Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Gangabweichung Quartzuhr


von Technischer Laie (Gast)


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Hallo Gemeinde,
ich habe dieses Forum irgendwann per Zufall entdeckt und schon des 
Öfteren gute und verständliche Erklärungen auf meine Fragen bekommen. 
Nun habe ich es wieder mit einem für mich unverständlichen Phänomen zu 
tun und hoffe auf eine Aufklärung: Wir haben für unserere kleine Tochter 
eine Spielzeuguhr in Krokodilsform im Bad an die Wand geklebt. Das 
Problem ist, dass das Ding in einem halben Jahr um 20min falsch geht. 
Was ich über "Quartzuhren" weiss ist, dass als Zeitbasis in der Regel 
ein so genanntes Uhrenquartz mit 32,xxx kHz verwendet wird, dessen 
Frequenz dann runtergeteilt wird, um auf eine Sekunde zu kommen. Das 
scheint ja in der Regel auch zu funktionieren. Was also kann bei der 
Krokodilsuhr falsch laufen, damit eine solche Gangabweichung zustande 
kommt? Temperatur? Luftfeuchtigkeit?, ???
Vielleicht etwas rätselhaft, aber umso mehr freue ich mich auf eure 
Antworten.

Gruß Manne

von Kai K. (klaas)


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>Was also kann bei der Krokodilsuhr falsch laufen, damit eine solche 
>Gangabweichung zustande kommt? Temperatur? Luftfeuchtigkeit?

20min auf ein halbes Jahr sind rund 70...80ppm. Das ist ziemlich normal 
für eine billige Uhrenquarzschaltung.

von Technischer Laie (Gast)


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Kai Klaas schrieb:
> 20min auf ein halbes Jahr sind rund 70...80ppm. Das ist ziemlich normal
> für eine billige Uhrenquarzschaltung.

Aber jede 08/15 Armbanduhr geht wesentlich genauer.

von DCF 77 (Gast)


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20 Minuten Gangabweichung im halben Jahr sind definitiv zuviel. 
Realistisch wären maximal etwa 30 Sekunden pro Monat bei einem einfachen 
Quarzuhrwerk, also drei Minuten in sechs Monaten. Auch herrschen 
innerhalb einer Wohnung normalerweise keine extremen 
Temperaturdifferenzen, die eine Abweichung in der genannten 
Grössenordnung erklären könnten.

Bisweilen reagieren Quarzuhrwerke mit einer Fehlfunktion bereits bei 
leichtem Abfall der Betriebsspannung, wobei die Kapazität der Batterie 
bei weitem noch nicht ausgeschöpft sein muss.

von Carsten (Gast)


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Technischer Laie schrieb:
> Kai Klaas schrieb:
>> 20min auf ein halbes Jahr sind rund 70...80ppm. Das ist ziemlich normal
>> für eine billige Uhrenquarzschaltung.
>
> Aber jede 08/15 Armbanduhr geht wesentlich genauer.

Nee - Das muss nicht wirklich so sein...
20Min in einem halben Jahr ist zwar nicht wenig, aber nicht wirklich 
ungewönlich. Hast halt ein Gerät erwischt dessen Quarz am äussersten 
Ende des Toleranzbereiches liegt. Natürlich hätte der Hersteller auch 
ein, zwei oder gar drei Klassen besser kaufen können, aber das hätte 
dann wieder einen Cent pro Uhr mehr gekostet. Und auch so liegen dann 
75% der gebauten Uhren ja recht gut im rennen, wer ein schlechtes Modell 
erwischt hat halt Pech...
Denn bei solchen Massenhaft gefertigten Standardquarzen geht es bei 
Einstufung der Qualität weniger um den einzelnen Quarz sondern um den 
Grad der Maximal vorkommenden Abweichung bei den Ausreissern...

Luftfeuchtigkeit und Temperaturwechsel sind zwar auch nicht Ideal, aber 
das alleine bewirkt keine so deutliche Abweichung.

Aber das ist bei billigen Armbanduhren auch nicht anders. Nur wenn man 
da ein schlechtes Teil erwischt merkt man die Abweichung viel schneller 
und stellt die nach. Anders als bei einer Uhr die irgendwo still vor 
sich hin tickt.

Gruß
Carsten

von Thorsten S. (thosch)


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außerdem haben Armbanduhren (ganz gleich ob billig oder teuer) den 
unbestreitbaren Vorteil, nahezu thermostatisiert auf Hauttemperatur zu 
laufen. Das steigert die Genauigkeit mit ein und demselben Quarz ganz 
beträchtlich.
Die in Uhren verwendeten 32768 Hz Quarze sind Stimmgabelschwinger und 
haben einen beträchtlichen Temeraturgang.

die erwähnten 70-80ppm kommen da durchaus schnell mal zusammen.

Deshalb sind die gleichartigen Quarze der meist auf Mainboards verbauten 
RTCs auch so viel ungenauer als jede billige Quarzarmbanduhr, im PC 
gibts ganz andere Temperaturschwankungen, als am Handgelenk.

Wer's genauer will nimmt 'ne RTC mit TCXO, wie z.B. DS3232 oder DS3231 
von Maxim. Die sind für 0-40°C auf +/-2ppm spezifiziert, was eine 
maximale Gangabweichung von 63s im Jahr bedeutet. In der Praxis hatte 
ich bei Einsatz im Wohnraum bislang maximal die Hälfte, etwa 2s im 
Monat.

: Bearbeitet durch User
von Seano L. (Gast)


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Technischer Laie schrieb:

> Vielleicht etwas rätselhaft, aber umso mehr freue ich mich auf eure
> Antworten.
Wo ein Quarz ist, ist auch ein Kondensator, die auch hohe 
temperaturabhängige Abweichung haben können. Kommt beides zusammen also 
Quarz der hart an der Toleranzgrenze liegt plus Kondensator mit Toleranz 
im 10-20% Bereich gibts grosse Abweichungen. Da in Spielzeug nur der 
billigste Kram verbaut ist kommt sowas dabei heraus.

Der Laie denkt halt "Quartz = extrem super genau, fast wie Atomuhr".

von Amateur (Gast)


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20 Minuten erscheinen mir ebenfalls ein wenig zu hoch...
Gerade im Bad sind regelrechte Sprünge bei Temperatur und Luftfeuchte an 
der Tagesordnung.
Man sollte auch das, im Kleingedruckten vorkommende, "nicht 
kondensierend" nicht unterschätzen.

von Harald W. (wilhelms)


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Schwen Gel schrieb:

> Der Laie denkt halt "Quartz = extrem super genau, fast wie Atomuhr".

Ja, ich hab mal gehört, im Quarz sollen auch Atome sein. :-)
Gruss
Harald

von Amateur (Gast)


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@Harald

>Ja, ich hab mal gehört, im Quarz sollen auch Atome sein. :-)

Das Stimmt wohl, aber die ticken halt nicht ganz richtig.

von Michael_ (Gast)


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Ist die Uhr analog oder digital?
Ich hab eine Analoguhr, die geht um Minuten vor, wenn die Batterie zu 
Ende geht.

von Andreas L. (andi84)


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Mahlzeit,

ich schließe mich da mal meinen Vorrednern an,
da wird wohl ein besonders schönes Beispiel fernöstlicher
Präzision an Quarz verbaut sein.
Grundsätzlich wäre es mit etwas handwerklichem Geschick
und einem Lötkolben möglich, den Quarz gegen ein anderes Exemplar zu 
tauschen. Das kann die Sache verbessern oder aber halt verschlechtern.
Ob sich das lohn ist dann halt eine andere Frage.

Ansonsten vielleicht mal reingucken, ob das ein normales Uhrwerk im 
"Standardformat" - also diese irgendwie immer gleiche schwarze Box - 
ist.
Da kann man dann eventuell eins aus einer Funkuhr einklipsen und die
Sache ist gegessen.

Grüße
Andreas

von Michael_ (Gast)


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Vielleicht ist gar kein Quarz drin?

von micha (Gast)


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Technischer Laie schrieb:
> Aber jede 08/15 Armbanduhr geht wesentlich genauer.

z.T. weil die -wenn denn am Arm getragen- eine besser definierte und 
konstante Umgebung haben.

Im Bad mit wechselnder Temperatur können die Umgebungsbedingungen schon 
stark schwanken und die Abweichungen so größer sein.

von Thosch (Gast)


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Michael_ schrieb:
> Ich hab eine Analoguhr, die geht um Minuten vor, wenn die Batterie zu
> Ende geht.

das ist typisch für viele Quarzoszillatoren, wenn die keine extra 
geregelte Betriebsspannung bekommen...
Die fangen das große Rennen an, wenn die Spannung zu weit absinkt.

Hatte das mal in meinem Auto (Golf IV). Eine Zelle der Autobatterie war 
komplett verreckt und kurzgeschlossen (was ich zunächst nicht wußte).
Das Auto startete und fuhr völlig problemlos.
Nur die !@#!!! Digitaluhr in der Instrumententafel ging pro Monat um 10 
Minuten vor! (was einen kirre macht, weil die blöde Uhr nur vor aber 
nicht zurückstellbar ist.)

irgendwann bemerkte ich den Defekt, denn der Akku gaste wie verrückt 
(kein Wunder wo er ja jetzt mit gut 2V zuviel geladen wurde)

Nach dem Tausch der Autobatterie lief die Uhr sofort wieder mit normaler 
Quarzuhrgenauigkeit.

von stefan us (Gast)


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Bei einem alten PC hatte ich mal die ungenaue Uhr korrigiert, indem ich 
einen der beiden Kondensatoren neben dem Quarz durch einen einstellbaren 
Kondensator ausgetauscht habe. Damit konnte ich die "Geschwindigkeit" 
der Uhr justieren.

Vielleicht besteht bei der blöden Spielzeuguhr auch diese Möglichkeit.

Oder einfach mal nur den Quarz austauschen.

von Harald W. (wilhelms)


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Michael_ schrieb:

> Vielleicht ist gar kein Quarz drin?

Nein, steht doch schon in der Überschrift:
Da ist ein Quar-t-z drin. :-)
Gruss
Harald

von Kai K. (klaas)


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Man muß wirklich unterscheiden zwischen Armbanduhren und irgendwelchen 
Toys. Armbanduhren müssen deutlich genauer sein, weil sie sich sonst 
nicht verkaufen. Aber in einem Toy kann wirklich der erbärmlichste Müll 
versenkt sein.

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