Hallo, ich lese immer wieder davon, dass Leute ihre Quarze kalibrieren, um höhere Genauigkeiten zu erreichen. Aber wie genau funktioniert dieser Vorgang des Kalibrierens? Brauche ich dafür spezielles Werkzeug oder geht das einfach so? Was gibt es da so für Methoden? Und, nicht ganz passend vllt., wie kalibriert ihr eure Multimeter oder reicht da üblicherweise die Werkskalibrierung? Danke!
Das Verfahren sieht im Grunde so aus, dass du (mit einem SEHR guten Meßverfahren/Gerät) die Frequenz des Quarzes misst und im zweiten Schritt deine Anwendung so veränderst, dass die Abweichung zwischen realer und idealer Frequenz ausgeglichen wird. Viele RTC Module bieten z.B. die Option das Teilerverhältnis sehr fein zu justieren um den Quarz auszugleichen. Andere Schaltungen können auch mittels geänderter Lastkondensatoren die Frequenz des Quarzes verschieben. Genausogut kannst du im Nachhinein die Anpassung vornehmen, z.B. indem du ein Post-It auf deinen Frequenzmesser klebst und +0.1% draufschreibst. Für digitale Schaltungen reicht die Werkskalibrierung eines DMM normal dick aus, wenn man mit analogem im mV Bereich arbeiten will, vlt. nicht.
Couldaner schrieb: > Aber wie genau funktioniert dieser Vorgang des Kalibrierens? Brauche ich > dafür spezielles Werkzeug oder geht das einfach so? > Was gibt es da so für Methoden? Du brauchst eine Vergleichsfrequenz oder -zeitgeber. Früher (tm) konnte man zumindest Quarze mit glatten Frequenzen neben einem KW-Radio betreiben und Schwebungen mit den Normfrequenzsendern ansehen. Heute gibt es GPS mit 1PPS-Ausgang (oder auch andere Frequenzen) und damit geregelte Zeitbasen (GPSDO) für Frequenzzähler. Den Quarz kannst du durch Einstellung der kapazitiven Last in seiner Frequenz ziehen. Manche RTC hat macht das auch über Ausblendung von einzelnen Schwingungen.
Couldaner schrieb: > Aber wie genau funktioniert dieser Vorgang des Kalibrierens? Mit einem verstellbaren Kondensator in der Oszillatorschaltung lässt sich der Quarz "ziehen", d.h. die Resonanzfrequenz beeinflussen. Alles, und wirklich alles, was Du jemals über Quarze wissen können wolltest (und vermutlich größtenteils nicht willst), findest Du hier: http://www.rainers-elektronikpage.de/Grundlagen-der-Quarztechnik/osckochbuch.pdf Der wesentliche Hinweis verbirgt sich aber auch schon hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Pierce-Schaltung unter dem Stichwort "Ziehkondensator".
Hallo, davon habe ich noch nie etwas gehört "Quarze kalibrieren"! Man kann die Frequenzabweichung durch Temperaturänderungen über einen doppelten Quarzofen klein werden lassen. I.A. können wir im Hobbybereich nicht "kalibrieren", aber wir können etwas Abgleichen/ Einstellen. Kalibrieren "Unter Kalibrieren versteht man das Feststellen und Dokumentieren der Abweichung der Anzeige eines Messgerätes oder einer Steuereinheit vom richtigen Wert der Messgröße. Beim Kalibrieren eines Messgerätes wird unter vorgegebenen Bedingungen der Zusammenhang zwischen Eingangs- und Ausgangsgröße ermittelt und dokumentiert. Eingangsgröße ist die zu messende physikalische Größe – z. B. Drehmoment oder Drehwinkel. Ausgangsgröße ist oft das elektrische Ausgangssignal des Messgeräts, es kann aber auch ein Ablesewert sein." Quelle: https://www.atlascopco.com/de-de
Karl M. schrieb: > I.A. können wir im Hobbybereich nicht "kalibrieren", aber wir können > etwas Abgleichen/ Einstellen. Nun ja, das ist jetzt ein bischen Haarspalterei. So genau nehme Ich es nur bei "Kalibieren" und "Eichen". Du hast aber Recht: Kalibiert wird nicht das Quarz, also dessen Grundfrequenz, sondern die reale Frequenz in seiner Umgebung, also das Verhalten in der Schaltung. Ich würde das "Abstimmen" nennen.
Couldaner schrieb: > ich lese immer wieder davon, dass Leute ihre Quarze kalibrieren, um > höhere Genauigkeiten zu erreichen. > Aber wie genau funktioniert dieser Vorgang des Kalibrierens? Brauche ich > dafür spezielles Werkzeug oder geht das einfach so? > Was gibt es da so für Methoden? Dui brauchst einfach nur eine hinreichend genau Referenz und hinreichend viel Zeit. Das ist schon alles. Tipp: Wenn dir das nicht selber klar ist, bist du im falschen Film...
Korrektor schrieb: > Ich würde das "Abstimmen" nennen. Wir können nur abgleichen. Das reicht aber auch vollkommen aus. Den Abgleich am 'offenen' Quarz macht man, wie schon geschrieben, am besten mit einem Trimmkondensator. Für anspruchsvollere Anwendungen braucht man einen spannungsgesteuerten VCXO, bei dem per Abstimmspannung abgeglichen werden kann.
Korrektor schrieb: > Karl M. schrieb: >> I.A. können wir im Hobbybereich nicht "kalibrieren", aber wir können >> etwas Abgleichen/ Einstellen. > > Nun ja, das ist jetzt ein bischen Haarspalterei. So genau nehme Ich es > nur bei "Kalibieren" und "Eichen". > > Du hast aber Recht: Kalibiert wird nicht das Quarz, also dessen > Grundfrequenz, sondern die reale Frequenz in seiner Umgebung, also das > Verhalten in der Schaltung. > > Ich würde das "Abstimmen" nennen. Ich habe schon Quarze poliert und damit quasi kalibriert. Vor Uhr Zeiten mal...
Hallo, Germane Denker schrieb: > Ich habe schon Quarze poliert und damit quasi kalibriert. Vor Uhr Zeiten > mal... schleifen, ätzen und Bleistiftstriche um das zuviel abgetragende Material wieder rufzubekommen... Waren alles gängige Methoden, auch um die damals gängigen 9MHz Seitenbandfilter für SSB abzugleichen. Gruß aus Berlin Michael
Couldaner schrieb: > ich lese immer wieder davon, dass Leute ihre Quarze kalibrieren, um > höhere Genauigkeiten zu erreichen. In welcher Anwendung tun die das? Und was wollen sie damit erreichen? Das sind die Fragen, die dahinterstecken... Denn auch ein Quarz, der nicht auf der von dir gewünschten Frequenz schwingt, tut das evtl. mit höchster Genauigkeit. Beim Quarz gibt es 2 Dinge, die relevant sind: 1. die Frequenz und 2. die Stabilität (über Temperatur und Lebenszeit). Die Frequenz kannst du evtl. mit einem Abgleich genauer erreichen, dadurch wird die Stabilität gegen Temperaturschwankungen oder eine Langzeitdrift nicht besser. Germane Denker schrieb: > Uhr Zeiten mal Als die Uhr-Oma noch lebte... ;-)
c-hater schrieb: > Dui brauchst einfach nur eine hinreichend genau Referenz und hinreichend > viel Zeit. Das ist schon alles. Der Zeitaufwand lässt sich erheblich reduzieren, indem man die Ablesegenauigkeit bei der Bestimmung der Abweichung erhöht. Für den praktischen Gebrauch ist es ein ziemlicher Unterschied, ob man bei einer Uhr nach einigen Wochen oder nach einigen Sekunden mit einer Genauigkeit von 10^-6 sagen kann, wie schnell sie geht.
Karl M. schrieb: > Unter Kalibrieren versteht man das Feststellen und Dokumentieren der > Abweichung der Anzeige eines Messgerätes oder einer Steuereinheit vom > richtigen Wert der Messgröße." Wobei hier die Kollegen von Atlas nicht ganz auf der Höhe der Zeit sind und auch die Unsicherheit -zumindest im zitierten Schnipsel- nicht genannt wird. Den richtigen Wert kennt man ja im allgemeinen nicht bzw. wird auch wohl nie bekannt sein. Daher steht auch in der Definition die Anzeige des Standards (des Normals) oder meinetwegen auch der Referenzwert. Letzteres ist laut Begutachter der DAkKS wohl auch wieder zulässig. Das gültige Werk ist dieses: International vocabulary of metrology – Basic and general concepts and associated terms (VIM) 3rd edition 2008 version In einem Kalibrierschein z.B. von der PTB findet man häufig nur drei Spalten. - Anzeige Kalibriergegenstand - Anzeige Normal - Messunsicherheit (k=2) Die Interpretation ist in der Regel nicht Gegenstand einer Kalibrierung. Holger
Für eine komplette Kalibration, die beispielsweise ein Kalibrierlabor durchführt, sind sicher noch ein paar weitere Parameter einzustellen. Wobei diese Labore oft nichts verändern sondern nur die Einhaltung der von irgendwem vorgeschriebenen Toleranzen bestätigen. Heute haben die Geräte kaum noch Abgleichpunkte, das wird eher von einer Software abgeglichen. Früher musste man an vielen Trimmern drehen, die Messgeräte waren auch weniger komfortabel als heute. Solche Kalibrierlabore müssen wieder nachweisen, dass ihre Referenzstandards "rückführbar" auf irgendwelche noch besseren amtlichen Standards sind, also ihrerseits kalibriert oder überprüft sind. Für uns im Hobby ist das alles nicht nötig. Wenn das Funkgerät seine Sendefrequenz ausreichend genau einhält um nicht mit irgendwelchen Vorschriften zu kollidieren, ist es ok. Es gibt aber Übertragungsverfahren, die eine sehr präzise Sendefrequenz voraussetzen, vor allem für sehr kleine Sendeleistung mit geringer Baudrate. Die präzisesten Referenzfrequenzen fürs Hobby erhält man aus dem GPS-Sekundenimpuls oder einem Rubidium-Normal. Weitere Parameter außer der Frequenz sind beispielsweise Abhängigkeit von der Betriebsspannung, Temperatur und Alterung. Einfluß von Laständerungen oder Frequenzjitter wären noch zu nennen. Das Einschwingverhalten vor allem thermisch nach dem Einschalten kann länger dauern. Für hochpräzise Anwendungen läßt man daher den Oszillator ständig laufen, wenn möglich auf konstante Temperatur beheizt und geregelt.
Christoph K. schrieb: > Wobei diese Labore oft nichts verändern sondern nur die Einhaltung der > von irgendwem vorgeschriebenen Toleranzen bestätigen. Nein, dass können Sie tun, wenn der Kunde es will. Das ist dann aber eine Prüfung und keine Kalibrierung. Siehe Definition im VIM. > Solche Kalibrierlabore müssen wieder nachweisen, dass ihre > Referenzstandards "rückführbar" auf irgendwelche noch besseren amtlichen > Standards sind, also ihrerseits kalibriert oder überprüft sind. Nein, es gibt kein muss. Bestimmte Normen verlangen dieses wie die ISO17025 oder die ISO9001. Aber jeder kann ein Kalibrierlabor eröffnen und wenn der Kunde nichts verlangt, dann muss man auch nichts nachweisen. Man darf dann allerdings keine rückgeführte Kalibrierung anbieten. Holger
seriöse Kalibrierlabore machen eine Eingangskalibrierung , wenn notwendig danach eine Justierung und eine Ausgangskalibrierung. Kalibrieren bedeutet nichts anderes als die Abweichung des gemessenen Wertes von einen Sollwert, welches rückführbar, ist zu ermitteln und zu dokumentieren. Erst wenn die Abweichung des Istwertes vom Sollwert die Toleranz des Geräteherstellers überschreiten, wird ein Gerät justiert. Also die Abweichung des Istwertes vom Sollwert minimiert. Danach folgt wieder eine Kalibrierung. Also das dokumentieren der jetzigen Abweicheichung des Istwertes vom Sollwert. Die Eingangs und Auagangskalibrierung macht in sofern Sinn, das man ein Drift der Ist-Werte über Jahre so nachvollziehen kann. Macht man nur eine Kalibrierung nach der Justierung, kann man den zeitlichen Verlauf des Driftes nicht mehr nachvollziehen. Und jetzt zu den Quarzen. Azubis wurden gerne in den Fachhandel geschickt, um einen Quarzhobel zu kaufen. Doch soweit hergeholt ist das nicht. Quarzhersteller justieren einen Quarz tatsächlich auf die Art , in dem sie Material entfernen oder hinzufügen. In der Schaltung lässt sich aber eine Quarzfrequenz in sehr engen Grenzen auch durch die Lastkapazität verändern, wobei die Quarzgüte um so mehr abnimmt, je weiter man sich von der Serienresonanz des nackten Quarzes entfernt. Aber +- 10exp-4 dürfte sich jeder Quarz ziehen lassen. Ralph Berres Ralph Berres
Ralph B. schrieb: > seriöse Kalibrierlabore machen eine Eingangskalibrierung , wenn > notwendig danach eine Justierung und eine Ausgangskalibrierung. Seriöse Kalibrierlabore machen das, was mit dem Kunden vereinbart wurde. Von daher ist Deine Aussage äußerst unseriös. Ich spreche mit den Kalibrierlaboren, bei denen ich meine Messgeräte kalibrieren lasse immer ab, was zu tun ist. Dafür wird auch bezahlt. Die PTB kalibriert nur. Ist sie daher unseriös lieber Ralph? Im Übrigen kann man auch nicht immer justieren. Oder wie sieht es bei Massenstücke aus? Holge
Holger D. schrieb: > Die PTB kalibriert nur. Ist sie daher unseriös lieber Ralph? Warum sollte sie unseriös sein? Wenn sie nur das Kalibrieren (also die Ermittlung der Abweichung) berechnet, ist das doch in Ordnung. Und im Grunde nichts anderes als das, was Ralph schrieb: Ralph B. schrieb: > Kalibrieren bedeutet nichts anderes als die Abweichung des gemessenen > Wertes von einen Sollwert, welches rückführbar, ist zu ermitteln und zu > dokumentieren.
Ralph B. schrieb: > In der Schaltung lässt sich aber eine Quarzfrequenz in sehr engen > Grenzen auch durch die Lastkapazität verändern Einen typischen Ziehbereich von 1e-3 bei Obertonquarzen finde ich gar nicht so wenig.
Holger D. schrieb: > Nein, dass können Sie tun, wenn der Kunde es will. Das ist dann aber > eine Prüfung und keine Kalibrierung. Siehe Definition im VIM. Was ist denn für dich bitte der Unterschied zwischen einer Prüfung und einer Kalibrierung? Holger D. schrieb: > Seriöse Kalibrierlabore machen das, was mit dem Kunden vereinbart wurde. habe ich was anderes geschrieben? Holger D. schrieb: > Im Übrigen kann man auch nicht immer justieren. Oder wie sieht es bei > Massenstücke aus? Da kann man aber immerhin die Abweichung zwischen Soll und Istwert dokumentieren. Nennt sich kalibrieren. Aber selbst das wird bei Massenware oft nicht gemacht. Ralph Berres
Ralph B. schrieb: > Was ist denn für dich bitte der Unterschied zwischen einer Prüfung und > einer Kalibrierung? Ich habe ja auf VIM hingewiesen. Es gibt z.B. in DL nach ISO17025 akkreditierte Kalibrierlaboratorien und es gibt Prüflaboratorien. Es muss wohl einen Unterschied geben. >>habe ich was anderes geschrieben? Ja. Holger
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