Abfallfehler

[Optimist]

Gefunden unter Google - "Zeit wegwerfen" - ist das jetzt ein Abfallfehler in Bezug auf Uhren??? ( sorry - etwas OT)

https://de.123rf.com/photo_6066232_busi ... r-bin.html

[praezis]

Hallo,
hier lese ich öfter mit, habe mich aber jetzt auch angemeldet, um antworten zu dürfen.
Ich bin selbständiger Uhrmacher, einige werden mich auch aus anderen Foren kennen.

Zum Thema Abfallfehler:
Die Erklärung von Ralf war mir etwas zu hoch (anderen vielleicht nicht...), auch unverständlich (was ist "Phasenlage zwischen ... und Schwingung"?) aber ich denke, es war das gemeint, was wir unter 'Antrieb vor und nach der Mittellage' verstehen. Das eine beschleunigt, das andere verzögert. Sowas glaube ich auch aus dem Diagramm 2 zu lesen.

Bei einem Abfallfehler gibt es in jeder Schwingung abwechselnd sowohl zu frühen als auch zu späten Antrieb. Beide Effekte gleichen sich aber weitgehend aus, deshalb ist ein mäßiger A.F. belanglos, wie Bernd schon eindrücklich erklärte.

Im Handbuch eines Zeitwaage-Herstellers heisst es, die äusserste Grenze für den A.F. liege dort, "wo die Hemmung bei kraftlosem Antrieb gerade noch auf Hebung" steht. Bei einem Hemmungswinkel von 52° entspricht das einem Abfallfehler von ca. 16°, d.h. die Unruh steht in Ruhe um 16° aus der Mittellinie verdreht.

Nun wird bei den meisten Zeitwaagen der A.F. nicht in Grad sondern in Millisekunden angezeigt, was herzlich wenig über den wahren A.F. aussagt - ausser ziemlich groß oder ziemlich klein. Dieser ms-Wert ändert sich sowohl mit der Amplitude als auch der Schlagzahl - bei absolut gleichem A.F.

Hier mal drei Beispiele mit jeweils 3ms A.F.:

Bild 1: 28800 Ampl. 150°


Bild 2: 28800 Ampl. 300°
Obwohl in Bild 1+2 "ms" und der Abstand beider Linien identisch sind, ist der A.F. sehr unterschiedlich.


Bild 3: 18000 Ampl. 270°
Identischer A.F. wie Bild 1, obwohl die Diagrammlinien hier deutlich enger liegen.

Hoffentlich habe ich nicht für weitere Verwirrung gesorgt ...
Gruß,
Frank

[Ralf]

Achtung, jetzt müssen wir aufpassen, sonst verwirren wir wirklich die Mehrheit der Leser. Der Winkel, den Du jetzt einführst, mit den Beispielen 6° und 11, ist Winkel der Unruhe, also Auslenkung der Unruhe in der Totlage.

Für jede harmonische Schwingung gilt a = A sin (2 pi f t)

• a = Auslenkung zum Zeitpunkt t
  A = Amplitude (die maximale ...)
  f = Frequenz
  t = Zeit
  pi = 3,14...

(2 pi f t) ist auch ein Winkel, und das ist der Winkel, von dem ich geschrieben habe. Eigentlich ein Winkel in rad:
Für t = 0 ist a = 0, für t = pi/(2f) ist a = A, für t = pi/f wieder 0, dann für t = 3/(2 pi) = -A.
Für die, die nicht an rad gewöhnt sind liest sich das wirklich etwas blöde, es wird einfacher, wenn man die gewohnten Grad benutzt
Für 0° ist a = 0, für 90° ist a = A, für 180° ist wieder = 0 , dann für 270° ist a = -A, und bei 360° =0° geht alles wieder von vorne los.

Ich hol mal ein Diagramm aus der verlinkten FAQ nach hier:



Du schreibst über den Winkel auf der Y-Achse. Ich über den Winkel auf der X-Achse, nur nicht in ms, dann dann wird es abhängig von der Frequenz der Unruhe, sondern eben in der Einheit °Phase, damit die Frequenz sich raus kürzt (im Diagramm sind 250 ms = 2 pi = 360°).

Das mit dem >weitgehehend Ausgleichen< hatte ich bewusst rausgelassen. Das führt IMHO relativ schnell dazu, dass man die Sache mit der Asymmetrie des Impulse bei der Schweizer Ankerhemmung erklären muss. Deswegen ist man nicht genau an dem Punkt mit 90° Phasenlage im Diagramm, sondern etwas daneben, und die Steigung ist dort gekrümmt. Wie auch immer, da waren wir uns alle Bernd, Du und ich ja einig, es ist verdammt wenig, zu wenig, um sich darüber den Kopf zu zerbrechen, solange man nicht in Grössenordnungen vorstösst, die gravierende Effekte bei Amplitude oder Anlauf zur Folge haben.

(P.S. Edit Tippfehler, ich glaub, ich geh jetzt besser ins Bett, bevor ich noch mehr rein hau als raus mach)

[praezis]

Hallo Ralf,
war mir schon klar, dass Du vom Winkel auf der X-Achse sprachst, also 360° = 2 Pi = 1 Schwingungsperiode und nicht die Amplitude. Und hast recht, da kann man durcheinander kommen.
Mir gings u.a. darum, den von der Zeitwaage angebotenen Messwert mit der gebotenen Skepsis zu sehen.
Gruß,
Frank

[C300]

Danke für die ausführliche Antwort und Erklärung. So eine schöne Zeitwaagensoftware besitze ich nicht und frage auch, ob denn solche Signale tatsächlich "richtig" ausgewertet werden können.


Hängen solche Schwankungen mit einem Abfallfehler zusammen ?



Das Signal ist nur entsprechend verstärkt und gleichgerichtet. Die starken Schwankungen habe ich praktisch bei jedem Werk. Nun will / soll / muß ich auf 0,1 ms genau den Zeitpunkt bestimmen. Geht das nur über eine Mittelung? Je mehr ich lese und versuche zu verstehen um so undurchsichtiger wird es aber. Oder welche grundsätzlichen Denkfehler mache ich?

[praezis]

Hallo,
was meinst Du mit Schwankungen? Die Höhe der Impulse? Das ist normal, hat nichts mit dem Abfallfehler zu tun, hängt auch von Deiner Methode des Gleichrichtens ab.
Gruß,
Frank

[Frano]

Ich glaube, jetzt werden einige von uns auf Quartzuhren umsteigen

[C300]

Hallo Frank,

was soll die Gleichrichtung für einen Einfluß haben? Wir können das aber auch gerne über PN oder mail bereden, denn dann wird es sehr technisch und ganz schnell OT. Aber es geht auch im Forum, falls doch Interesse besteht.

[praezis]

Fürchte auch, das führt vom Thema weg. Evtl. neuer Faden? PN auch ok.
Gruß,
Frank

[Thomas H. Ernst]

Wir können das aber auch gerne über PN oder mail bereden, denn dann wird es sehr technisch und ganz schnell OT. Aber es geht auch im Forum, falls doch Interesse besteht.

Klar besteht Interesse. Das ist ja der Sinn des Forums.

[praezis]

was soll die Gleichrichtung für einen Einfluß haben?

Du kannst z.B. eine aktive Gleichrichter-Schaltung nehmen, Software oder eine einfache Diode. Bei letzterer wird das Signal um einen konstanten Betrag - die Durchfluss-Spannung - vermindert, die Schwankungen aber nicht.
Gruß,
Frank

[Ralf]

was soll die Gleichrichtung für einen Einfluß haben?

Du kannst z.B. eine aktive Gleichrichter-Schaltung nehmen, Software oder eine einfache Diode. Bei letzterer wird das Signal um einen konstanten Betrag - die Durchfluss-Spannung - vermindert, die Schwankungen aber nicht.
Gruß,
Frank

Ebenso die Abtastrate des Digitalwandlers. Je geringer die Abtastrate ist, um so geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass man einen Punkt in der Nähe des Maximalwerts erwischt.

[praezis]

Ebenso die Abtastrate des Digitalwandlers. Je geringer die Abtastrate ist, um so geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass man einen Punkt in der Nähe des Maximalwerts erwischt.

Richtig, das ist für die Schwankungen im gezeigten Diagramm wohl noch maßgebender.

Wenn schon das Signal gleichrichten, dann als Spitzengleichrichter: unverzögerter Anstieg, aber langsamerer Abfall mit einer best. Zeitkonstante. Das erhält die auszumessenden Flanken, erleichtert die Auswertung und erhöht stark die Chance, beim Abtasten das Maximum zu erwischen.

Gruß,
Franmk

[C300]

Hallo zusammen,

bevor es zu Spekulationen kommt, zeige ich hier meinen Vorverstärker für die Biburo Zeitwaage. Durch die Art der Gleichrichtung werden geringe Störgeräusche und Rauschen unterdrückt. Den Pegel kann man in weiten Grenzen anpassen.



Auch die JLC hat ein sehr unterschiedliches und variables Geräusch. Oh Wunder dass die Software das noch auswerten kann.



Verwunderte Grüße

[praezis]

Durch die Art der Gleichrichtung werden geringe Störgeräusche und Rauschen unterdrückt

Da sehe ich eher Nachteile, die Gleichrichtung würde ich komplett rauswerfen. Eine ordentliche Software kommt mit dem Natursignal zurecht.

Auch die JLC hat ein sehr unterschiedliches und variables Geräusch.

Wo nimmst Du das her? Sehe keine Gleichrichtung.

Oh Wunder dass die Software das noch auswerten kann.

Gang Auswerten ist da ja kein Problem. Zeigt sie auch noch Amplitude an?