Hallo, zur Zeit entwickelt ich hobbymäßig hin und wieder ein paar elektronische Geräte. Dabei stößt man natürlich häufig auf Probleme, die gelöst werden müssen, damit es am Ende funktioniert. Dabei fällt mir oft auf, dass man doch sehr "nah" an der Grenze des machbaren zu sein scheint. Wie schaffen es dann die Hersteller wie HP, Rhode und Schwarz, Keysight, etc. die Messgeräte zu entwickeln? Die Messtechnik muss ja immer besser sein als das zu messende Objekt. Und ich fühle mich schon nah an der Grenze des machbaren beim zu messenden Objekt. Ist der Trick, dass sie ASICs verwenden? Wie war das früher, wieso waren da die Messgeräte so gut?
Man kann immer bessere Messtechnik entwickeln. Die Technik, mit der man ein Highend-Oszilloskop vermessen und kalibrieren kann, muss ja nicht mehr transportabel sein. Irgendwie muss die PTB ja auch ihre Eichgeräte eichen, oder? :-)
S. R. schrieb: > Man kann immer bessere Messtechnik entwickeln. Die Technik, mit der man > ein Highend-Oszilloskop vermessen und kalibrieren kann, muss ja nicht > mehr transportabel sein. Ok, und wie wird so ein Highend-Oszi vermessen? Wie sieht diese Technik aus? Genau das interessiert mich.... > Irgendwie muss die PTB ja auch ihre Eichgeräte eichen, oder? :-) Auch das interessiert mich, wie das so funktioniert. Leider findet man über diese Themen nicht so viele tiefgehende Informationen im Netz.
Eventuell hilft dir das weiter. https://www.elektroniknet.de/markt-technik/messen-testen/kalibrierung-von-hoechstfrequenz-oszilloskopen-80722.html
S. R. schrieb: > Irgendwie muss die PTB ja auch ihre Eichgeräte eichen, oder? :-) Die PTB beaufsichtigt nur die für die Eichung zuständigen Landeseichämtern und staatlich anerkannten Prüfstellen. Das Eichen ist eine hoheitliche Aufgabe. Der PTB reicht es, wenn sie vernünftig messen kann, i.e. die eigenen Messfehler ausreichend gut kennt. https://de.wikipedia.org/wiki/Eichung
Hallo Svenska, S. R. schrieb: > Irgendwie muss die PTB ja auch ihre Eichgeräte eichen, oder? :-) das Verb "eichen" scheint immer nur im Zusammenhang mit Messgeräten verwendet zu werden, bei denen aufgrund der Messung bezahlt wird. Dazu zählt z.B. die Waage auf dem Wochenmarkt aber auch die Messung der Leistung an der Stromtankstelle, nicht aber ein Oszilloskop. Ansonsten ist immer nur von "kalibrieren" die Rede, im Einzelfall auch von "justieren". Intern wird bei den Bewohnern der Bundesallee 100 wohl eher nur "kalibriert". Tom R. schrieb: > Ist der Trick, dass sie ASICs verwenden? Wie war das früher, wieso waren > da die Messgeräte so gut? Bei bestimmten Geräten scheint sich messtechnisch kein Fortschritt trotz Vorhandensein besserer Bauteile einzustellen. Bei hochwertigen Keysight-Multimetern wurde alles weitestmöglich in Software gemacht und ein ursprünglich stärker analoglastige Gerät massiv verbilligt - trotz des Einsatz von z.B. schicker teurer Farbbildschirmtechnik. Es hat den Anschein, als ob man auch die VW'sche Plattformstrategie auf Multimeter portiert hat. Leider hat sich nun herausgestellt, dass der Sechszylinder auf der Golf-Plattform Probleme bereitet und auch die Kunden das bemerkt haben.
Peter M. schrieb: > trotz des Einsatz von z.B. schicker teurer Farbbildschirmtechnik. Hast du dir mal die Preisentwicklung bei Farbbildschirmen in den letzten Jahrzehnten angeguckt. Selbst Flachbildschirme, die in den 70er Jahren des vorigen Jahrhunderts noch Utopie waren, bekommst du heutzutage für kleines Geld.
Hallo schön drum herum geredet und "Nebenkriegsschauplätze" eröffnet;-) Aber die Anschlussfrage welche der TO um 20:18 nochmal explizit und unmissverständlich gestellt hat wurde nicht beantwortet. Schade denn genau das ist der Bereich der mich auch mal interessieren würde und zu den ich (und wohl die meisten hier)leider eben auch nichts sagen kann (können). Zu den "Nebenkriegsschauplätzen" hingegen kann jeder etwas Interessierte irgendwas sagen, ich könnte auch, ist zwar nett, macht Spaß und hält den Thread aktiv, aber die wirklich interessanten Informationen (die halt auch nicht jeder hat) kommen leider nicht herüber. Jemand
Die treiben einfach den notwendigen Aufwand! Wenn es noch Verbesserungspotential gibt, dann wird das auch gemacht. Ein Bekannter wollte mal ein Messgerät bauen und hat sich deswegen länger vor Ort mit jemandem in der PTB unterhalten, wie die das so machen. Wenn man dort eine Spannungrefenz braucht, dann kann man die eben mit dem Josephson-Effekt realisieren. Dass man dann ggf. einen Raum mit Nebenaggregaten braucht, die ihrerseits auch wieder aufwändig und teuer sind, wird in Kauf genommen. Temperaturkompensation muss man ja nicht linear machen, man kann auch höhere Terme berücksichtigen. Und trotzdem die Temperatur sehr konstant halten. Nur mal so als Beispiel: Das neue Referenz-Kilo war ja schon etliche male in den Medien. Im Prinzip ist das eine Silizium-Kugel, die halt ein Kilo wiegt. Das Teil weicht aber nur wenige Atome von der idealen Form ab! Da muss man lange polieren und noch genauer messen. Und selbstverständlich hat das Rohmaterial keine Lunker oder irgendwelche einlegierten Fremdstoffe. Genaugenommen ist es sogar isotopenreines Silizium. (So gut es irgendwie technisch möglich ist.) Wenn man solchen Aufwand treibt (und es richtig macht), dann wird das Ergebnis auch genauer als zu hause.
Jemand schrieb: > die Anschlussfrage welche der TO um 20:18 nochmal explizit und > unmissverständlich gestellt hat Du weißt schon, dass es in diesem Forum die Möglichkeit gibt, andere Beiträge zu zitieren. Die Nutzung dieser Möglichkeit hat den ganz entschiedenen Vorteil, dass ein Link angelegt wird und man sich damit direkt dort hin bewegen kann, statt wild rumzuscrollen, um einen Beitrag zu finden. z.B.: Tom R. schrieb:
Tom R. schrieb: > Ok, und wie wird so ein Highend-Oszi vermessen? > Wie sieht diese Technik aus? Genau das interessiert mich.... Das hängt davon ab, was man nun besonders genau messen möchte. Außerdem müssen solche Messungen nichtmal zuverlässig zerstörungsfrei sein. Im Endeffekt sind genauere Messungen immer möglich, wenn man Aufwand und Kosten beliebig nach oben treiben kann. Die Obergrenze sind dann da, wo die Einheiten selbst definiert werden. Beispiel 1: Man kühlt die messenden Bauteile auf geringe Temperaturen (bis nahe 0K) herunter, damit reduziert sich die braunsche Molekularbewegung und damit das Rauschen. Beispiel 2: Man misst in einer besseren Umgebung, z.B. in einer abgeschirmten Spezialkammer statt einem normalen Laborarbeitsplatz. Beispiel 3: Man nimmt andere Verfahren, z.B. kann man Ströme über den Spannungsabfall an einem Shunt messen oder über das Magnetfeld um den Leiter herum. Oder man misst die eingehenden und ausgehenden Ströme in das Mess-System und zieht den Verbrauch des Systems ab. Irgendwann kommt man dann auf ziemlich exotische Verfahren, die im normalen Leben echt unpraktisch wären. Und wenn man dann ein paar solcher extrem genauen Geräte hat, dann kann man damit andere Geräte kalibrieren und - mit ein bisschen Statistik - diese auch untereinander abgleichen. Tom R. schrieb: >> Irgendwie muss die PTB ja auch ihre Eichgeräte eichen, oder? :-) > Auch das interessiert mich, wie das so funktioniert. > > Leider findet man über diese Themen nicht so viele tiefgehende > Informationen im Netz. Findet man schon, z.B. gibt es einen interessanten Podcast zu den Grundlagen für Anfänger hier: https://resonator-podcast.de/2016/res095-die-ptb-und-die-neuen-einheiten/
Hallo Tom, meine Erfahrung beim Entwickeln ist gerade entgegengesetzt, nämlich das technisch heute vieles fix und fertig von der Stange kaufen kann, was früher aufwendig ausgeführt werden musste. Vielleicht kannst du hier mal Beispiele nennen, wo du den Eindruck hast, das du dich an den Grenzen des machbaren bewegst. Zur Messgeräteentwicklung kann ich soweit ich Einblick habe sagen, das eine der großen Aufgaben der heutigen Zeit die ist, die Technik preiswerter zu machen, damit sie besser eingesetzt werden kann. So haben viele Messgeräte heutzutage eine Ethernetschnittstelle standardmäßig zu einem Gerätepreis, was früher alleine die Schnittstellenoption gekostet hat. Das die Geräte dabei messtechnisch schlechter geworden sind kann ich nicht sagen. Kannst du etwas genauer definieren, was du mit "Geräte entwickeln" genau meinst? (Gerätekonzeptentwicklung oder Schaltungsaufbauentwicklung oder Kalibrierung oder ...) Für welche Geräte? Grundsätzlich läuft das immer so ab, das es einen Standard gibt, der die Größe genau definiert und das zu vermessende Gerät damit verglichen wird. Der Praktikabilität wegen erfolgt dies für den Großteil aller Geräte über "Zwischengeräte" und deren jeweiligen Kalibrierung. Da die meisten Messgeräte eine Vielzahl von Messbereichen und teils auch Messarten haben benötigt man dann mehrere geeignete Highend Messgeräte um ein Mittelklassegerät zu kalibrieren. Ein ganz wichtiger Teil dabei ist aber auch das Wissen um die korrekte Messung sowie Fehler- und Störquellen. Wenn du ein konkretes Gerät benennst, was dich interessiert kann man es daran mal durchsprechen. Gruß Kai
Die PTB braucht kein Oszi um ein Oszi zu kalibrieren. Dafür braucht es zwei Eingangsgrößen: Die Zeit für die Zeitbasis und die Spannung für die "Spannungsanzeige". Dafür gibt es Referenznormale. Es gibt aber tatsächlich noch Messgrößen die nicht kalibriert sondern theoretisch bestimmt werden. Dies ist z.B. bei Kolbenmanometern oder auch Druckwaagen der Fall. Dort wird das Normal der PTB gewissermaßen rechnerisch bestimmt und gilt dann Primärnormal zur kalibrierung.(mit diesen wird dann das Kundengerät kalibriert) An dieser Stelle möchte ich auch das Thema Messunsicherheit ansprechen, die PTB sagt nicht, dass ist ein bar und dein Gerät hat die und die Abweichung. Sondern es gibt ein "Vertrauensbereich um einen Schätzwert" in diesem Bereich wird wohl das bar mit einer angegebenen Wahrscheinlichkeit und Verteilung sein. Dieser Bereich wird bei der Kalibrierung des Kundengerätes weitergegeben. Momentan wird aber an der Bestimmung des Pascals gearbeitet. Also auch wenn die Mühlen der PTB manchmal langsam laufen, sie laufen....
Schau mal hier auf Seite 5. https://www.keysight.com/de/de/assets/7018-03450/data-sheets/5991-0311.pdf Man baut sich mit den schnellsten Halbleiterprozessen ICs mit immer höheren Bandbreiten(schnelleren Flanken). Am besten noch gleich "inhouse". Natürlich wird auch die Ankopplung vom IC zur Signalbuchse eine Herausforderung. Insgesamt ist das bestimmt eine teure Angelegenheit die nur wenige Firmen finanziell und technisch stemmen können. Da ist es kein Wunder, dass die Messgeräte die auch diese Technologie beinhalten entsprechend teuer werden.
Tom R. schrieb: > Wie schaffen es dann die Hersteller wie HP, Rhode und Schwarz, Keysight, > etc. die Messgeräte zu entwickeln? Sie gucken sich ein paar Youtube Videos an, wo erklärt wird, dass die Welt total einfach ist und machen das dann nach. Spaß bei Seite: Dahinter steckt eine Menge Know-How, das sie ganz sicher nicht so offen legen, dass jeder Hobby-Elektroniker ihnen den den Job wegnehmen kann. Falls du an so etwas Interesse hast, würde mal mit einer Berufsausbildung in diesem Bereich anfangen.
Jemand schrieb: > schön drum herum geredet und "Nebenkriegsschauplätze" eröffnet;-) > > Aber die Anschlussfrage welche der TO um 20:18 nochmal explizit und > unmissverständlich gestellt hat wurde nicht beantwortet. Weil: "Ok, und wie wird so ein Highend-Oszi vermessen? Wie sieht diese Technik aus?" trivial zu beantworten ist: Das scope wird an einen kalibrierten Generator angeschlossen und über die Serviceschnittstelle werden die digitalisierten Daten automatisch abgegriffen und bewertet. Ebenso werden Diagnoseprogramme (Build-In-Self-Test) gestartet. Unter dem Stichwort "De-embedding" bieten R&S Scopes auch die Möglichkeit Messfehler "vor Ort" auszumessen und zu kompensieren. https://www.rohde-schwarz.com/de/applikationen/echtzeit-deembedding-mit-dem-r-s-rtp-application-card_56279-579971.html Tipp: bei der Embedded World Messe Ende Februar mal direkt von einem R&S Mitarbeiter vorführen lassen. PS: Der 'ASIC' ist bei R+S ein FPGA nach Hihg-End AD-Wandlern, der mittels altbewährtem Signalprocessing die Gerätespezifischen Messfehler rausrechnet. Also nicht wirklich ein ASIC im landläufigen Sinne von "handgeschmiedeten IC". Hier im Forum sollte man in das Wittig-Welec projekt schauen, um einen Blick hinter die Kulissen des heutigen Scope-Entwurfes zu werfen: Beitrag "Wittig(welec) DSO W20xxA Open Source Firmware (Teil5)"
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