Jetzt hätte ich mal eine Frage an die Physiker unter Euch. Kann eine mechanische, aber elektronisch erregte Stahl Stimmgabel (1000 Hz) in sehr verdünnter Luft oder im richtigen Vakuum noch einwandfrei schwingen? Akkustische Tonschwingungen sind hier nicht wie traditionell erwünscht, da es das Q reduziert und die Genauigkeit der Frequenz von der Luftzusammensetzung bzw Änderungen etwas beinflußt wird. Ich bin hauptsächlich an der Konstanz der Schwingungen bei stabilen Umweltverhältnissen interessiert. Die Schwingungen werden zur Weiterverarbeitung von der Elektronik abgenommen. Die Stimmgabel wird durch magnetische vorbelastete Spulenblöcke, die nahe an den Zinken montiert sind, angetrieben. Zur Feineinstellung der Arbeitsfrequenz soll eine zusätzliche Spule parallel zu den Gabelenden in der Nähe dienen. Diese Spule erhält einen stabil eingestellten kleinen Gleichstrom um die Frequenz präzise in einem ganz kleinen Bereich (+/- 0.02%) fein einstellen zu können. So wie ich es von der Theorie verstehe sollte das eigentlich keine Frage sein. Aber Eure Meinung interessiert mich trotzdem sehr. Ich weiß dass 32khz Uhrenquarze im Vakuum funktionieren und deshalb die Frage ob das auch auf mechanisch schwingende Stimmgabelzinken zutrifft. Bitte fragt mich im Augenblick noch nicht was das Ganze soll. Ich werde Euch zu gegebener Zeit ausführlich berichten und vorstellen woran ich da arbeite. Ich bin sicher, dass es einige von Euch faszinierend finden werden. Zur Zeit ist es aber noch "Top Secret" weil noch viel Arbeit reingesteckt werden muß. Ich möchte jetzt hier nur betonen, dass es kein kommerzielles Projekt ist und ein Teil von einem (mir) hochinteressanten historischen Projekt ist. Der Stimmgabeloszillator ist ein integraler Bestandteil des Ganzen und die Frequenz soll absichtlich nicht von einem Quarz mit Frequenzteilung ersetzt werden. Er erfüllt einen genau definierten wichtigen Zweck. Gruß, Gerhard
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Das umgebende Medium bestmmt den Dämpfungsfaktor. Die Temperatutur des Schwingers hingegen bestimmt dessen Frequenz.
Hallo Winfried, Danke für Deine Antwort. Du hast implizit meine Frage beantwortet ob das System im Vakuum schwingt oder nicht. Ich nehme an, wie Du ja auch bestätigt hast, dass das Q ohne Luft viel besser sein dürfte. Ich hoffe dass ich bald dazu komme praktische Versuche in der Richtung anzustellen. Gruß, Gerhard
Mein Mutter Lehrerin Mathe Physik hatte dazu einen schönen Schulversuch mit Stimmgabel unter einer Vakuumglocke. Es ist 45 Jahre her das sie es mir demonstrierte. Und hat mich als 9,jährigem damals stark beeindruckt und auch etwas geprägt. ;))) Bezüglich Q ja definitiv. Namaste P.S. Ihr Vorbereitungsraum war damals mein zu Hause.
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Winfried J. schrieb: > Mein Mutter Lehrerin Mathe Physik hatte dazu einen schönen Schulversuch > mit Stimmgabel unter einer Vakuumglocke. Es ist 45 Jahre her das sie es > mir demonstrierte. Und hat mich als 9,jährigem damals stark beeindruckt > und auch etwas geprägt. ;))) > Bezüglich Q ja definitiv. > Namaste > P.S. Ihr Vorbereitungsraum war damals mein zu Hause. Das hätte mir als Kind auch gepasst. In meiner Schule gab es den Versuch leider nicht. Bin ja gespannt wenn das mal alles läuft. Gruß, Gerhard
Gerhard, wie schon gesagt, schwingt die Gabel auch im Vakuum. Die Dämpfung wird durch das Fehlen der Luft zwar geringer, es bleibt aber die innere Dämpfung durch Verlagerungen im Metall (Wanderung von Versetzungen). Sie führen je nach Amplitude und Frequenz der Schwingung früher oder später zum Ermüdungsbruch. Man kann diese Art der Dämpfung vermindern, indem man die Geometrie des Schwingers so gestaltet, dass die Scherspannungen gering bleiben und nicht konzentriert auftreten. Ciao, Hans
Ich schließe mich an. Im Vakuum schwingt die Gabel mit höherer Güte als in Luft. Wenn du höchste Güte erreichen willst dann mußt du außerdem auf die Montage vom Stiel achten weil dieser ebenfalls (in Längsrichtung) mitschwingt, so wird normalerweise der Holzkasten angeregt auf dem die Gabel sitzt. Der Schwingungsknoten dürfte knapp unter der Gabelung liegen.
Guten Morgen! Danke für Eure beiden Antworten. Einiges scheint sich zu kristallisieren und neue Aspekte kommen zum Vorschein wie die Ermüdungserscheinung mit möglichem Bruch und der Besten Art der Aufhängung des Schwingsystems. Wahrscheinlich empfielt es sich den Generator mit der geringsten akzeptablen Amplitude einzustellen um den internen Verschleiß zu minimieren. Ist eigentlich erstaunlich bei so geringen Schwingungsamplituden. Andrerseits kann ich mir es vorstellen. Ich nehme an man kann die Stressfaktoren berechnen. Die optimale Aufhängung des Systems macht mir tatsächlich größere Sorgen. Da ich praktischerweise auf einen handelsüblichen Schwinger zurückgreifen muß, der die Energie am Stil ableitet, muss ich mir etwas einfallen lassen um die Dämpfung dort in Maßen zu halten und trotzdem ein sehr stabile Montage zu erreichen. Am Knotenpunkt müsste eshoffentlich passen. Es kommt darauf an ob eine feste Montage des Stiels die Schwingung selber beinträchtigt. Da ich ja die Energie elektrisch abgreife spielt dr Stiel hier keine Rolle. Wenn allerdings der Stiel steif ist, könnte das ungewollte Auswirkungen haben. Ich nehme an wenn der Stiel stabil montiert ist, das System sich dann selber longitudinal bewegt. Ob das praktisch Probleme macht wird sich bei der Erprobung herausstellen, befürchte ich. Früher gab es stiellose Stimmgabeln für Generatoranwendungen wie ich an Bildern von GR festellen konnte, aber die müsste man heutzutage sich selber machen weil die m.W. nicht mehr allgemein hergestellt werden. Leider übersteigt das meine mechanische Möglichkeiten, da extreme Präzision notwendig ist. Zeit zum Schlafen zu gehen - es ist schon nach Mitternacht bei mir. Gerhard
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Die Guete sind eigentlich die Verluste. Die Guete ist die Frequenz durch die Bandbreite. Ein mechanicher Schwinger schwingt mit Form, Elastizitaetsmodul und Dichte. Eine gute Wahl scheint Quarz als Biegeschwinger zu sein. Die Guete kann gegen 10^6 gehen. Die Verluste ... sind zB im Material, und/oder in der Halterung.
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Siebzehn Für Fuenfzehn schrieb: > Die Guete sind eigentlich die Verluste. Die Guete ist die Frequenz durch > die Bandbreite. Ein mechanicher Schwinger schwingt mit Form, > Elastizitaetsmodul und Dichte. Eine gute Wahl scheint Quarz als > Biegeschwinger zu sein. Die Guete kann gegen 10^6 gehen. > Die Verluste ... sind zB im Material, und/oder in der Halterung. Danke, aber In diesem Fall muss es ein Stimmgabel Oszillator sein. Das Systemkonzept verlangt dies. Ein Quarz mit Teiler geht natürlich im Prinzip nur es würde aber am historischen Aspekt des Projekts vorbei gehen. Wahrscheinlich werde ich den Umgebungsdruck atmosphärisch belassen, aber mit Dessikant im Innenraum und luftdicht abschliessen und thermisch zu stabilisieren um konstante Arbeitsbedingungen zu schaffen. Mfg, Gerhard
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