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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Stoppuhr im Handel


Autor: Kreuzer Sebastian (Gast)
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Hallo,

hier gibt es ja oft Diskussionen über die Ungenauigkeit von Quarzen und 
Ostillatoren.

Wie aber machen das Stoppuhren für ein paar Euro die Zeit auf 1/100stel 
genau zu messen. Oder ist das nur ein Traumwert, für die der Stoppuhren 
Hersteller keine Garantie übernimmt?
Ich meine auch oft zu lesen "Quarzuhr", sind es dann generell auch 
Quarzstoppuhren, oder wie arbeiten die?

Wäre wichtig, bin dankbar um jede Antwort. Danke!

Autor: Falk (Gast)
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@Kreuzer Sebastian

> Wie aber machen das Stoppuhren für ein paar Euro die Zeit auf 1/100stel
> genau zu messen. Oder ist das nur ein Traumwert, für die der Stoppuhren
> Hersteller keine Garantie übernimmt?

Mal gerechnet?

Ein 0815 Quarz hat ohne Kalibrierung +/-50 ppm Abweichung. Macht nach 
10s (100m Sprint auf Weltnivau) gerade mal 0,5 ms (Millisekunden) 
Abweichung, das is 1/20tel der Auflösung.

Nach 2 1/2 Stunden (Marathon) beträgt die Abweichung gerade mal 0,45 
Sekunden. Damit können auch Weltmeister leben.

Durch Kalibrierung bekommt man den Fehler locker auf +/- 5ppm und 
weniger.

> Ich meine auch oft zu lesen "Quarzuhr", sind es dann generell auch
> Quarzstoppuhren, oder wie arbeiten die?

Ja, die haben nen Quarz. Meist 32,768 kHz.

MFG
Falk

Autor: marc989 (Gast)
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Ist abhängig von der Zeitspanne die du betrachtest.
Eine kleine Ungenauigkeit innerhalb einer sekunde fällt weit weniger 
auf, als wenn du diese Ungenauigkeit über viele jahre aufsummierst.
Denke bei der Stoppuhr spielen dann auch Einflüsse wie Batteriespannung 
(nicht konstant) und Temperatur eine Rolle.

Also alles relativ :-)

Marc

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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Die Armband-Quarzuhren haben fast einen thermostatisch beheizten Quarz. 
Die Körpertemperatur ist ja auf wenige zehntel Grad stabil. Bei Fieber 
oder wenn man die Uhr auf den Nachttisch legt, wird sie ungenauer.

Autor: Kreuzer Sebastian (Gast)
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@ falk

Also es dreht sich bei mir wircklich um eine Stoppuhr für 100m Läufer. 
Ist meine Facharbeit in Physik ist auch schon alles fertig funktioniert 
alles auch super (LCD,Lichtschranke,USB Schnittstelle).
Muss mich selbst loben ist wircklich gut geworden.

So jetzt hab ich nach dem praktischen letzte Woche den schriftlichen 
Teil erledigt und bin dann (ja ich weiß das hätt ich eigentlich als 
Erstes machen müssen ) bei der Bearbeitung des Punktes Timers 
erschrocken.

Wie kommt man nun auf die Differenzwerte bei der Berechnung, ich mach da 
nämlich was flasch irgendwie.

Beitrag "Was bedeutet +/- 30ppm"

Wäre nett wenn du mir kurz den rechenweg postest, am besten noch 
vielleicht an Tipp in welchem Buch des steht aber wenn die Rechnung klar 
is wäre das ja nich von nöten.

Ich benütze ein Quarz mit 7372800Hz

Wäre echt toll!

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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Das Standardwerk zu Quarzen ist hier kostenlos abrufbar:
http://www.axtal.com/info/buch.html
Ich kapiere aber deine Rechenprobleme nicht, das ist doch keine 
"Fehlerrate", sondern eine simple Abweichung der Frequenz vom Sollwert, 
die im Bereich von einigen 0,001 Prozent liegt, deshalb die ungewohntere 
ppm-Angabe

Autor: Karl heinz Buchegger (kbucheg)
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> Wie kommt man nun auf die Differenzwerte bei der Berechnung, ich mach da
> nämlich was flasch irgendwie.

Welche Berechnung meinst du denn?
In dem Thread sind eigentlich nur wirklich simple
'Prozentrechnungen', äh 'Promillerechnungen' enthalten.

(Bis auf deine Berechnung, dass deine Uhr in 60 Sekunden
maximal iregendwasE-10 falsch geht. Was ich ohne nachgerechnet
zu haben, für ein Gerücht oder einen Rechenfehler halte.
Wenn dein Quarz nicht mehr Genauigkeit hat als 30ppm
dann kann die komplette Uhr auch nicht mehr als 30ppm
haben (Spezialverfahren wie Mittelung u. dgl. mal
aussen vor. 30ppm von 60 sind aber sicher keine E-10)



Autor: Kreuzer Sebastian (Gast)
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Ja, kein Stress.
Bei der Sache steh ich echt ein wenig auf dem Schlauch. "ppm" hat mich 
total verwirrt aber langsam check ich es. hoff ich ;-)

nochmals danke .

Autor: Falk (Gast)
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@Christoph Kessler

> Die Armband-Quarzuhren haben fast einen thermostatisch beheizten Quarz.

Ähhh, du meinst durch den Körper beheizt? ;-)

> Die Körpertemperatur ist ja auf wenige zehntel Grad stabil. Bei Fieber

Naja, die KERNtemperatur vielleicht. Aber das Handgelenk? Mediziner vor.

@Karl heinz Buchegger

> 'Prozentrechnungen', äh 'Promillerechnungen' enthalten.

Promillerechnung ist immer gut! HICKS

> dann kann die komplette Uhr auch nicht mehr als 30ppm
> haben (Spezialverfahren wie Mittelung u. dgl. mal
> aussen vor. 30ppm von 60 sind aber sicher keine E-10)

E-10 Was? Jahre? ;-)

@Kreuzer Sebastian

In dem Thread ist doch schon alles erklärt. Du musst es nur noch 
verstehen ;-)

Ach ja

> Also hab jetzt fleißug gerechnet und Innerhalb 60 sekunden weicht die
> Zeit maximal 2,44 * 10^-10 sekunden ab , das reicht ;-)

> delta = t * ( (1/f0) - (1/fneu) )

Differenzen und Summen kürzen nur die ...

Aber als 10Klässler erklär ich dir jetzt nicht das kleine 1x1 und 
Prozentrechnung.
Thread nochmal in aller Ruhe lesen, drüber nachdenken, neu rechnen.

MfG
Falk

P.S. Sollte man nicht aber vorher mal drüber nachdenken, wie genau meine 
Zeitmessung werden kann, BEVOR ich was baue?

Autor: Christian (Gast)
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@Falk:

>> Die Körpertemperatur ist ja auf wenige zehntel Grad stabil.
> Naja, die KERNtemperatur vielleicht. Aber das Handgelenk? Mediziner vor.

Dazu muss man kein Mediziner sein, man merkt ja selber, wie stark die 
Hauttemperatur schwanken kann, gerade an den Extremitäten. Es ist nunmal 
nicht die Priorität des Körpers, die Temperatur an Händen und Füßen 
konstant zu halten, es gibt wichtigere Organe. Außerdem ist (zumindest 
bei meiner Uhr) der Quarz nicht thermisch mit dem Bodes des Gehäuses 
gekoppelt, so dass sich nicht einmal die Hauttemperatur sondern irgend 
ein anderer Wert einstellen wird.
Insofern halte ich die Geschichte mit der besonders akkuraten weil 
konstant temperierten Armbanduhr für ein Märchen. Eine Wanduhr in einem 
geheizten Zimmer dürfte ähnlichen Temperaturschwankungen ausgesetzt 
sein.

Etwas OT aber es passt hier gerade: Nicht einmal die 
Körperkerntemperatur ist derart konstant wie Christoph behauptet. Schaut 
Euch z.B. mal den Eintrag zur Körpertemperatur bei Wikipedia an: 
http://de.wikipedia.org/wiki/Körpertemperatur
Dort ist eine Grafik mit dem nächtlichen Verlauf aber auch tagsüber sind 
Variationen von >1 Grad drin, z.B. bei körperlicher Aktivität.

Autor: fieser Rahul (auch Oskar genannt) (Gast)
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>Aber als 10Klässler erklär ich dir jetzt nicht das kleine 1x1 und
>Prozentrechnung.

Du hast die Bruchrechnung vergessen...

Autor: Falk (Gast)
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@fieser Rahul

> Du hast die Bruchrechnung vergessen...

Ich rechne nicht mit Brüchen, nur mit dem Schlimmsten. ;-)

MFG
Falk

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Kreuzer Sebastian wrote:

> Wie aber machen das Stoppuhren für ein paar Euro die Zeit auf 1/100stel
> genau zu messen.

Die werden einfach kalibriert.

Nur so Quarz einlöten und dann denken, das ist genau, ist ein großer 
Irrtum.

Egal ob 32kHz oder 16MHz, ohne Abgleich ist alles nur Zufall.


Peter

Autor: Falk (Gast)
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@Peter Dannegger

> Wie aber machen das Stoppuhren für ein paar Euro die Zeit auf 1/100stel
> genau zu messen.

> Die werden einfach kalibriert.

Ja, das werden sie wohl, aber . . .

> Nur so Quarz einlöten und dann denken, das ist genau, ist ein großer
> Irrtum.

> Egal ob 32kHz oder 16MHz, ohne Abgleich ist alles nur Zufall.

Quark. Selbst +/-50 ppm wären für ne 100m Lauf Messung mehr als 
ausreichend. Siehe mein Posting.

MfG
Falk

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Ich hab schon lange eine DCF77-Armbanduhr, aber das mit dem Quarz meinte 
ich schon so, wenn man den Arm nicht gerade mantafahrermäßig in den 
Fahrtwind hält, wird sie auf einem ziemlich konstanten Temperaturniveau 
gehalten, vom Ärmel windgeschützt. Im geheizten Zimmer ist die 
Schwankung natürlich noch geringer. Verglichen mit den 
Temperaturschwankungen, denen eine Uhr im Freien ausgesetzt wäre.

Ich meine in den ersten Quarzuhren war noch ein Trimm-C drin, aber die 
sind vermutlich heute irgendwie digital oder mit Lasertrimmung 
abgleichbar.

Zum Abgleich gabs im letzten Elektor-Sonderheft eine Bauanleitung für 
eine "Zeitwaage". Im Prinzip eine Periodendauermessung des akustisch mit 
Piezopiepser als Mikrofon aufgenommenes Ticken der Uhr - vorausgesetzt 
sie hat eine analoge Anzeige mit mechanischem Schrittmotor.

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