genauigkeit.
Wie genau folgt nun die Sekunde bei einem GPS bzw bei einem DCF77 Signal 
?
Welches ist ausreichend für Deine Anwendung ?
Kosten<>Nutzen

2. Ein System das den Jitter zwischen den beiden Ereignissen mit 
ausreichender Genauigkeit detektieren kann.
Letztendlich eine Stoppuhr.
Wie genau kann nun Dein µC zählen ?

Wenn der Jitter sich nun nicht mehr verändert, laufen die Uhren doch 
synchron...


Jede der Voraussetzungen bringt ihren eigenen Messfehler mit in Dein 
System(Systematische und Zufällige Fehler),
die sich alle addieren...

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