Ich plane gerade eine Präzisionspendeluhr. Mit 0,5 Hz Pendel, ca. 1 Meter lang. Material wird Glaskeramik (Ausdehnungsfaktor 0 (+- 0,5) ppm. Die Pendelbeschläge und die Pendelfeder aus Stahl. Um deren Aus- dehnung zu kompensieren, gibt es ein gegenläufiges Element. Das Problem: Die Datenblätter dieser Materialien haben Spielraum, da kann ich aber gegensteuern. Üblicherweise misst man die Ganggenauigkeit des laufenden Pendels und versucht die optimale Konfiguration des Kompensationselementes zu treffen. Nun kommt die Luftdichte ins Spiel, jede Änderung der Temperatur ändert auch die Luftdichte. Das wirkt auf das Pendel. Um beide Faktoren getrennt zu betrachten, bräuchte ich ein Pendel mit 0 Ausdehnungsfaktor. Aber wie Messen??? Berührungsfrei und genau? Da gibt es doch Michelson-Interferometer. Hat hier jemand sowas rumliegen? Eine Sekunde Ungenauigkeit/Jahr= 1 Millionstel Millimeter. Es ist also nicht so, dass man hier mit Kanonen auf Spatzen schießt. Grüße Bernd
Bernd F. schrieb: > Eine Sekunde Ungenauigkeit/Jahr= 1 Millionstel Millimeter. Eine Sekunde pro Monat wäre schon sehr ambitioniert.
Bernd F. schrieb: > Ich plane gerade eine Präzisionspendeluhr. > Mit 0,5 Hz Pendel, ca. 1 Meter lang. Material wird Glaskeramik > (Ausdehnungsfaktor 0 (+- 0,5) ppm. > > > Üblicherweise misst man die Ganggenauigkeit des laufenden Pendels > und versucht die optimale Konfiguration des Kompensationselementes zu > treffen. > > Nun kommt die Luftdichte ins Spiel, jede Änderung der Temperatur > ändert auch die Luftdichte. Das wirkt auf das Pendel. > > Grüße Bernd Halte die Temperatur konstant. Gegen Dichteänderungen des Mediums hilft entfernen dessen.
Bernd F. schrieb: > Nun kommt die Luftdichte ins Spiel, jede Änderung der Temperatur > ändert auch die Luftdichte. Das wirkt auf das Pendel. Mit einer Art Käseglocke luftdich umhausen. Gleicher Luftdruck, gleiche Luftfeuchte. Und nicht den Strahlungsdruck der Sonne vergessen.
Hans W. schrieb: > Bernd F. schrieb: >> Eine Sekunde Ungenauigkeit/Jahr= 1 Millionstel Millimeter. > > Eine Sekunde pro Monat wäre schon sehr ambitioniert. Das weiß ich. Aber wo bleibt der Spaß, wenn ich es nicht versuche. Wesentlich schwieriger, als Temperatur, wird die Luftdichte- Kompensation. Das Problem, daß alle Erbauer solcher Uhren haben ist: Was ist nicht perfekte Temperaturkompensation, was kommt aus anderen Faktoren? Ohne Messungen nicht rauszufinden. Es geht also darum, ein stillstehendes Pendel bei einer Änderung von 1-20 K Unterschied zu vermessen. Grüße Bernd
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Interessante Fragestellung. Das untere Ende des Pendels in der untersten Position mit starker Vergrösserung und einer Kamera beobachten war meine erste Idee, aber da fängt man sich die Abweichungen der Befestigung der Kamera ein, die sicher weit grösser sind. Zwischen Pendelfeder und Pendel ein weiteres Bauteil einfügen, das die Änderung von Feder und Beschlag ausgleicht?
Bernd F. schrieb: > > Es geht also darum, ein stillstehendes Pendel bei einer Änderung > von 1-20 K Unterschied zu vermessen. > > Grüße Bernd Darf es auch liegen?
Ich denke dass du eher die Längenänderung der Aufhängung misst. Diese ändert sich ja auch temperaturabhängig das heißt nur das Wachstum zu messen ist eher schwierig. Huygens hat sich mal damit beschäftigt. https://m.youtube.com/watch?v=qi8jmEbWsxU https://m.youtube.com/watch?v=rAdT4NmESZg Wenn es ein Glasstab ost denke ich dass es am einfachsten ist die Flächen zu polieren und zu beschichten und dann daraus ein Interferometer zu bauen. Applied scienece hat da eine tolle idee mit einer rückkoppelnden Laserdiode. https://m.youtube.com/watch?v=MUdro-6u2Zg Ob da die Kohärenzlänge ausreicht weiß ich nicht. Aber ein tolles Projekt. Lass uns bitte teilhaben. Irgendwer teilt ja immer seine Physikprojekte. Der kennt sich da vll besser aus.
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Bernd F. schrieb: > Eine Sekunde Ungenauigkeit/Jahr= 1 Millionstel Millimeter. Man darf das ruhig Nanometer nennen. Lufteinflüsse kannst Du übrigens ausschließen, indem Du den Kram im Vakuum vor sich herumpendeln lässt. Ein Ultrahochvakuum ist vielleicht nicht gleich nötig.
Bernd F. schrieb: > Temperaturkompensation Mit etwas Nachdenken, kommt vielleicht auch eine Idee zur Luftdruckkompensation.
Nebenbei bemerkt hast Du noch die Einflüsse durch den Mond. Das beeinflusst auch Dein Pendel, wenn es ein Schwerkraftpendel sein sollte.
Und was ist mit dem Einfluss des Mondes auf die Gravitation? Wie möchtest du die dann kompensieren? Ach ja, da ist auch noch mehr… Sonne, Mars, Jupiter …. Ganz großes Kino 🤪
Bernd F. schrieb: > Das Problem, daß alle Erbauer solcher Uhren haben ist: > Was ist nicht perfekte Temperaturkompensation, was kommt aus anderen > Faktoren? Ohne Messungen nicht rauszufinden. > Es geht also darum, ein stillstehendes Pendel bei einer Änderung > von 1-20 K Unterschied zu vermessen. Dann zum Messen die anderen Faktoren vermeiden. Pendel im luftdichten Gehäuse betreiben und dieses mit trockenem Stickstoff fluten. Wie hoch ist eigentlich der Mondeinfluss auf die Schwerkraft? Ich schlage vor, den Temperatureinfluss nicht im Stillstand über die Länge, sondern im Betrieb über einige tausend Perioden zu messen. Mit GPS disziplinierten Oszillatoren kann man mit Amateurmitteln weit genauer messen, als für 1s/Jahr notwendig wäre. Wahrscheinlich reicht schon ein eingeschwungener OCXO.
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> Berührungsfrei und genau? Da gibt es doch Michelson-Interferometer. > Hat hier jemand sowas rumliegen? Hehe, das nächste liegt in Italien, https://de.wikipedia.org/wiki/Virgo_(Gravitationswellendetektor) Oder in Potsdam im Einsteinturm, der hätte auch Höhe für ein langes Pendel: https://de.wikipedia.org/wiki/Einsteinturm Wobei, der Michelson experiementierte mit seinem Interferometer in einem Nachbarkeller: https://de.wikipedia.org/wiki/Michelson-Morley-Experiment > Eine Sekunde Ungenauigkeit/Jahr= 1 Millionstel Millimeter. Alternativ mal Weißlichtinterferometrie andenken: * https://de.wikipedia.org/wiki/Wei%C3%9Flichtinterferometrie Und mal bei Thor-Labs nachfragen resp im Katalog nachschauen.
Bernd, ich bin ja bei Dir, der Weg ist das Ziel. Ich habe in Kopenhagen mal die damalige Normal-Pendel-Uhr gesehen. Literatur-Recherche zu den bisher erzielten Unsicherheiten und die, die geplante Jahundert,,Jahrtausend .. Uhr erziehlen soll hast Du ja sicher schon gemacht. Wenn du es nicht messen kannst, nutze es. Also statt Längen zu messen, messe doch die Pendelfrequenz. Frequenzmessung ist heutzutage mit relativ günstigen Mitteln sehr präzise möglich. Da gibt es hier zum Beispiel das Counterprojekt... GPS stabilisierte Zeitbasis ... Vakuum und Temperaturstabilisierung sind wahrscheinlich der Weg. Meine Kollegen, die Länge sehr genau messen wollen, kämpfen mit sub Millikelvin.. Im Vakuum und im Bunker und und..
Henrik V. schrieb: > Wenn du es nicht messen kannst, nutze es. Also statt Längen zu messen, > messe doch die Pendelfrequenz. Frequenzmessung ist heutzutage mit > relativ günstigen Mitteln sehr präzise möglich. > Da gibt es hier zum Beispiel das Counterprojekt... GPS stabilisierte > Zeitbasis ... Keine Schnapsidee.
Bradward B. schrieb: >> Berührungsfrei und genau? Da gibt es doch Michelson-Interferometer. >> Hat hier jemand sowas rumliegen? > > Hehe, das nächste liegt in Italien, > https://de.wikipedia.org/wiki/Virgo_(Gravitationswellendetektor) > > Oder in Potsdam im Einsteinturm, der hätte auch Höhe für ein langes > Pendel: > https://de.wikipedia.org/wiki/Einsteinturm > > Wobei, der Michelson experiementierte mit seinem Interferometer in einem > Nachbarkeller: > https://de.wikipedia.org/wiki/Michelson-Morley-Experiment > >> Eine Sekunde Ungenauigkeit/Jahr= 1 Millionstel Millimeter. > > Alternativ mal Weißlichtinterferometrie andenken: > * https://de.wikipedia.org/wiki/Wei%C3%9Flichtinterferometrie > > Und mal bei Thor-Labs nachfragen resp im Katalog nachschauen. https://www.youtube.com/watch?v=1WsnnyR_AOg Grüße Bernd
H. H. schrieb: > Henrik V. schrieb: >> Wenn du es nicht messen kannst, nutze es. Also statt Längen zu messen, >> messe doch die Pendelfrequenz. Frequenzmessung ist heutzutage mit >> relativ günstigen Mitteln sehr präzise möglich. >> Da gibt es hier zum Beispiel das Counterprojekt... GPS stabilisierte >> Zeitbasis ... > > Keine Schnapsidee. Das ist der übliche Weg. Das Problem: Sobald das Pendel schwingt kommen die Faktoren Pendelantrieb und Luftdichte (Luftwiderstand) mit ins Spiel. Deswegen hat man nie die Antwort, ob das Pendel wirklich in der Temperatur auf 0 kompensiert ist. Natürlich rechne ich die Kompensation aus, aber die Grundlage sind Datenblätter der Materialien, die alle Streuwerte haben. Grüße Bernd
Bradward B. schrieb: > Wobei, der Michelson experiementierte mit seinem Interferometer in einem > Nachbarkeller: Beitrag "Fabry-Perot-Interferometer" Beitrag "Sensor zum Messen kleinster Weglängen" Beitrag "Re: Physikprojekte" https://stoppi-homemade-physics.de/michelson-interferometer/.
Das Ganze wird ein Experiment, das Wochen, Monate oder Jahre dauern wird. Ich suche noch nach einer Möglichkeit die Pendelschwingungen hoch- präzise zu erfassen (Lichtschranke). Bereits nach 2-3 Tagen sollte ablesbar sein, wie der Gang auf Temperatur reagiert. ( 0,00xx Sekunden). Gps-basierte Referenz. Temperaturänderungen lassen sich simulieren, natürliche Luftdruck- schwankungen eher nicht. Ich habe nicht die Zeit, nach jeder Änderung Monate zu warten. Grüße Bernd
Ein leicht zu bekommender, unstabilisierter HeNe-Laser ist gut für 3e-6. Das reicht net bei 1m Messlänge, 1e-8 ist ja gefragt. Da braucht es einen Jod stabilisierten HeNe.. Wie gut Bragg-Grating stabilisierte Halbleiterlaser aktuell sind, bei welchen Preisen ?
Uhren mit 1s/Jahr Ganggenauigkeit gibt es. https://en.wikipedia.org/wiki/Shortt%E2%80%93Synchronome_clock Da sollte es doch Pläne und Anregungen geben.
Bernd F. schrieb: > Das Problem: Sobald das Pendel schwingt kommen die Faktoren > Pendelantrieb und Luftdichte (Luftwiderstand) mit ins Spiel. Etwas weiter oben schlug ich deswegen Pendel im Vakuum vor. Pendelantrieb? Du bist Mechaniker, Dir wird da schon was einfallen. (Klassische Gewichte an Seilen/Ketten, die elektromotorisch aufgezogen werden, wg. Vakuumdichte, oder auch Federwerk mit Aufzug über eine Magnetkupplung, auch die wäre vakuumdicht)
Ove M. schrieb: > Sonne, "Die durch Shortt verfeinerte Zeitmessung erlaubte erstmals den Nachweis, dass die Erdrotation aufgrund der durch Sonne und Mond hervorgerufenen Nutation nicht völlig gleichmäßig ist." (wikipedia)
Das Pendel kann noch durch weitere Störgrößen beeinflusst werden. Wie ist es denn überhaupt gelagert? Wenn ich an das Aquarium eines Bekannten denke, so erzeugte jedes vorbeifahrende Fahrzeug ausreichend Wellen im Aquarium :-) Von Erdbeben reden wir noch nicht. https://geofon.gfz.de/waveform/archive/ Irgendwie erinnert mich diese Frage an die hochgenaue Widerstandsberechnung eines Studenten bis viele Stellen hinter dem Komma, der dann einen 20%-Widerstand einlöten mußte.
Hallo! Interferometer habe ich schon einige gebastelt, bekommt man u.a. Mit Teilen aus DVD Laufwerken hin. Link: https://youtu.be/wvjbThZjzxM?is=_AYgkKj6QmT37vUU Meine homepage www.stoppi-homemade-physics.de funktioniert im Moment nicht, da gibt es unter Laser/Optik etliche Projekte, mit denen man Längenänderungen im Nanometerbereich erfassen kann. Dieses Projekt hört sich spannend an. Inwieweit dann die vielen Einflußfaktoren das ganze unmöglich machen zeigt die Praxis.
Harald K. schrieb: > > Pendelantrieb? Du bist Mechaniker, Dir wird da schon was einfallen. Harald, es wird eine elektrische Uhr werden. Wahrscheinlich elektromechanisch. Direkter Pendelantrieb mit Magnetspule hat Nachteile. Ein elektromechanischer Antrieb kann so ausgelegt werden, dass er die Amplitude stabilisiert. Steigt die Amplitude, wird automatisch weniger Energie zugeführt. Der Antrieb soll nur das Pendel bewegen. Die Zeitanzeige erfolgt über ein separates Zählwerk, das über Lichtschranke am Pendel ausgelöst wird. Es gibt also kein konventionelles Uhrwerk. (Das könnte ich in der hier geforderten Präzision auch nicht mehr selbst herstellen). Grüße Bernd
Bernd F. schrieb: > > Ich suche noch nach einer Möglichkeit die Pendelschwingungen hoch- > präzise zu erfassen (Lichtschranke). Wurde schon von anderen gemacht, z.B. hier (der Author kennt sich mit der Thematik sehr gut aus): http://leapsecond.com/pend/run125/ Zitat "Measurements were made with a high-speed high-resolution interferometer-based position encoder."
Bernd F. schrieb: > Material wird Glaskeramik > (Ausdehnungsfaktor 0 (+- 0,5) ppm. Sei mir nicht böse, aber du übernimmst dich um mehrer Größenordnungen. Nur mal biss Kontext: 1 nm sind 1 * 10^-6 mm. Ein Druckerpapier hat 0.1 mm Dicke. Das teilst du jetzt in 100000 gleich dicke Teile und bist schon bei 1 nm. Nicht mal Faktor 10 weniger hast du den Atomdurchmesserbereich. Wie willst du denn den Laser fixieren, dass er nicht um 1 nm verschoben wird? Kauf eine Stange Invar 36 (1 m Drm 12 kostet ca. 130 €), dann bist Du bei einem Ausdehnungskoeffizienten von 1.6 * 10^-6. Und bekommst ein Zertifikat mit dazu (k.A. was da drinn steht). Den Rest kannst dann, nur durch Rechnen, mit anderem Material ausgleichen. Ich kann 100 nm relativ messen, da musst du schon aufpassen in welche Richtung du ausatmest. In der mechanischen Bearbeitung gibt es die Toleranzen, Und dabei die IT-Klassen (Grundtoleranzen). Bei 1 m (geht aber nur bis 500 mm, einfach hochgerechnet) und Genauigkeitsklasse 01 (genauer gibts nicht) hat man 0.008 mm Spielraum. Das ist halt dann auch halbwegs realistisch messbar. Aber jeder wird dich rauswerfen wenn du mit der Zeichnung kommst. Den nm Abweichung bekommst du schon, wenn der Schmierfilm im Pendellager grad mal weniger Lust hat. Ich will dich nicht abhalten! Mach gerne weiter damit, das ist super interessant. Aber deine Ziele sind zu hoch gesteckt.
Christoph E. schrieb: > Meine homepage http://www.stoppi-homemade-physics.de funktioniert im > Moment nicht, da gibt es unter Laser/Optik etliche Projekte, mit denen > man Längenänderungen im Nanometerbereich erfassen kann. Christoph, er möchte 1m mit 1e-8 messen, über Stunden, Tage, absolut! Da braucht es ein sehr sorgfältig aufgebautes Interferometer, mindestens homodyne Quadratur. Dann muss der Referenzarm auch entsprechend stabil sein... (Da gibt es aber ggf einen Trick) Und er braucht dennoch einen Laser dessen Wellenlänge etwas besser als 1e-8 stabil ist. CD oder allgemein unstabilisierte Diodenlaser sind das nicht. Ich erinnere mich an ein paar YT Videos von jemanden, der ein kleveres Interferometer mit temperaturgeregltem Diodenlaser und Stabilisierung über eine (Zerodur) Referenzstrecke gebaut hat. Wie genau er es geschafft hat?? Ich kalibriere Laserdopplervibrometer, die können pm Schwingwege messen, aber keinen Meter mit nm Genauigkeit, u.a. da der Laser nicht die erforderliche Stabilität hat (einfacher HeNe). Zeit kann man erheblich genauer messen, zu deutlich geringeren Kosten. Time to digital converter, TDC, in Verbindung mit GPS stabilisierten OCXO .. Genaue Lichtschranken arbeiten typischerweise differentiell. Am Ende des Pendels zwei Photodioden an die Kanten, seriell verschaltet, zwei Widerstände seriell,Nulldurchgang der Brückenspannung, und eine dritte PD dazwischen, um über einfache Logik nur dann zu messen, wenn das Pendel dazwischen ist, sollte der Schwingweg so groß sein, dass er die Lichtschranke verlässt.
Bernd F. schrieb: > Ich suche noch nach einer Möglichkeit die Pendelschwingungen hoch- > präzise zu erfassen (Lichtschranke). Du könntest eine Reflexlichtschranke, etwa nach dem Prinzip des Spiegelgalvanometers aufbauen. D.h. mit einem planen Spiegel am Pendelende, der genau im Nullpunkt des Pendels reflektiert. Ein, oder mehrere Spiegel könnten noch eingefügt werden, um das mechanisch besser unterzubringen. Die Abtastung erfolgt dann bei der grössten Pendelgeschwindigkeit. Als Lichtquelle würde sich ein schwacher (1 mW) grüner Halbleiter- laser anbieten. Die haben ein deutlich höheres Strahlungsmaximum im Infrarotbereich. > Bereits nach 2-3 Tagen sollte ablesbar sein, wie der Gang auf Temperatur > reagiert. ( 0,00xx Sekunden). Wenn die Lichtschranke gut funktioniert, wirst du nicht so lange warten müssen. ☺ > Gps-basierte Referenz. Die kannst du bei einem Zeitmesser später immer noch nachrüsten. > Ich habe nicht die Zeit, nach jeder Änderung Monate zu warten. Siehe oben. ☺ Henrik V. schrieb: > Genaue Lichtschranken arbeiten typischerweise differentiell. Am Ende des > Pendels zwei Photodioden an die Kanten, seriell verschaltet, zwei > Widerstände seriell,Nulldurchgang der Brückenspannung, und eine dritte > PD dazwischen, um über einfache Logik nur dann zu messen, wenn das > Pendel dazwischen ist, sollte der Schwingweg so groß sein, dass er die > Lichtschranke verlässt. Gibt es dazu auch einen Plan/Skizze?
Moin, Das ist ein Thema, das auch mich sehr interessiert. Ein Langzeit Projekt ist auch bei mir hin und wieder aktiv. Wenn es Euch interessiert, bitte weiterlesen: Bei mir entschied ich mich eine optisch erfasste Pendel Auslenkungssteuerung nach dem Hipp Verfahren zu entwickeln. Das 0.8s Pendel wird elektromagnetisch angetrieben sobald die +/- 2Grad Pendelauslenkung einen bestimmten Betrag unterscheidet und pendelt fortwährend zwischen diesen zwei genau eingehaltenen Grenzwerten. Dieses "Pendeln" geschieht in 45-60s Intervallen, was bedeutet, daß das Hauptpendel nur dann neue Energie zur Aufrechterhaltung der Bewegung empfängt, wenn der Pendelausschlag eine bestimmte Grenze unterschreitet. Der Elektromagnet is im oberen Viertel von der Pendelaufhängung platziert und besteht aus zwei Spulen und gefrästen Zungen. Das mittelt sich aus und bedeutet keine Einbuße an die Langzeit-Genauigkeit. Ein uC wertet die Pendelsteuersignale aus, welche auch zum Loggen der Uhroperation dienen. Das Pendel besteht nur aus Invar. Mir ging es nicht um eine ultimative Genauigkeit. Ich hoffe aber +/-2s Ganggenauigkeit im Monat zu erreichen. Die optische Auswertung geschieht nicht direkt vom Hauptpendel, sondern über ein sehr massenarmen Mitnahmestab aus Kohlenfaser, welches vom Hauptpendel mitgesteuert wird. Die Längenausdehnung dieser Hilfseinrichtung ist bedeutungslos, weil es nur dazu dient die Lichtschranken mit einer Fahne zu unterbrechen. Die Optik ist in einen 3D gedruckten UV gehärteten Gehäuse aus dunklem Harz eingefasst und kaum sichtbar. Mit dem 0.8s Takt synchronisiere ich einen 1s Takt zur Ansteuerung eines hochwertigen Schritt Uhrwerks alle 4s. Die Sekunden zwischen den 4s Intervallen werden künstlich vom Takt des uC asynchron abgeleitet. Da der summierte Gangfehler alle 4s zurückgesetzt wird, wirkt sich das in der Praxis nicht aus. Ein 1s Pendel empfand ich was Gehäuseabmessungen betrifft als etwas zu lang. Der einzige Nachteil ist, daß der Sekundenzeiger nicht Sekundensynchron mit dem Pendelausschlag mitschaltet und nur alle 4s passt. Ich werde später damit noch eine TN Nebenuhr damit mitbetreiben. Für die Erfassung des Luftdrucks, Temperatur dienen Sensoren, die vom uC ausgewertet werden, um restliche Temperatur Einflüsse und den Luftauftrieb ausgleichen zu können. Eine oben angebrachte Gewichtsverlagerung Einrichtung bewirkt in der Mitte des Pendels eine Feineinstellungsmöglichkeit um diese Restpendel-Temperatureinflüsse und den Luft-Auftrieb des Pendels ausgleichen zu können. In der Mitte des Pendels lässt sich das reproduzierbar beeinflussen. Durch die aktive uC Korrektur der Gangeinflüsse, erübrigt sich die Notwendigkeit das Pendel in einen Unterdruckbehälter einzubauen, wie es früher bei den astronomischen Uhren üblich war. Da auch Invar gewisse unkontrollierbare Mängel bezüglich Stabilität aufweisen kann und das Pendelgewicht nicht komplett stabil in der Längenausdehnung ist, ferner die Pendelaufhängung selber nicht komplett von Temperaturempfindlichkeit befreibar ist, ist das ein ziemlich schwieriges Unterfangen - deshalb der Versuch einer aktiven Gangkorrektur was die Pendelperiode betrifft. Eine Quarzstange mit Null Ausdehnungskoeffizient war aus Bearbeitungs und Kostengründen nicht meine erste Wahl. Mal sehen wie es weitergehen wird, wenn ich wieder weitermache. Erste Versuche im Prototypenstadium waren erfolgversprechend. Pate des Designs und Inspiration war diese Webseite, dessen Author mir übrigens persönlich bekannt ist: https://ve6aqo.com/New2023/Roger%20Jelbert%20cHipp%20Toggle/cHipp_Toggle.htm Ich habe übrigens bei mir eine 1970er transistorierte TN Mutteruhr mit 0.5s Invarpendel und elektromagnetischen Antrieb in Betrieb. Die Auslenkung des Pendels wird durch eine elektromagnetische Sensoreinrichtung auf Basis eines HF-Oszillator dessen Schwingung beim Durchfahren eines Aluminiumwinkels aussetzt und so berührungslos die Pendelauslenkung erfasst, bewirkt. Diese Mutteruhr hat im Monat übrigens ein paar Sekunden Ganggenauigkeit. Die Pendelperiode lässt sich elektronisch durch Poti-Einstellung feinfühlig abgleichen. Siehe hier: https://clockdoc.org/gs/handler/getmedia.ashx?moid=33100&dt=3&g=1 Gerhard
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Nick schrieb: > Ich will dich nicht abhalten! Mach gerne weiter damit, das ist super > interessant. Aber deine Ziele sind zu hoch gesteckt. So ist es. ✔
Bernd F. schrieb: > Es geht also darum, ein stillstehendes Pendel bei einer Änderung > von 1-20 K Unterschied zu vermessen. Wie möchtest du denn die Temperatur in Kern des Pendels messen? Und ist sie überall gleich? 😂
Bleibt überhaupt die Gravitation konstant, in dem Bereich? Mond, Gezeiten, Seismisches Zeugs im Untergrund?
🍅🍅 🍅. schrieb: > Bleibt überhaupt die Gravitation konstant, in dem Bereich? > Mond, Gezeiten, Seismisches Zeugs im Untergrund? Natürlich nicht.
Bernd F. schrieb: > Nun kommt die Luftdichte ins Spiel, jede Änderung der Temperatur > ändert auch die Luftdichte. Das wirkt auf das Pendel. > > Um beide Faktoren getrennt zu betrachten, bräuchte ich ein Pendel > mit 0 Ausdehnungsfaktor. Man könnte alternativ die Luft durch andere Gase mit von Luft abweichender Dichte ersetzen. Ballongas (Helium) wäre eine Möglichkeit, Kohlendioxid eine andere. Eine Umhausung wird das Pendel sicher schon haben.
Bernd F. schrieb: > Da gibt es doch Michelson-Interferometer. Harald K. schrieb: >> Eine Sekunde Ungenauigkeit/Jahr= 1 Millionstel Millimeter. > > Man darf das ruhig Nanometer nennen. - https://de.wikipedia.org/wiki/Michelson-Interferometer - ...die erreichbare Auflösung in der Größenordnung der halben Wellenlänge des verwendeten Lichts liegt. Bei sichtbarem Laserlicht beträgt die Wellenlänge einige hundert Nanometer. Könnte eventuell eine interessante Herausforderung an den Grenzen des physikalisch machbaren sein für das ptb Braunschweig :-) Für "normalos" ist ein µm schon eine fast unüberwindbare Herausforderung, selbst mit Temperaturstabilisierten Räumlichkeiten usw. ist das schon nicht mehr einfach.
Wenn die Uhr bei den Weight Watchers auf dem Konferenztisch steht, geht sie während der Treffen langsamer.
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Wollvieh W. schrieb: > Wenn die bei den Weight Watchers auf dem Konferenztisch steht, > geht sie > während der Treffen langsamer. Müssen sie sich ein Stockwerk über oder unter der Uhr befinden?
Nur noch mal zur Klarstellung: Es geht um das einmalige Vermessen des kompletten Pendel im Stillstand. 10-20 Grad Unterschied sollten reichen. Mechanisch wird es halt um Größenordnungen ungenauer. Ein dickes Holzbrett als Basis. Pendelaufhängung und Aufnahme Meßgerät (Hier wäre das genau Mitte Pendelscheibe) festschrauben. Zusätzliche Isolierung mit 2 cm Styropor. Als Meßgerät eine Tausendstel-Messuhr. Mit Hebel wäre evtl. das Zehntausendstel Millimeter möglich. Den Kasten mit Styropor und Stegdoppelplatten umhausen. Haarfön dran und langsam erwärmen. (Nur das Pendel). Grüße Bernd
Die Dichte der Luft ist eigentlich egal, denn sie macht ja nur die Daempfung. Falls der Verstaerker zur Kompensation der Verluste eine Phasenverschiebung bringt kommt es allerdicng auf die Daempfung an. Die Pendelperiode misst man anders. Man laesst einen Counter durchgehend laufen und liest die Zaehlerstaende beim Durchgang aus. So gibt es keine Rundungsfehler, die Zaehlerdifferenzen, gemittelt ergeben dann eine zunehmend genauere Periode. Siehe Fraktional counter
Beitrag #8023454 wurde vom Autor gelöscht.
Nick schrieb: > Bernd F. schrieb: >> Material wird Glaskeramik >> (Ausdehnungsfaktor 0 (+- 0,5) ppm. > > Sei mir nicht böse, aber du übernimmst dich um mehrer Größenordnungen. > Nur mal biss Kontext: > 1 nm sind 1 * 10^-6 mm. Ein Druckerpapier hat 0.1 mm Dicke. Das teilst > du jetzt in 100000 gleich dicke Teile und bist schon bei 1 nm. Nicht mal > Faktor 10 weniger hast du den Atomdurchmesserbereich. > Wie willst du denn den Laser fixieren, dass er nicht um 1 nm verschoben > wird? Och, das geht schon ;-) https://de.wikipedia.org/wiki/LIGO
BirnKichler S. schrieb: > Wie möchtest du denn die Temperatur in Kern des Pendels messen? Und ist > sie überall gleich? 😂 Das ist im Grunde nicht relevant. Er muss nur warten, bis sich die Temperatur stabilisiert hat (sieht er am Zeiger) Er will nur feststellen, dass sich das Pendel bei Erwärmung nicht in der Länge ändert. Das erreicht man durch geeignete Kombination von zwei Materalien. Ulrich schrieb: > Man könnte alternativ die Luft durch andere Gase mit von Luft > abweichender Dichte ersetzen. Was soll das bringen? Wesentlich ist es, das Klima innerhalb der Umhausung konstant zu halten. Luftdichte, Feuchtigkeit und Temperatur. Käseglocke drüber (muss natürlich dicht sein) und Punkt 1 & 2 ist abgehakt. Temperatur gleicht er durch das Pendel aus. Nur unter den Taupunkt sollte die Temperatur nicht sinken. Das sieht er aber dann schnell. :-) Nachdem er sowieso schon Elektronik verwendet (Pfui Deibel) kann er auch noch heizen und sich dann einigen Aufwand sparen. Ist nur meine persönliche Meinung: Bei einer mechanischen Uhr darf keine Elektronik rein. Mechanisch einen riesen Aufwand treiben (nix dagegen!) und dann Elektronik-Krücken hinpappen. Ich denk schon, dass der TO das Durchhaltevermögen, den Willen und die Fähigkeiten hat etwas rein mechanisches hinzubekommen das dann auch sehr gut funktioniert. Entoder weder.
Pandur S. schrieb: > Die Pendelperiode misst man anders. Man laesst einen Counter durchgehend > laufen und liest die Zaehlerstaende beim Durchgang aus. So gibt es keine > Rundungsfehler, die Zaehlerdifferenzen, gemittelt ergeben dann eine > zunehmend genauere Periode. Siehe Fraktional counter Beim Lesen der Zählerstände muß immer einer übersprungen werden, um eine volle und nicht zwei halbe Perioden zu erfassen. Dem TO könnte ich leihweise ein Zählermodul mit STM32G431 zur Verfügung stellen, wozu aber eine schnelle Lichtschranke benötigt wird oder zumindest eine mit wenig 'Zittern' der Flanken. Vielleicht hat dazu jemand einen Vorschlag. Auch ohne 'fraktional' wird bei 1 s Messzeit jede Periode auf 8 Stellen genau angezeigt. GPS Stabilisierung ist möglich und sinnvoll. Die ganze Geschichte scheint mir zwar wie ein Anrennen gegen Windmühlen, aber warum nicht ;-)
Mi N. schrieb: > > Dem TO könnte ich leihweise ein Zählermodul mit STM32G431 zur Verfügung > stellen, wozu aber eine schnelle Lichtschranke benötigt wird oder > zumindest eine mit wenig 'Zittern' der Flanken. Vielleicht hat dazu > jemand einen Vorschlag. Warum wohl wird in der hier verlinkten Beitrag "Re: Das Hundertstausendstel Millimeter messen?" Beschreibung einer hochgenauen Pendelmessung keine Lichtschranke genommen? > Auch ohne 'fraktional' wird bei 1 s Messzeit jede Periode auf 8 Stellen > genau angezeigt. GPS Stabilisierung ist möglich und sinnvoll. Selbst wenn man nur auf eine µs genau messen würde ist das mit einer normalen Lichtschranke wohl kaum machbar, diese müsste dann im µm Bereich reproduzierbar auslösen.
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Bernd F. schrieb: > Als Meßgerät eine Tausendstel-Messuhr. Mit Hebel wäre evtl. > das Zehntausendstel Millimeter möglich. Ach so. Dann nimm doch einfach zehn Hebel… Ein Nanometer verhält sich zum Mikrometer deiner deiner Tausendstel-Meßuhr wie ein Millimeter zum Meter. Vergiß die Idee, das irgendwie mechanisch lösen zu wollen. Mein alter Prof an der Uni hat den Mikrometer mal so erklärt: wenn du dir mach dem Schxxxen den Arx mit den Fingern abwischst, und die aneinander reibst, ist das, was man danach noch riecht, ein Mikrometer… Du träumst von Nanometern. Optisch per Interferenz messen, oder gar nicht. Oliver
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Nick schrieb: > BirnKichler S. schrieb: >> Wie möchtest du denn die Temperatur in Kern des Pendels messen? Und ist >> sie überall gleich? 😂 > > Das ist im Grunde nicht relevant. Er muss nur warten, bis sich die > Temperatur stabilisiert hat (sieht er am Zeiger) Er will nur > feststellen, dass sich das Pendel bei Erwärmung nicht in der Länge > ändert. Das erreicht man durch geeignete Kombination von zwei > Materalien. > > Ulrich schrieb: >> Man könnte alternativ die Luft durch andere Gase mit von Luft >> abweichender Dichte ersetzen. > > Was soll das bringen? Wesentlich ist es, das Klima innerhalb der > Umhausung konstant zu halten. Luftdichte, Feuchtigkeit und Temperatur. > Käseglocke drüber (muss natürlich dicht sein) und Punkt 1 & 2 ist > abgehakt. Temperatur gleicht er durch das Pendel aus. > Nur unter den Taupunkt sollte die Temperatur nicht sinken. Das sieht er > aber dann schnell. :-) > Nachdem er sowieso schon Elektronik verwendet (Pfui Deibel) kann er auch > noch heizen und sich dann einigen Aufwand sparen. > > Ist nur meine persönliche Meinung: > Bei einer mechanischen Uhr darf keine Elektronik rein. Mechanisch einen > riesen Aufwand treiben (nix dagegen!) und dann Elektronik-Krücken > hinpappen. Ich denk schon, dass der TO das Durchhaltevermögen, den > Willen und die Fähigkeiten hat etwas rein mechanisches hinzubekommen das > dann auch sehr gut funktioniert. > Entoder weder. Rein mechanisch (Uhrwerk) ist ein großer Aufwand. Elektromechanische Pendeluhren gab es schon 1880. Hier hätte ich kein Problem, empfindliche Kontakte oder Relais gegen elektronische Komponenten zu tauschen. Deswegen wird das noch längst keine Quarzuhr. Lektüre: Electrical Timekeeping von F.Hope-Jones. Man ist ja auch in guter Gesellschaft, wenn man sich mit elektrischen Uhren beschäftigt: https://en.wikipedia.org/wiki/Charles_Wheatstone Grüße Bernd
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Bernd F. schrieb: > Elektromechanische Pendeluhren gab es schon 1880. OK, das würd ich auch für mich gelten lassen. Bernd F. schrieb: > Rein mechanisch (Uhrwerk) ist ein großer Aufwand. Herausforderung angenommen. :-) Nein, nicht ich. Ich find das Thema trotzdem sehr faszinierend. Insbes. was man vor 100++ Jahren Gehirnschmalz und Aufwand in das Thema gesteckt hat. War ja u.a. extrem wichtig für die Navigation. Und die Erkentnisse für die Astronomie erst ermöglicht. Ich könnte dir einen TESA TTA20 leihen. Das ist ein Anzeigegerät für induktive Wegaufnehmer. Auflösung 0.1 µm / Teilstrich. ABER! Ich hab keinen Wegaufnehmer zum Ausleihen. Und die sind inzwischen teuer geworden (200++ €). Ausleihdauer wäre kein Problem, ich hab nicht nur eines.;-) Schreib mir eine PN wenn du das leihen willst.
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Bernd F. schrieb: > Elektromechanische Pendeluhren gab es schon 1880. > Hier hätte ich kein Problem, empfindliche Kontakte oder Relais > gegen elektronische Komponenten zu tauschen. > Deswegen wird das noch längst keine Quarzuhr. Auch ein Quarz ist ein mechanisches Bauteil welches schwingt.
Hallo Bernd F., bevor Du Dein Projekt verfolgst, guck' mal, ob Du Literatur zu dem Herrn hier findest, das könnte Dir bei Deinem Projekt helfen: https://de.wikipedia.org/wiki/John_Harrison_(Uhrmacher) Meine Armbanduhr, auch als "Terroristenuhr" bekannt, läuft mit ca 3,5 Sekunden/Monat der PTB-Zeit voraus. Da ist die Sekunde Abweichung/Monat bei Harrison wirklich beeindruckend.
Dieter S. schrieb: > Warum wohl wird in der hier verlinkten > > Beitrag "Re: Das Hundertstausendstel Millimeter messen?" > > Beschreibung einer hochgenauen Pendelmessung keine Lichtschranke > genommen? Weil dort die ausklingende Auslenkung eines Pendels gemessen wird. Ein Messaufbau und das Ziel des Experimentes werden allerdings nicht beschrieben. Ich sehe nicht, wie dies dem TO nützen könnte. Beim TO soll die Amplitude des Pendels konstant bleiben und das Bewertungsintervall ist zunächst noch offen. Natürlich wäre es schön, mit Messung einer einzigen Periode die zeitliche Abweichung eines ganzen Jahres einschätzen zu können. So, wie ich die Sache einschätze, kann ein Messintervall auch 100 Sekunden oder 10 Minuten betragen. Der TO wird diesbezüglich eh Kompromisse eingehen müssen.
Mi N. schrieb: > > Weil dort die ausklingende Auslenkung eines Pendels gemessen wird. Ein > Messaufbau und das Ziel des Experimentes werden allerdings nicht > beschrieben. Ich sehe nicht, wie dies dem TO nützen könnte. Nach meinem Verständnis möchte der TO in möglichst kurzer Zeit feststellen wie genau die Pendeluhr ist, die gewünschte Genauigkeit soll im Bereich 1 s pro Jahr liegen. Das geht mit "normalen" Lichtschranken aber nicht, man braucht andere Messmethoden z.B. so wie in der verlinkten Messung. Ich habe vor einer Weile bei einer normalen Pendeluhr mit verschiedenen Lichtschranken aus dem Industriebereich für Maschienensteuerung gemessen, dabei kam man auf eine Streuung von etwa 1 ms je Pendelausschlag. Für die 1 s pro Jahr müsste man auf etwa 30 ns je Pendelausschlag genau messen.
> bevor Du Dein Projekt verfolgst, guck' mal, ob Du Literatur zu dem Herrn > hier findest, das könnte Dir bei Deinem Projekt helfen: > > https://de.wikipedia.org/wiki/John_Harrison_(Uhrmacher) Eben, der "Trick" dieses Herren um den vom Parlament ausgelobten Wettbewerb (Preisgeld: 20.000 £) um eine genau gehende Uhr zu gewinnen, lag u.a. darin eben kein Pendel als Periodenmass zu verwenden. Diese Erkenntnis ("Pendel ist hinsichtlich Genauigkeit und Praktikabilität Scheisse") war schon damals weit verbreitet und bspw. wichtige Erkenntnisse zum zeitlichen Verlauf der Erdbewegung gewann man erst nach Einführung der elektronischen quarzstabilisierten Uhr durch Rohde und Schwarz im Jahre 1938: https://www.tempusarte.com/post/rs-quarzuhrcfq-1
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Bernd F. schrieb: > Das Problem, daß alle Erbauer solcher Uhren haben ist: Warum überhaupt mechanische Uhren? Vollelektronische Uhren sind einfacher, genauer und lassen sich weniger stören... Ove M. schrieb: > Sonne, Mars, Jupiter …. Was ist mit der Venus? Die ist doch noch viel näher?
Dieter S. schrieb: > Ich habe vor einer Weile bei einer normalen Pendeluhr mit verschiedenen > Lichtschranken aus dem Industriebereich für Maschienensteuerung > gemessen, dabei kam man auf eine Streuung von etwa 1 ms je > Pendelausschlag. Die sind zu langsam und können intern mit im >= 10 kHz Bereich modulierten LEDs zur Störunterdrückung arbeiten. Für Steuerungen mit ms-Takt reicht das ja aus. Da ich selber daran Interesse habe, mal meine Pendeluhren zu kontollieren, hatte ich mich nach Laserlichtschranken umgesehen und Angebote mit deutlich schnellerer Reaktionszeit gesehen aber nicht weiter bezüglich Daten, Verfügbarkeit und Preis verfolgt. Aktuell fehlt mir allerdings die Zeit, das weiter zu verfolgen. Mit hoher Priorität perfektioniere ich gerade eine Fräskugel zur Reinigung meiner Abwasserleitung ;-)
Mi N. schrieb: > Dieter S. schrieb: > > Die sind zu langsam und können intern mit im >= 10 kHz Bereich > modulierten LEDs zur Störunterdrückung arbeiten. Für Steuerungen mit > ms-Takt reicht das ja aus. Ist mir bekannt, aber auch mit einer "klassischen" Lichtschranke aus IR-Diode und Photodiode hat sich am Ergebnis wenig geändert (dieser Aufbau kam in einem Test mit gepulster Ansteuerung der IR-Diode problemlos in den Bereich von 10 µs Streuung). Ich denke dass es an der räumlichen Auflösung der Lichtschranke liegt, die liegt wohl eher im Bereich von mm anstelle von µm.
Dieter S. schrieb: > Ich denke dass es an der > räumlichen Auflösung der Lichtschranke liegt, die liegt wohl eher im > Bereich von mm anstelle von µm. Ich würde sowas mit einer 2-Quadranten-Diode versuchen. Und dabei den Wechsel der beiden Signale auswerten. Falls es 2-Quadranten-Dioden gibt. Üblicher sind 4 Quadranten.
Die Diskussion über die Messung der Pendel hatten wir schon einmal Beitrag "Re: Datenlogger Pendeluhr"
Wenn man das Pendel aus einem Buntmetalll macht, könnte man das mit gelegentlichen kurzen Stromstössen in einem nahe anliegenden Elektromagnet beeinflussen. DC zum Abbremsen, passende AC in passend dazu angeordnetem Magnet zum Anschubsen.
Stephan S. schrieb: > Die Diskussion über die Messung der Pendel hatten wir schon einmal > Beitrag "Re: Datenlogger Pendeluhr" Ja, mit der Quintessenz, dass akustisch aufgenommenes, mechanisches Geticke, für eine genaue Zeitmessung nicht recht taugt. Was auch nicht verwundert, wenn man die verfügbare Bandbreite des Triggersignals betrachtet. Vorschläge, wie man optisch ein besseres Triggersignal erhält, werden ja auch scheinbar ignoriert. Ich fürchte mal, dass es mit der hochgenauen Messung der Pendellänge hier genauso endet.
Cartman E. schrieb: > Ich fürchte mal, dass es mit der hochgenauen Messung der Pendellänge > hier genauso endet. Das scheitert schon daran das der TO nicht in der Lage ist seine Pendellänge reproduzierbar, sagen wir mal, zehnmal ausreichend genau zu bestimmen. Also nicht nur die Messung anstoßen (Knöpfchen drücken, sondern die Messeinrichtung aufbauen, das Pendel einlegen und dann messen...
Cartman E. schrieb: > Ja, mit der Quintessenz, dass akustisch aufgenommenes, mechanisches > Geticke, für eine genaue Zeitmessung nicht recht taugt. Das das taugt beweisen Uhrmacher. Die verwenden sowas seit Jahrzehnten. Bernd schafft es halt nicht ein ordentliches Wav File aufzunehmen. Aber über die Messung einzelner Nanometer lässt sich halt viel schöner diskutieren :-) > Was auch nicht verwundert, wenn man die verfügbare Bandbreite des > Triggersignals betrachtet. Die Bandbreite sollte niedrig sein, sonst misst du nur das Rauschen. > Vorschläge, wie man optisch ein besseres Triggersignal erhält, > werden ja auch scheinbar ignoriert. Optisch könnte noch schlechter sein. Umgebungslicht- und Termperaturabhängigkeit. Magnetisch könnte genauer sein, und einfach in der Anwendung. Da braucht man nur einen kleinen Magneten auf das Pendel kleben.
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Udo K. schrieb: > Optisch könnte noch schlechter sein. Umgebungslicht- und > Termperaturabhängigkeit. mit IR ist das Umgebungslicht kein Problem, eine Temperatur-abhängigkeit einer optischer Abtastung sehe ich nicht > Magnetisch könnte genauer sein, und einfach in der Anwendung. Da > braucht man nur einen kleinen Magneten auf das Pendel kleben. Der Magnet am Pendel könnte aber durch umgebende Metalle beeinflusst werden und Hallgeber sind sehr langsam im Vergleich zu Photo-Dioden
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Stephan S. schrieb: > mit IR ist das Umgebungslicht kein Problem, eine Temperatur-abhängigkeit > einer optischer Abtastung sehe ich nicht Dann denk noch mal nach. > >> Magnetisch könnte genauer sein, und einfach in der Anwendung. Da >> braucht man nur einen kleinen Magneten auf das Pendel kleben. > > Der Magnet am Pendel könnte aber durch umgebende Metalle beeinflusst > werden und Hallgeber sind sehr langsam im Vergleich zu Photo-Dioden Einfach eine Luftspule.
Mi N. schrieb: > Da ich selber daran Interesse habe, mal meine Pendeluhren zu > kontollieren, hatte ich mich nach Laserlichtschranken umgesehen Früher reichte der Gong zur Tagesschau in der ARD um 20 Uhr.Oder man wählte die "117" Beim nächsten Ton ist es:
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BirnKichler S. schrieb: > Früher reichte der Gong zur Tagesschau in der ARD um 20 Uhr.Oder man > wählte die "117" Beim nächsten Ton ist es: Noch früher hat man einen Stock in die Erde gepiekt und geschaut wo der Schatten hinfällt. Wenn kein Schatten da war, war schlechtes Wetter und man ist im Bett geblieben. Das schöne an Hobbies ist halt, man darf sich mit Problemen beschäftigen, die man eigentlich gar nicht hat :-)
Udo K. schrieb: > Cartman E. schrieb: >> Ja, mit der Quintessenz, dass akustisch aufgenommenes, mechanisches >> Geticke, für eine genaue Zeitmessung nicht recht taugt. > > Das das taugt beweisen Uhrmacher. Die verwenden sowas seit Jahrzehnten. > Bernd schafft es halt nicht ein ordentliches Wav File aufzunehmen. Die sind doch schon froh, wenn sie eine Uhr mit ihren Schätzeisen auf das 1/86400 eines Tages genau justieren können. Was ja auch zur Bandbreite des Messaufnehmers passt. Schon ein richtiger Körperschallsensor hätte seinerzeit bessere Ergebnisse gebracht, als das so hochwertige ☺ Mikrofon. > Aber über die Messung einzelner Nanometer lässt sich halt viel schöner > diskutieren :-) Er könnte einfach die Atomlagen zählen... >> Was auch nicht verwundert, wenn man die verfügbare Bandbreite des >> Triggersignals betrachtet. > Die Bandbreite sollte niedrig sein, sonst misst du nur das Rauschen. Zu kurzsichtig gedacht. > Optisch könnte noch schlechter sein. Umgebungslicht- und > Termperaturabhängigkeit. Optisch hat man viel bessere Möglichkeiten ein scharfes Maximum bei der grössten(!) Pendelgeschwindigkeit zu erhalten. - Anwendung des Lichtzeigerprinzips analog zum Spiegelgalvanometer - Man könnte den Spiegel noch mit einem optischen Gitter aufwerten, der dass reflektierte Signal mit einem Chirp moduliert. Das wirkt etwa wie ein Nonius an einem Messschieber. - Infrarot 2 Quadrantensensor für eine einfache Maximumdetektrion. > Magnetisch könnte genauer sein, und einfach in der Anwendung. Da > braucht man nur einen kleinen Magneten auf das Pendel kleben. Luftspulen sind nur Luftnummern. ☺ Und nicht rückwirkungsfrei.
Cartman E. schrieb: >> Optisch könnte noch schlechter sein. Umgebungslicht- und >> Termperaturabhängigkeit. > > Optisch hat man viel bessere Möglichkeiten ein scharfes Maximum > bei der grössten(!) Pendelgeschwindigkeit zu erhalten. > - Anwendung des Lichtzeigerprinzips analog zum Spiegelgalvanometer > - Man könnte den Spiegel noch mit einem optischen Gitter aufwerten, Dann mach halt mal. > Luftspulen sind nur Luftnummern. ☺ > Und nicht rückwirkungsfrei. Klar sind die rückwirkungsfrei, wo warst du in Physik.
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Da könnte man genauso behaupten, dass Luftspulen sich bei Erwärmung ausdehnen und der Impuls dewegen an einem anderen Ort die Triggerschwelle überschreitet. ;-)
Manche Sachen funktionieren auch ohne Elektronik. Meine erste "Versuchsuhr" läuft auf ca. 1 Sekunde in 10 Tagen genau (Invarpendel). Wie überprüfe ich das? In meiner Werkstatt tickt ein Quarz- Schiffschronometer. Der schaltet recht laut mit einer Magnetspule jede Sekunde weiter. Genauso genau ist eine Quarzarmbanduhr aus der Schweiz. Die liegt daneben. Beide Werke unterscheiden sich nach einem Jahr um weniger als eine Sekunde. Mit der Auge-Ohr Methode (Springender Sekundenzeiger gegen Tick- geräusch) sind Abweichungen unter einer Sekunde feststellbar. Ob meine Kontrolluhren vor- oder nachgehen, spielt keine Rolle. Es geht nur um die Konstanz der mechanischen Uhr. Grüße Bernd
Bernd F. schrieb: > Manche Sachen funktionieren auch ohne Elektronik. > > Meine erste "Versuchsuhr" läuft auf ca. 1 Sekunde in 10 > Tagen genau (Invarpendel). Damit kennst du aber auch nur die mittlere Gangabweichung. Untauglich, wenn men kurzlebigere einzelne Einflussfaktoren untersuchen will. Wolltest du das nicht mal? Aber wenn du damit zufrieden bist.
Bradward B. schrieb: > Eben, der "Trick" dieses Herren um den vom Parlament ausgelobten > Wettbewerb (Preisgeld: 20.000 £) um eine genau gehende Uhr zu gewinnen, > lag u.a. darin eben kein Pendel als Periodenmass zu verwenden. > > Diese Erkenntnis ("Pendel ist hinsichtlich Genauigkeit und > Praktikabilität Scheisse") war schon damals weit verbreitet Fakenews. Zu jeder Zeit waren und sind die genauesten mechanischen Uhren Pendeluhren. Bei dem Wettbewerb ging es um eine genaue Schiffsuhr. Auf Schiffen sind Pendeluhren keine gute Idee.
R. L. schrieb: > Zu jeder Zeit waren und sind die genauesten mechanischen Uhren > Pendeluhren. Zu jener
BirnKichler S. schrieb: > R. L. schrieb: >> Zu jeder Zeit waren und sind die genauesten mechanischen Uhren >> Pendeluhren. > > Zu jener und heute? gibt es genauere mechanische Uhren?
R. L. schrieb: > BirnKichler S. schrieb: >> R. L. schrieb: >>> Zu jeder Zeit waren und sind die genauesten mechanischen Uhren >>> Pendeluhren. >> >> Zu jener > > und heute? > gibt es genauere mechanische Uhren? Nein. Wobei, Stimmgabel, mechanisch abgetastet, gibt es auch noch. Grüße Bernd
Udo K. schrieb: >> Luftspulen sind nur Luftnummern. ☺ >> Und nicht rückwirkungsfrei. > > Klar sind die rückwirkungsfrei, wo warst du in Physik. Alberne Polemik: Wenn in der Spule eine Spannung induziert wird, hat eine Wechselwirkung stattgefunden. Wechselwirkungen sind nie rückwirkungsfrei. Ausser im Quantenbereich. Und die viel interessantere Frage: Schätze doch mal ab, mit welchem Jitter/zeitlicher Auflösung, man die Pendeldauer einzelner Pendelperioden bestimmen kann.
Cartman E. schrieb: > Bernd F. schrieb: >> Manche Sachen funktionieren auch ohne Elektronik. >> >> Meine erste "Versuchsuhr" läuft auf ca. 1 Sekunde in 10 >> Tagen genau (Invarpendel). > > Damit kennst du aber auch nur die mittlere Gangabweichung. > Untauglich, wenn men kurzlebigere einzelne Einflussfaktoren > untersuchen will. Wolltest du das nicht mal? > > Aber wenn du damit zufrieden bist. Bisher hat es gereicht. Beim neuen Projekt "Präzisionspendeluhr" muss genauer gemessen werden. (Ich bin zu alt, um Monate oder Jahre zu beobachten). Grüße Bernd
Cartman E. schrieb: >> Klar sind die rückwirkungsfrei, wo warst du in Physik. > > Alberne Polemik: > Wenn in der Spule eine Spannung induziert wird, hat eine Wechselwirkung > stattgefunden. Wechselwirkungen sind nie rückwirkungsfrei. > Ausser im Quantenbereich. Noch einer der in Physik geschlafen hat. > Und die viel interessantere Frage: Schätze doch mal ab, mit welchem > Jitter/zeitlicher Auflösung, man die Pendeldauer einzelner > Pendelperioden bestimmen kann. 0.1 ppm oder 100 ns
Bernd F. schrieb: > Cartman E. schrieb: >> Bernd F. schrieb: >>> Manche Sachen funktionieren auch ohne Elektronik. >>> >>> Meine erste "Versuchsuhr" läuft auf ca. 1 Sekunde in 10 >>> Tagen genau (Invarpendel). >> >> Damit kennst du aber auch nur die mittlere Gangabweichung. >> Untauglich, wenn men kurzlebigere einzelne Einflussfaktoren >> untersuchen will. Wolltest du das nicht mal? >> >> Aber wenn du damit zufrieden bist. > > Bisher hat es gereicht. Beim neuen Projekt "Präzisionspendeluhr" > muss genauer gemessen werden. > (Ich bin zu alt, um Monate oder Jahre zu beobachten). > > Grüße Bernd Dann machen wir doch die Rechnung einfach einmal auf: 1 Jahr hat 31,536,000 Sekunden. Der Fehler für eine Gangabweichung von 1 Sekunde per Jahr, wäre der Kehrwert davon: 31,7 ns. Das ist für die Messung einer Periode ganz sicher etwas zu ambitioniert. Misst man über 1000 Schwingungen, werden daraus schon 31,7 µs. 1000 Schwingungen wären etwas mehr als eine Viertelstunde. Und dieser Wert von 31,7 µs wäre bei einer optischen Abtastung des Pendels durchaus realistisch erreichbar. Das geht leider nur mit Elektronik. ☺
Cartman E. schrieb: > 1 Jahr hat 31,536,000 Sekunden. Der Fehler für eine Gangabweichung > von 1 Sekunde per Jahr, wäre der Kehrwert davon: 31,7 ns. Ist sicher nicht zu ambitioniert.
Udo K. schrieb: > Cartman E. schrieb: >>> Klar sind die rückwirkungsfrei, wo warst du in Physik. >> >> Alberne Polemik: >> Wenn in der Spule eine Spannung induziert wird, hat eine Wechselwirkung >> stattgefunden. Wechselwirkungen sind nie rückwirkungsfrei. >> Ausser im Quantenbereich. > > Noch einer der in Physik geschlafen hat. > Was ist das für eine Aussage? >> Und die viel interessantere Frage: Schätze doch mal ab, mit welchem >> Jitter/zeitlicher Auflösung, man die Pendeldauer einzelner >> Pendelperioden bestimmen kann. > > 0.1 ppm oder 100 ns hmmm... womit?
Udo K. schrieb: >> Und die viel interessantere Frage: Schätze doch mal ab, mit welchem >> Jitter/zeitlicher Auflösung, man die Pendeldauer einzelner >> Pendelperioden bestimmen kann. > > 0.1 ppm oder 100 ns Glaube ich. [ ] Ich würde die Abschätzung mal als praxisfremd bezeichnen. In Anbetracht der geringen, in einer Luftspule induzierten Spannung, ist der durch das Rauschen enstehende Jitter ja schon grösser.
Cartman E. schrieb: > Ich würde die Abschätzung mal als praxisfremd bezeichnen. Du hast keine Ahnung.
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Dieter D. schrieb: > Bernd F. schrieb: >> Temperaturkompensation > > Mit etwas Nachdenken, kommt vielleicht auch eine Idee zur > Luftdruckkompensation. Da bin ich doch längst dran. Aber auch hier steht wieder das Problem im Raum: Stimmt die Temperaturkompension? Grüße Bernd
Bernd F. schrieb: > Aber auch hier steht wieder das Problem > im Raum: Stimmt die Temperaturkompension? Vor allem verändert sich die Luftdruckkompensation auch mit der Temperatur. Jetzt musst du die Längenänderungsmesserei mit einem zweiten Parameter, dem Luftdruck, durchführen. Die Luftfeuchte pfuscht dann auch noch rein...
Nick schrieb: > Bernd F. schrieb: >> Aber auch hier steht wieder das Problem >> im Raum: Stimmt die Temperaturkompension? > > Vor allem verändert sich die Luftdruckkompensation auch mit der > Temperatur. > Jetzt musst du die Längenänderungsmesserei mit einem zweiten Parameter, > dem Luftdruck, durchführen. Die Luftfeuchte pfuscht dann auch noch > rein. Das ist mir bekannt. Die Temperaturkompensation des Pendels muß evtl. angepasst werden. Also schneller, wenn warm. Grüße Bernd
Cartman E. schrieb: > 1000 Schwingungen wären etwas mehr als eine > Viertelstunde. Und dieser Wert von 31,7 µs wäre bei einer optischen > Abtastung des Pendels durchaus realistisch erreichbar. Was auch ich nicht im Hinterkopf hatte: das Pendel schwingt mit 0,5 Hz. Misst man jede Periode, so könnte man bei 500 Einzelwerten eine kleine Verbesserung mit linearer Regression gewinnen. Bleibt immer noch offen, welche (Laser-)Lichtschranke konkret geeignet ist.
Mi N. schrieb: > Cartman E. schrieb: >> 1000 Schwingungen wären etwas mehr als eine >> Viertelstunde. Und dieser Wert von 31,7 µs wäre bei einer optischen >> Abtastung des Pendels durchaus realistisch erreichbar. > > Was auch ich nicht im Hinterkopf hatte: das Pendel schwingt mit 0,5 Hz. Du bist ein schnell Merker Der TO schrieb im Eingangsposting: "Ich plane gerade eine Präzisionspendeluhr. Mit 0,5 Hz Pendel, ca. 1 Meter lang. Material wird Glaskeramik (Ausdehnungsfaktor 0 (+- 0,5) ppm."
> Manche Sachen funktionieren auch ohne Elektronik. > > Meine erste "Versuchsuhr" läuft auf ca. 1 Sekunde in 10 > Tagen genau (Invarpendel). Glück gehabt, das in den 10 d keine Müllabfuhr oder anderer Schwerlasttransporter vorbeigerumpelt kam. In 'ner Stadt quietscht aller 10 Minuten die Strassenbahn um die Kurve, dann scheppert das Geschirr im Schrank und vorbei es ist mit der Genauigkeit. > Wobei, Stimmgabel, mechanisch abgetastet, gibt es auch noch. Inzwischen hat aber auch die Laserabtastung erfunden, damit kann man Fensterscheiben zum Lauschangriff Mikrophonie missbrauchen. https://de.wikipedia.org/wiki/Lasermikrofon
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BirnKichler S. schrieb: > Du bist ein schnell Merker Das stimmt! Deinen Rechtschreibfehler habe ich daher sofort bemerkt. Die Anfrage des TO ist mir übrigens auch bekannt.
Ich hatte mal von Omma eine Standardstanduhr, die konnte ich mit Hausmitteln soweit einjustieren, dass sie ca 6 Wochen konstant lief. War mir genau genug.
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Thomas G. schrieb: > Ich hatte mal von Omma eine Standardstanduhr, die konnte ich mit > Hausmitteln soweit einjustieren, dass sie ca 6 Wochen konstant lief. War > mir genau genug. Ist normal, aber hier kein Thema. Bernd F. (metallfunk) baut besondere Uhren.
Thomas G. schrieb: > War mir genau genug. Na, immerhin kannst du dann eine analoge Uhr ablesen. Toll! Kann aber nicht Jeder (wie gendert man das richtig?): https://www.youtube.com/watch?v=n46YBENmxzc "Die Ablesenden hatten unterschiedliche Ergebnise, die aber alle für die jeweiligen Mensch*Innen richtig waren"
> Ich hatte mal von Omma eine Standardstanduhr, die konnte ich mit > Hausmitteln soweit einjustieren, dass sie ca 6 Wochen konstant lief. War > mir genau genug. Hausmittel ... Opa schrieb auf 'nen Zettel der an der Uhr klebte immer das Datum und den Gangunterschied zum Zeitsignal in den Radionachrichten wenn er mal wiederdie Rändelschraube um eine Position veränderte, in der Hoffnung so mal die richtige Position zu treffen... "Standard-uhr" war wohl damals ein Qualitätsbegriff (gemeint ist wohl eher "Normal-Uhr" also eine Uhr die das zZitnormal vorgibt) und kein Synonym für "Massenweise Consumerscheiss". https://de.wikipedia.org/wiki/Normaluhr In der Schweiz wurden die Normaluhren von einem Himmelsobservatorium ("Observatoire cantonal de Neuchâtel") gestellt. Irgendwas Astronomisches, Zeitpunkt des Höchstens Abstands über den Horizont oder Ähnliches. Die Schweizer waren ganz schön perplex, als sie feststellen mussten, das die Himmelsuhr auch nicht so konstant "tickt".
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Sag einmal, bei deinem vorletzten Projekt sind mir die Zeiger aufgefallen. 1. hast du die ausbalanziert? 2. hast du auch den Auftrieb der Zeiger berücksichtigt? Deshalb, weil sie so fürchterlich lang sind frage ich hier noch einmal nach.
BirnKichler S. schrieb: > Sag einmal, bei deinem vorletzten Projekt sind mir die Zeiger > aufgefallen. Meinst Du das hier? Beitrag "Datenlogger Pendeluhr"
Bernd F. schrieb: > Es geht also darum, ein stillstehendes Pendel bei einer Änderung > von 1-20 K Unterschied zu vermessen. Das ist nicht machbar, da ein Pendel - gerade in den Bereichen die du messen willst - nie still stehen kann. Anziehungskraft des Mondes, Erdachsrotation, Ausdenhung des Erdmantels über den Tagesverlauf zum Erdmittelpunkt... und noch viele andere Faktoren. Ein Pendel kann physikalisch auf der der Erde nicht still stehen. Thomas G. schrieb: > Ich hatte mal von Omma eine Standardstanduhr, die konnte ich mit > Hausmitteln soweit einjustieren, dass sie ca 6 Wochen konstant lief. War > mir genau genug. Dir ist bewusst WAS für Uhren der TO baut!? Er weiß schon wovon er spricht, glaub mir...
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Rene K. schrieb: > Ein Pendel kann > physikalisch auf der der Erde nicht still stehen. Man kann sich natürlich ein Monat daneben stellen und hoffen, dass zu den Mondeffekten noch die Erdachse kippt, ein Erdbeben kommt und das Messmittel altert. Oder 5 Minuten lang das Pendel erwärmen und dir die Schlaftabletten wegnehmen. Denn irgendwie scheint bei dir eine arge Zeitkrümmung vorzuliegen.
Nick schrieb: > Oder 5 Minuten lang das Pendel erwärmen und dir die Schlaftabletten > wegnehmen. Denn irgendwie scheint bei dir eine arge Zeitkrümmung > vorzuliegen. Eine Ausdehnung in 5 Minuten messen zu wollen... Da kann man es auch gleich sein lassen. Sowas wird in Langzeitmessungen mit wechselnden Bedingungen gemacht. "Eine Messung ist keine Messung!" Du arbeitest mit Sicherheit nicht in einem Labor, richtig?!
Rene K. schrieb: > Eine Ausdehnung in 5 Minuten messen zu wollen... Da kann man es auch > gleich sein lassen. Wenn er das Pendel erwärmst, dann ist es warm und änderte dadurch seine Länge. Was willst Du dabei noch abwarten? Zusätzlich ist es egal ob das Pendel vollständig durchgewärmt ist. Es geht ihm darum die Längenausdehnung auf Null zu bringen. Egal wie groß die tatsächliche Temperaturänderung (im sinnvollen Bereich) war.
Nick schrieb: > Wenn er das Pendel erwärmst, dann ist es warm Philosophie mit mangelhafter Grammatik vom kleinen Nick.
Klaus schrieb: > Philosophie mit mangelhafter Grammatik vom kleinen Nick. Geht das bei dir schon als wichtiger Beitrag zur Diskussion durch? Soll ich dir noch paar Vehler geben, an denen du dich aufgeilen kanst? Armer Tropf!
BirnKichler S. schrieb: > Sag einmal, bei deinem vorletzten Projekt sind mir die Zeiger > aufgefallen. > > 1. hast du die ausbalanziert? > 2. hast du auch den Auftrieb der Zeiger berücksichtigt? > > Deshalb, weil sie so fürchterlich lang sind frage ich hier noch einmal > nach. Der Sekundenzeiger ist gewuchtet. Minutenzeiger und Stundenzeiger nicht. Das spielt bei dieser Uhr auch keine Rolle. Die hat eine Schwerkrafthemmung mit konstanter Kraft. Das Räderwerk samt Zeigern hat keinen Einfluss auf die Antriebskraft des Pendels. Natürlich muss das auch sauber laufen, da es in einer Zehntelsekunde einen Hebel wieder anhebt. Der Zeitraum ist aber unkritisch, während des Anhebens gibt es keinen Kontakt zum Pendel. Luftdichte Änderungen sind nur beim Pendel interessant. Einerseits schwimmt das Pendel in der luft. Größere Luftdichte bedeuet mehr Auftrieb, das Pendel läuft schneller. Andererseits bremst größere Luftdichte auch das Pendel, es wird langsamer. Blöderweise hebt sich das nicht gegenseitig auf. Grüße Bernd
Bernd, im oben schon genannten Hinweis auf die Shortt Uhr https://en.wikipedia.org/wiki/Shortt%E2%80%93Synchronome_clock ist eine nette Literaturquelle: https://books.google.de/books?id=Lx0v2dhnZo8C Das Shortt Pendel ist in einem 'Vakuumrohr' (40 Pa, noch mit Handpunpe machbar)
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http://www.leapsecond.com/pages/atomic-bill/ Das wäre doch noch eine Idee für eine genaue Kontrolluhr :-) Grüße Bernd
Henrik V. schrieb: > im oben schon genannten Hinweis auf die Shortt Uhr > https://en.wikipedia.org/wiki/Shortt%E2%80%93Synchronome_clock Wahnsinn: 0,00231 ppm mechanisch
"Blöderweise hebt sich das nicht gegenseitig auf." Ist angeblich machbar - ich kann es leider nur nicht momentan mit Beweisen belegen. Durch gezielt größere Auslenkung des Pendels lässt sich der Einfluß der Luftdichte größtenteils kompensieren. Die Luftdichte ist bekanntlich vom Luftdruck und seiner Temperatur abhängig (ideales Gas Gesetz). Es war vielleicht ohnehin J. Harrison der mit diesem Konzept Versuche machte. Es gibt übrigens ein nützliches Buch über Pendel Design von Robert J. Matthys, "Accurate Clock Pendulums".
Gerhard O. schrieb: > Es gibt übrigens ein nützliches Buch über Pendel Design von Robert J. > Matthys, "Accurate Clock Pendulums". Dieses Buch kann man über https://academic.oup.com/book/9250/chapter-abstract/155940683?redirectedFrom=fulltext lesen, wenn man z.B. einen Leseausweis einer Universität hat Es gibt auch eine Vorschau bei Google Books https://books.google.com/books?id=cJZBbsuCZRQC&hl=de&source=gbs_ViewAPI
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Gerhard O. schrieb: > Es gibt übrigens ein nützliches Buch über Pendel Design von Robert J. > Matthys, > "Accurate Clock Pendulums". genau auf das hatte ich oben auch hingewiesen. Das werde ich mir mal als Fernleihe holen... Auch wenn ich kein Pendel bauen will...
Etwas zu John Harrison: https://www.theguardian.com/science/2015/apr/19/clockmaker-john-harrison-vindicated-250-years-absurd-claims Grüße Bernd
>> https://en.wikipedia.org/wiki/Shortt%E2%80%93Synchronome_clock > > Wahnsinn: 0,00231 ppm mechanisch Nö, Elektro-Mechanisch. Und unter Laborbedingungen. Auch in Deutschland, genaugenommen in Gräfelfing bei München hat es Präzessionspendeluhrbauer: https://www.erwinsattler.com/kollektion/praezisionspendeluhren/ Wobei dort doch eher der Weg der Schweizer Uhrenfabrikation gegangen ist, sauteurer repraesentativer Schmuck statt Messinstrument essentieller Notwendigkeit pragmatisch realisiert. Bei Sattler finden sich auch konstruktive Hinweise (bspw.: Luftdruckkompensation): * https://www.erwinsattler.com/magazin/meisterwerke-der-zeitmessung/ * https://www.erwinsattler.com/magazin/das-pendel-ein-praezises-mechanisches-schwingsystem/ * https://www.uhrenbausatz.de/wp-content/uploads/2020/03/Das_Buch_zur_Uhr_M4.pdf
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Im Bild sieht man die Genauigkeit einer Fedchenko und einer Shortt Uhr im Vergleich zu einer Quarzuhr. Die Fedchenko hat einen Offset von 48 ms/Tag. Die Shortt hat ein Temperaturproblemchen. Der Einfluss von Ebbe und Flut stimmt mit dem berechneten Einfluss gut überein. An einer Pendeluhr kann man die Mondstellung ablesen. Bei der Genauigkeitsangabe über muss man immer aufpassen, dass sich die Temperaturunterschiede Winter/Sommer und Tag/Nacht nicht aufheben. Mehr Details hier: http://leapsecond.com/hsn2006/pendulum-tides-ch5.pdf
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Mein Kollege hat in seiner Diss einen STM32F767ZI Evalboard mit einem U-Blox GPS zum Absolutzeitstempeln verheiratet. So ca. 40€ Hardware, sicher incl. Software irgendwo auf Gitlab (oä). Damit kann man Digitaleingänge auf ~40 ns zu UTC genau Zeitstempeln. Zeitstempel mit geschätzter Unsicherheit wird über Ethernet rausgeschickt. Nebenbei kann der auch über die div digitalen Schnittstellen i2c etc div Sensoren einlesen.. auch mit Zeitstempel, das war der eigentliche Zweck. Damit wären Luftdruck und Temperatur Feuchte etc auch gleich erfasst. https://oar.ptb.de/resources/show/10.7795/110.20251017 kurz: https://www.imeko.info/publications/tc22-2022/IMEKO-TC22-2022-054.pdf
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Henrik V. schrieb: > > So ca. 40€ Hardware, sicher incl. Software irgendwo auf Gitlab (oä). Vermutlich das hier: https://github.com/BeneSeePTB/Met4FoF-SmartUpUnit Nachtrag: Oder das (aktueller): https://github.com/BeSeeTek/Met4FoF-SmartUpUnit
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Meine erste Idee/Frage auf deinen Post: ist es nur "zum Spielen"? Oder "zeigen"? Nach dem Motto - schaut her, ich habe eine "PräzisionspendeluhrmitWahnsinnsKompensation". oder verfolgt es einen bestimmten Zweck? Quasi was ist das "Ziel" dieser Uhr....
Martin G. schrieb: > Quasi was ist das "Ziel" dieser Uhr.... So wie ich es verstehe, ist es einfach Bernds Hobby.
Klaus schrieb: > Martin G. schrieb: >> Quasi was ist das "Ziel" dieser Uhr.... > > So wie ich es verstehe, ist es einfach Bernds Hobby. Genau: Nur zum Spaß. Einfach kann jeder. Präzisionspendeluhr ist so, wie Formel 1/VW Golf. Da gab es so einen Scherz im Uhrmacherforum: Alles unter 5 Sekunden pro Jahr ist nur ein kinetisches Objekt. Grüße Bernd
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