AC kalibrierte Spannungsquelle - woher?

[Guido Speer]

Hallo,
ich habe in den vergangenen 40 Jahren Elektronikbasteln so einiges an
Messgeräten angeschafft und vieles auch selbst gebaut. Manches hat die Zeit
nicht überstanden, anderes wurde ausgemustert, da ja nur noch digital "in"
war. Um das Geraffel gelegentlich mal abzugleichen (besser: alle auf mein
Werkstattnormal zurück zu setzen) habe ich einige Spannungsnormale gebastelt
bzw gekauft. Zuletzt was kleines mit ICs von LT (5Volt und 10Volt) die
erreichbare Genauigkeit reicht für meine Bedürfnisse erstmal aus. Ich habe
das Teil mit den 5Volt in einem Institut (Potsdam) vergleichen lassen, Soll
5,0000Volt, Ist: 5,0007 Volt bei 20 Grad, ist doch brauchbar, oder?
Einzig den bei vielen (D)MMs vorhandenen AC-Bereich kann ich nicht so recht
kalibrieren. Mir steht da nix zur Verfügung. In besagtem Institut habe ich
mein Prema 6000 mal kalibrieren lassen, AC hatten die aber nicht gemacht
(hatte ich vergessen anzugeben). Das Ding zeigt etwa das gleiche an wie mein
Kontron 4040. Allerdings in den höheren Bereichen gibt es deutliche
Abweichungen. Dann habe ich noch andere DMMs und einige Röhrenvoltmeter (für
NF), da ist im AC-Bereich offensichtlich alles etwas gaga. Ok,
Eichanleitungen habe ich, doch kein AC-Normal. 1 und 10Volt AC wären schon
recht.
Was könnte man da als Amateur mit vertretbarem Aufwand machen?
Gruß
Guido
------------------------------------
http://www.guido-speer.de

[Peter Engels]

Hallo Guido,

Post by Guido Speer
Was könnte man da als Amateur mit vertretbarem Aufwand machen?

Ich bin ebenfalls Hobby-Bastler und würde den Weg über das Oszilloskop
wählen: Kalibrier den Oszi mit deinem 5V-DC-Normal. Anschließend ein
niederfrequentes Sinussignal einspeisen, so dass Ueff ebenfalls 5V
beträgt. Und damit kalibrierst du nun deine AC-Instrumente. Sehr genau
ist das natürlich nicht, aber für Analoggeräte sollte das reichen. Was
die Spannungsteiler dann in Abhängigkeit von der Frequenz noch
versauen, weißt du natürlich nicht.

MfG / Regards

Peter Engels

[Guido Speer]

Post by Peter Engels
Ich bin ebenfalls Hobby-Bastler und würde den Weg über das Oszilloskop
wählen: Kalibrier den Oszi mit deinem 5V-DC-Normal. Anschließend ein
niederfrequentes Sinussignal einspeisen, so dass Ueff ebenfalls 5V
beträgt. Und damit kalibrierst du nun deine AC-Instrumente. Sehr genau
ist das natürlich nicht, aber für Analoggeräte sollte das reichen. Was
die Spannungsteiler dann in Abhängigkeit von der Frequenz noch
versauen, weißt du natürlich nicht.

Halo Peter

Stimmt, sehr genau ist das nicht. wenn aber mein DMM einen AC-Messfehler von
0,5% hat, möchte ich zum Kalibrieren schon was hernehmen, das mindestens um
eine Größenordnung besser ist. Wenn ich dann noch bei 1000Hz abgleiche und
bei 100.000Hz den Frequenzgang kompensieren soll, muss das Normal bei beiden
Frequenzen schon die gleiche Ausgangsspannung ausgeben. Mit meinen Oszis mit
ca. 6cm Bildschirmhöhe versauen mir ja schon die Strichbreiten von Raster
und Signal einiges. Dann noch meine Augens, dat wird wohl nichts... ;-)

@MaWin
in meinem ex-DDR-Betrieb hatten die im Labor ein brandneues und hochgenaues
DMM aus volkseigener Produktion (Nummer weis ich nicht mehr) mit einem
Normalelement als Referenz. Das hat mir die Labormaus so erklärt und ich
hatte das noch Jahre später im Kopf (sie auch ;-))), doch immer die
Befürchtung, das sowas wie jede Zelle auch mal altert bzw. sich entlädt.
Woher bekommt man sowas heute und kostet?

Gruß
Guido

------------------------------------
http://www.guido-speer.de

[Rolf_Bombach]

Post by Guido Speer
in meinem ex-DDR-Betrieb hatten die im Labor ein brandneues und
hochgenaues DMM aus volkseigener Produktion (Nummer weis ich nicht mehr)
mit einem Normalelement als Referenz. Das hat mir die Labormaus so
erklärt und ich hatte das noch Jahre später im Kopf (sie auch ;-))),
doch immer die Befürchtung, das sowas wie jede Zelle auch mal altert
bzw. sich entlädt. Woher bekommt man sowas heute und kostet?

Weston-Normalelemente halten eigentlich "ewig". Ich hab noch
eine Anzahl, die sind sicher 50 Jahre alt. Nachteile:
- _Extrem_ hochohmig. Geht bei DMM nur im 2 V-Bereich, der ist
oft "elektrostatisch", erst die höheren Bereiche gehen über
Spannungsteiler.
- Abenteuerlicher Temperaturgang.
Nimm eine moderne Referenz, in Silizium geätzt. Beliebig
viel weniger Ärger.

[Harald Wilhelms]

Post by Rolf_Bombach
Weston-Normalelemente halten eigentlich "ewig". Ich hab noch
- _Extrem_ hochohmig. Geht bei DMM nur im 2 V-Bereich, der ist
oft "elektrostatisch", erst die höheren Bereiche gehen über
Spannungsteiler.

D.h. 10MOhm sind schon zu niederohmig?

Post by Rolf_Bombach
- Abenteuerlicher Temperaturgang.

Naja, 21° +- 2° sind auch im Haushaltsbereich leicht einzuhalten.

Post by Rolf_Bombach
Nimm eine moderne Referenz, in Silizium geätzt. Beliebig
viel weniger Ärger.

Ist klar, aber wenn man ein solches Element schon mal hat...

Post by Rolf_Bombach
Wenn die Elektronen so einfach im Vakuum rumfliegen,
ist das eine Trivialität. Allerdings ist es nicht einfach,
genau jedes zu erwischen. Ansonsten bin ich schon an das
Messen von Strom-"Peaks" von 0.3 Elektronen pro Sekunde
gewöhnt ;-).

Naja, um da auf 1A zu kommen, muss man aber lange zählen...

Post by Rolf_Bombach

Post by Harald Wilhelms
Zum Glück kann man den Strom
ja auch aus dem Quotienten von Spannung und
Widerstand errechnen. :-)

Ich glaub das lassen wir jetzt mal unkommentiert.

Nach einem Poster, das ich in der PTB gesehen habe,
ist das die z.Z. benutzte Methode für hohe Genauigkeit.
Gruss
Harald

[Rolf_Bombach]

Post by Harald Wilhelms

Post by Rolf_Bombach
Weston-Normalelemente halten eigentlich "ewig". Ich hab noch
- _Extrem_ hochohmig. Geht bei DMM nur im 2 V-Bereich, der ist
oft "elektrostatisch", erst die höheren Bereiche gehen über
Spannungsteiler.

D.h. 10MOhm sind schon zu niederohmig?

Die genaue Zahl kenne ich nicht :-), nur indirekt. Ich habe mal
die Spannung eines Weston-Elements von Anno 61 gemessen mit
drei Metex-M-4630 DVM. AFAIK haben diese Kisten _keinen_
hochohmigen 2 V Bereich, auch dort hängt der Spannungsteiler
dran. Müsste noch rauszukriegen sein. Hoffentlich habe ich die
Daten nicht vermasselt.

Ich messe:
1: 1.0108 V
2: 1.0104 V
3: 1.0101 V

Schliesse ich zwei Instrumente an, zeigt 2: 1.0094 V,
also geringfügig aber reproduzierbar weniger.

Post by Harald Wilhelms

Post by Rolf_Bombach
- Abenteuerlicher Temperaturgang.

Naja, 21° +- 2° sind auch im Haushaltsbereich leicht einzuhalten.

Wir reden hier ja von den ultimativen Absolutnormalen. Und
40uV/K liegt in der Grössenordnung der Drift moderner
Operationsverstärker (Hallo Makus?). *duck*

Kurzum, dachte ich auch. Unser Labor ist zwar ein Kellerloch
und leidet an Erdbeben [1], ist aber temperaturstabilisiert.
Die Zellenspannung driftete reichlich, was halt bei viel-
stelligen DVM auffällt. Aber Heisenberg sagt, Beobachtung
ändert die Messung, und das war es auch. Um die Zelle
genau zu beobachten, schwarzes Bakelit, hatte ich die 50W
Halogenwerkleuchte genau drübergewuchtet. Nachher ist man schlauer...

Post by Harald Wilhelms

Post by Rolf_Bombach

Post by Harald Wilhelms
Zum Glück kann man den Strom
ja auch aus dem Quotienten von Spannung und
Widerstand errechnen. :-)

Ich glaub das lassen wir jetzt mal unkommentiert.

Nach einem Poster, das ich in der PTB gesehen habe,
ist das die z.Z. benutzte Methode für hohe Genauigkeit.

Klingt nach Sansibar. Um den Widerstand zu bestimmen, hat
man den Strom bei bekannter Spannung gemessen. Anschliessend....
Ad inf im Kreis rum.

[1] Gefühlte 5.5 auf der Richterskala, auf oberrheinische
Erdbeben extrapoliert. Ein Bagger mit Hydraulikhammer bearbeitet
das Betonfundament zwecks Erweiterungsbaus. Die Erschütterungen
reichten aus, um Plastikkästchen mit Laserspiegeln vom Tisch
zu zittern, was wohl auch Spuren in der Budgetplanung hinterlassen
wird. In der Laborhalle wurde Gehörschutz knapp. Morgen muss ich
noch mal genauer nachsehen, jemand hat auf eine Belüftungsöffnung
hingewiesen, die gestern noch nicht da war.

[Harald Wilhelms]

Post by Rolf_Bombach

Post by Harald Wilhelms
D.h. 10MOhm sind schon zu niederohmig?

Die genaue Zahl kenne ich nicht :-), nur indirekt. Ich habe mal
die Spannung eines Weston-Elements von Anno 61 gemessen mit
drei Metex-M-4630 DVM. AFAIK haben diese Kisten _keinen_
hochohmigen 2 V Bereich, auch dort hängt der Spannungsteiler
dran. Müsste noch rauszukriegen sein. Hoffentlich habe ich die
Daten nicht vermasselt.
1: 1.0108 V
2: 1.0104 V
3: 1.0101 V
Schliesse ich zwei Instrumente an, zeigt 2: 1.0094 V,
also geringfügig aber reproduzierbar weniger.

Naja, genauer als 4 1/2-stellig verwende ich
im Privatbereich nicht. Und dafür extra einen Komparator
zu bauen, erscheint mir dann doch zu aufwändig.

Post by Rolf_Bombach

Post by Harald Wilhelms

Post by Rolf_Bombach
- Abenteuerlicher Temperaturgang.

Naja, 21° +- 2° sind auch im Haushaltsbereich leicht einzuhalten.

Wir reden hier ja von den ultimativen Absolutnormalen.

Siehe oben: 3 1/2 bis 4 1/2 stellig.

Post by Rolf_Bombach
Und 40uV/K liegt in der Grössenordnung der Drift moderner
Operationsverstärker (Hallo Makus?). *duck*

Du meinst so ertwas wie einen LM324? :-)

Post by Rolf_Bombach
Kurzum, dachte ich auch. Unser Labor ist zwar ein Kellerloch
und leidet an Erdbeben [1], ist aber temperaturstabilisiert.
Die Zellenspannung driftete reichlich, was halt bei viel-
stelligen DVM auffällt. Aber Heisenberg sagt, Beobachtung
ändert die Messung, und das war es auch. Um die Zelle
genau zu beobachten, schwarzes Bakelit, hatte ich die 50W
Halogenwerkleuchte genau drübergewuchtet. Nachher ist man
schlauer...

Tja, Temperaturmessungen sind sowieso eine spezielle Sache.
Früher hatte ich mal geglaubt, das wäre einfach.

Post by Rolf_Bombach

Post by Harald Wilhelms
Nach einem Poster, das ich in der PTB gesehen habe,
ist das die z.Z. benutzte Methode für hohe Genauigkeit.

Klingt nach Sansibar. Um den Widerstand zu bestimmen, hat
man den Strom bei bekannter Spannung gemessen. Anschliessend....
Ad inf im Kreis rum.

Naja, Widerstände kann man ja Dank v.Klitzig und
Spannungen dank Josephson recht genau messen.
Nur mit dem Strom ist man wohl noch am kämpfen. [1]
Wenn man eine Stromwaage nimmt , ist man wieder
von der Avogadro Konstante abhängig, mit der man
z.Z. ja auch kämpft. Aber eigentlich interessieren
mich diese Präzisionsmessungen nur am Rande. Ich bin
zwar Elektroniker, messe beruflich aber Nanometer.
Da ist man froh, wenn man eine Genauigkeit von 1%
hinkriegt.

[1] Wenn man alle drei Grössen einmal genau messen
kann, wird man ja vielleicht feststellen, das das
Ohmsche Gesetz gar nicht stimmt...
Gruss
Harald

[Guido Speer]

Post by Harald Wilhelms
[1] Wenn man alle drei Grössen einmal genau messen
kann, wird man ja vielleicht feststellen, das das
Ohmsche Gesetz gar nicht stimmt...
Gruss
Harald

Mach mich nicht fertig. Ich habe ewig gebraucht um das zu begreifen ;) ;) ;)
(ok, ist gut 40 Jahre her)

Guido

------------------------------------
http://www.guido-speer.de

[Rolf_Bombach]

Post by Harald Wilhelms

Post by Rolf_Bombach
1: 1.0108 V
2: 1.0104 V
3: 1.0101 V
Schliesse ich zwei Instrumente an, zeigt 2: 1.0094 V,
also geringfügig aber reproduzierbar weniger.

Ich glaub, ich kann Entwarnung geben. Die Instrumente
haben angeblich - das Manual ist ein Witz - eine Eingangs-
widerstand von 10 MOhm. Damit hätte die Zelle einen
Innenwiderstand von 10 kOhm, wenn ich mich jetzt nicht
vernudelt habe.

Post by Harald Wilhelms

Post by Rolf_Bombach
Und 40uV/K liegt in der Grössenordnung der Drift moderner
Operationsverstärker (Hallo Makus?). *duck*

Du meinst so ertwas wie einen LM324? :-)

709, 310, 741, 324, ...

Post by Harald Wilhelms
[1] Wenn man alle drei Grössen einmal genau messen
kann, wird man ja vielleicht feststellen, das das
Ohmsche Gesetz gar nicht stimmt...

Kein real existierender Widerstand erfüllt das Ohmsche
Gesetz.

[Dieter Wiedmann]

Post by Rolf_Bombach
Ich glaub, ich kann Entwarnung geben. Die Instrumente
haben angeblich - das Manual ist ein Witz - eine Eingangs-
widerstand von 10 MOhm.

Oha.

Post by Rolf_Bombach
Damit hätte die Zelle einen
Innenwiderstand von 10 kOhm, wenn ich mich jetzt nicht
vernudelt habe.

Sollte aber ehr bei wenigen hundert Ohm liegen.


Gruß Dieter

[Harald Wilhelms]

Post by Rolf_Bombach
Kein real existierender Widerstand erfüllt das Ohmsche
Gesetz.

Der Widerstand eines gewissen Herrn von Klitzing schon...
Gruss
Harald

[robert]

Post by Guido Speer
Hallo,
ich habe in den vergangenen 40 Jahren Elektronikbasteln so einiges an
Messgeräten angeschafft und vieles auch selbst gebaut. Manches hat die
Zeit nicht überstanden, anderes wurde ausgemustert, da ja nur noch
alle auf mein Werkstattnormal zurück zu setzen) habe ich einige
Spannungsnormale gebastelt bzw gekauft. Zuletzt was kleines mit ICs von
LT (5Volt und 10Volt) die erreichbare Genauigkeit reicht für meine
Bedürfnisse erstmal aus. Ich habe das Teil mit den 5Volt in einem
Institut (Potsdam) vergleichen lassen, Soll 5,0000Volt, Ist: 5,0007 Volt
bei 20 Grad, ist doch brauchbar, oder?
Einzig den bei vielen (D)MMs vorhandenen AC-Bereich kann ich nicht so
recht kalibrieren. Mir steht da nix zur Verfügung. In besagtem Institut
habe ich mein Prema 6000 mal kalibrieren lassen, AC hatten die aber
nicht gemacht (hatte ich vergessen anzugeben). Das Ding zeigt etwa das
gleiche an wie mein Kontron 4040. Allerdings in den höheren Bereichen
gibt es deutliche Abweichungen. Dann habe ich noch andere DMMs und
einige Röhrenvoltmeter (für NF), da ist im AC-Bereich offensichtlich
alles etwas gaga. Ok, Eichanleitungen habe ich, doch kein AC-Normal. 1
und 10Volt AC wären schon recht.
Was könnte man da als Amateur mit vertretbarem Aufwand machen?

Bei AC wackeln die DMM's ohnehin stark frequenzabhängig.
Bei 50Hz / moderate NF kannst Du das Signal mit einem 16bit
AD-Wandler sampeln und dann mit geeichter DC vergleichen.

Frage nebenbei: Wie baut man eigentlich eine
Ur-DC-Eichspannungsquelle - also das womit die IC-Hersteller und
Institute die Kalibrierung der Kalibrierten Spannungen herstellen
- ggf. selbst?

Grüsse
Robert

[MaWin]

Post by robert
Bei AC wackeln die DMM's ohnehin stark frequenzabhängig.
Bei 50Hz / moderate NF kannst Du das Signal mit einem 16bit AD-Wandler sampeln
und dann mit geeichter DC vergleichen.

Die DC sollte die Referenzspannung des ADC sein.

Post by robert
Frage nebenbei: Wie baut man eigentlich eine Ur-DC-Eichspannungsquelle - also
das womit die IC-Hersteller und Institute die Kalibrierung der Kalibrierten
Spannungen herstellen - ggf. selbst?

Das ist eine fortlaufende Wissenschaft, mit Millionen gesponsort,
PTB fragen, aber fuer Hobbyansprueche tuts wohl eine Weston-Zelle,
muss ja nicht RoHS konform sein.

[robert]

Post by MaWin

Post by robert
Bei AC wackeln die DMM's ohnehin stark frequenzabhängig.
Bei 50Hz / moderate NF kannst Du das Signal mit einem 16bit AD-Wandler sampeln
und dann mit geeichter DC vergleichen.

Die DC sollte die Referenzspannung des ADC sein.

So rum würd ich nicht blind drauf vertrauen. Einfach das
kalibrierte DC(-Rechteck) mit demselben Wandler sampeln.
Habe AD-Wandler gesehen, die bei der Ref.Spannung selbst ein paar
Digits weniger - oder andersrum einiges overflow (mehr als 1
Digitäquivalent herunterregelbar) ergeben.

Grüsse
Robert

[Winfried Salomon]

Hallo Robert,

Post by MaWin

Post by robert
Bei AC wackeln die DMM's ohnehin stark frequenzabhängig.
Bei 50Hz / moderate NF kannst Du das Signal mit einem 16bit
AD-Wandler sampeln und dann mit geeichter DC vergleichen.

Die DC sollte die Referenzspannung des ADC sein.

So rum würd ich nicht blind drauf vertrauen. Einfach das kalibrierte
DC(-Rechteck) mit demselben Wandler sampeln.
Habe AD-Wandler gesehen, die bei der Ref.Spannung selbst ein paar
Digits weniger - oder andersrum einiges overflow (mehr als 1
Digitäquivalent herunterregelbar) ergeben.

einen Rechteck zum Kalibrieren in einem Abtastsystem (egal wie genau)
würde ich wegen des Abtastheorems nicht nehmen, oder Du müßtest Dir
Gedanken machen, wie das mit der mittleren Leistung über einen größeren
Zeitbereich ist. Sogar ein Sinus wird bei der Abtastung stark verzerrt,
die Signalkomponente wird auch hier durch die sin(x)/x-Verzerrung stark
gedämpft, also müßtest Du zum Kompensieren noch die Frequenz genau
messen wegen x= omega*t.

Schau Dir mal ein reales abgetastetes Signal an, das ist extrem verzerrt
mit komplizierten Schwebungen, umso schlimmer, je näher Du an der halben
Abtastfrequenz bist.

Den Offset des AD-Wandlers kannst Du, solange er konstant bleibt,
natürlich leicht herauskalibrieren.

mfg. Winfried

[robert]

Post by Winfried Salomon
Hallo Robert,

Post by MaWin

Post by robert
Bei AC wackeln die DMM's ohnehin stark frequenzabhängig.
Bei 50Hz / moderate NF kannst Du das Signal mit einem 16bit
AD-Wandler sampeln und dann mit geeichter DC vergleichen.

Die DC sollte die Referenzspannung des ADC sein.

So rum würd ich nicht blind drauf vertrauen. Einfach das kalibrierte
DC(-Rechteck) mit demselben Wandler sampeln.
Habe AD-Wandler gesehen, die bei der Ref.Spannung selbst ein paar
Digits weniger - oder andersrum einiges overflow (mehr als 1
Digitäquivalent herunterregelbar) ergeben.

einen Rechteck zum Kalibrieren in einem Abtastsystem (egal wie genau)
würde ich wegen des Abtastheorems nicht nehmen, oder Du müßtest Dir
Gedanken machen, wie das mit der mittleren Leistung über einen größeren
Zeitbereich ist. Sogar ein Sinus wird bei der Abtastung stark verzerrt,
die Signalkomponente wird auch hier durch die sin(x)/x-Verzerrung stark
gedämpft, also müßtest Du zum Kompensieren noch die Frequenz genau
messen wegen x= omega*t.
Schau Dir mal ein reales abgetastetes Signal an, das ist extrem verzerrt
mit komplizierten Schwebungen, umso schlimmer, je näher Du an der halben
Abtastfrequenz bist.
Den Offset des AD-Wandlers kannst Du, solange er konstant bleibt,
natürlich leicht herauskalibrieren.

Es geht ja um sehr niedrige Frequenzen beim AC weit unterhalb der
Abtastfrequenz. Und die geeichte DC(-"Rechteck" :-) ) gibt man auf
auf manueller Zeitskala drauf.
Wie es bei hohen Frequenzen dann alles verschwimmt, würde man dann
sehen. Ab 20kHz wird ein DMM sowieso nix sinnvolles (mit 2% oder
so) mehr anzeigen. Bei HF hat Spannung an sich wegen
dielektrischer Feld-Effekte kaum mehr eine präzise Bedeutung -
d.h. anderes Thema EM-Leistungsmessung.

Grüsse
Robert

[MaWin]

Post by robert

Post by MaWin
Die DC sollte die Referenzspannung des ADC sein.

So rum würd ich nicht blind drauf vertrauen.

Eine Referenzspannung heisst Referenzspannung weil sie die Referenz ist,
und ein 16 bit D/A zerhackt die in +/- 1/32768 Stueckchen.
Wenn es kein Audio-DAC ist, sondern messtauglich, stimmt das auch auf's
1/32768-tel.

Anspruchsvoller ist der analoge Ausgangstreiber, der dem Sinus so exakt
folgen muss, vor allem bei mehr als 50 Hz.

Post by robert
Habe AD-Wandler gesehen, die bei der Ref.Spannung selbst ein paar Digits
weniger - oder andersrum einiges overflow (mehr als 1 Digitäquivalent
herunterregelbar) ergeben.

Audio-DACs.

Post by robert
Einfach das kalibrierte DC(-Rechteck) mit demselben Wandler sampeln.

Das muss nicht funktionieren, je nach Messgeraet mag das nur Sinus mit
geringstem Klirrfaktor.

[Harald Wilhelms]

Post by robert

Post by Guido Speer
Hallo,
ich habe in den vergangenen 40 Jahren Elektronikbasteln so einiges an
Messgeräten angeschafft und vieles auch selbst gebaut. Manches hat die
Zeit nicht überstanden, anderes wurde ausgemustert, da ja nur noch
alle auf mein Werkstattnormal zurück zu setzen) habe ich einige
Spannungsnormale gebastelt bzw gekauft. Zuletzt was kleines mit ICs von
LT (5Volt und 10Volt) die erreichbare Genauigkeit reicht für meine
Bedürfnisse erstmal aus. Ich habe das Teil mit den 5Volt in einem
Institut (Potsdam) vergleichen lassen, Soll 5,0000Volt, Ist: 5,0007 Volt
bei 20 Grad, ist doch brauchbar, oder?
Einzig den bei vielen (D)MMs vorhandenen AC-Bereich kann ich nicht so
recht kalibrieren. Mir steht da nix zur Verfügung. In besagtem Institut
habe ich mein Prema 6000 mal kalibrieren lassen, AC hatten die aber
nicht gemacht (hatte ich vergessen anzugeben). Das Ding zeigt etwa das
gleiche an wie mein Kontron 4040. Allerdings in den höheren Bereichen
gibt es deutliche Abweichungen. Dann habe ich noch andere DMMs und
einige Röhrenvoltmeter (für NF), da ist im AC-Bereich offensichtlich
alles etwas gaga. Ok, Eichanleitungen habe ich, doch kein AC-Normal. 1
und 10Volt AC wären schon recht.
Was könnte man da als Amateur mit vertretbarem Aufwand machen?

Bei AC wackeln die DMM's ohnehin stark frequenzabhängig.
Bei 50Hz / moderate NF kannst Du das Signal mit einem 16bit
AD-Wandler sampeln und dann mit geeichter DC vergleichen.
Frage nebenbei: Wie baut man eigentlich eine
Ur-DC-Eichspannungsquelle - also das womit die IC-Hersteller und
Institute die Kalibrierung der Kalibrierten Spannungen herstellen

Da nimmt man ein sog. Josephson-Spannungsnormal.
Dies liefert eine von einer eingestrahlten Mikrowelle
abhängige Gleichspannung im mV-Bereich. Vergleiche im
Voltbereich macht man, indem man entsprechend viele
Josephson-Elemente in Reihe schaltet. Wechselspannungen
misst man, indem man einen Wechselspannungs-
Gleichspannungs-Transfer macht.
Gruss
Harald

[Oliver Bartels]

On Mon, 23 Jul 2007 00:00:25 +0200, robert

Post by robert
Frage nebenbei: Wie baut man eigentlich eine
Ur-DC-Eichspannungsquelle - also das womit die IC-Hersteller und
Institute die Kalibrierung der Kalibrierten Spannungen herstellen
- ggf. selbst?

Schaust Du hier:
http://www.ptb.de/de/org/2/26/index.htm
http://www.ptb.de/de/org/2/Inhalte/Josephson/_josephs.htm

Das nette am Josephson-Effekt ist, dass man nur
eine Frequenz reinsteckt und eine Spannung
dabei rauskommt. Die Frequenz (bzw. Zeit) ist
Basiseinheit und stammt entsprechend ihrer
Definition von einer Cs-Atomuhr.

Der Rest sind Naturkonstanten, wobei die leider
nicht mit _der_ Genauigkeit bekannt sind, welche
der Josephson Effekt und moderne Atomuhren bringen.

Denn Spannung ist u.a. Leistung durch Strom, ergo
gibt sich

Einheit U (Volt,SI) = W / A = (kg m^2) / (s^3 A)

Einer bzw. der Übeltäter bezüglich der Naturkonstanten
im SI System heißt Urkilogramm, die Einheit der Masse ist
noch immer an dem komischen Platin-Zylinder festgemacht,
und man vermutet, dass er in den letzten Jahrzehnten
seine Masse leicht verändert hat. Für die anderen
Basiseinheiten gibt es prototypunabhängige Definitionen.
Derzeit wird mit Hochdruck daran gearbeitet, eine neue
Definition für die Einheit der Masse zu finden, welche nicht
mehr von dem einen Ur-Exemplar abhängig ist.

Bis dahin muss man damit leben, dass man die
Spannung zwar sehr genau messen kann, aber ab
einer gewissen Stellenzahl eine Unsicherheit bzgl.
der Kalibrierung gegen die anderen Basiseinheiten
besteht.

Mit Hobbymitteln hast Du da eher schlechte Karten,
weil die Spannung keine Basiseinheit ist, d.h. sie
wird auf andere physikalische Größen.
Machbar sind wohl bestimmte galvanische Elemente,
von denen man recht genau weiß, wo ihre Spannung
(in etwa ;-) liegt.

Gruß Oliver

[Harald Wilhelms]

Post by Oliver Bartels
Einer bzw. der Übeltäter bezüglich der Naturkonstanten
im SI System heißt Urkilogramm, die Einheit der Masse ist
noch immer an dem komischen Platin-Zylinder festgemacht,
und man vermutet, dass er in den letzten Jahrzehnten
seine Masse leicht verändert hat.

Es ist so, das es ja neben dem "echten" Urkilogramm in
Paris noch viele andere in den anderen Ländern gibt.
Das Problem ist nun, das sich in Vergleichsmessungen
herausgestellt hat, das das Verhältnis der Gewichte
dieser Prototypen nicht mehr stimmt. Man kann aber
nicht sagen, welcher der Prototypen sich nun verändert
hat. Die Zeiten, das die Franzosen gesagt haben, unser
Prototyp ist richtig und alle anderen snd falsch,
sind zum Glück vorbei.

Post by Oliver Bartels
Für die anderen
Basiseinheiten gibt es prototypunabhängige Definitionen.
Derzeit wird mit Hochdruck daran gearbeitet, eine neue
Definition für die Einheit der Masse zu finden, welche nicht
mehr von dem einen Ur-Exemplar abhängig ist.

M.W. gilt das aber auch für die Einheit Strom.

Post by Oliver Bartels
Bis dahin muss man damit leben, dass man die
Spannung zwar sehr genau messen kann, aber ab
einer gewissen Stellenzahl eine Unsicherheit bzgl.
der Kalibrierung gegen die anderen Basiseinheiten
besteht.

Das Problem besteht aber in der gesamten Messtechnik.
Man kann nie eine 100% ige Genauigkeit erzielen.
Im Endeffekt wird die Grösse von verschiedenen
Naturkonstanten, wie z.B. der Avogadro-Konstante,
die für die Definition des kg gebraucht wird, auf
internationalen Konferenzen festgelegt

Post by Oliver Bartels
Mit Hobbymitteln hast Du da eher schlechte Karten,
weil die Spannung keine Basiseinheit ist, d.h. sie
wird auf andere physikalische Größen.
Machbar sind wohl bestimmte galvanische Elemente,
von denen man recht genau weiß, wo ihre Spannung
(in etwa ;-) liegt.

M.W. beträgt die Leerlauf-Spannung einer neuen Zink-
Kohle-Monozelle 1,64 Volt mit einer Abweichung von
weniger als 1%. Das reicht schon für die meisten Hobby-
Kalibrierzwecke. Wer es genauer will, kann sich ja mein
Weston-Normalelement ausleihen. Ausserdem kann man ja
auch die Dienste des Deutschen Kalibrierdienstes (DKD)
in Anspruch nehmen. Das ist natürlich kosetenpflichtig.
Gruss
Harald

[MaWin]

Post by Oliver Bartels
Einer bzw. der Übeltäter bezüglich der Naturkonstanten
im SI System heißt Urkilogramm, die Einheit der Masse ist
noch immer an dem komischen Platin-Zylinder festgemacht,
und man vermutet, dass er in den letzten Jahrzehnten
seine Masse leicht verändert hat.

So etwas habe ich gerade ueber das Weston-Element gelesen:
urspruenglich: 1.0191V bei 20 GradC
USA: 1.0183V bei 20 GradC
Deutschland: 1.01865V bei 20 GradC
Haeh? Was soll das ? Gleiche Materialen unter gleichne Bedingungen
sollen unterschiedliche Werte ergeben ? Ja, wenn man Umrechnung
genauer macht (1.0191 nach 1.01865) mag das gehen, aber jedes Land
macht sien eigenes Volt?
(tiefergehende Infos meist hinter obskuren Pay-Physikartikel-Protalen
versteckt, protektionistisches Gehabe von Grundlagenphysikern gehoert
eigentlich in die Steinzeit verbannt.)

[robert]

Post by MaWin

Post by Oliver Bartels
Einer bzw. der Übeltäter bezüglich der Naturkonstanten
im SI System heißt Urkilogramm, die Einheit der Masse ist
noch immer an dem komischen Platin-Zylinder festgemacht,
und man vermutet, dass er in den letzten Jahrzehnten
seine Masse leicht verändert hat.

urspruenglich: 1.0191V bei 20 GradC
USA: 1.0183V bei 20 GradC
Deutschland: 1.01865V bei 20 GradC
Haeh? Was soll das ? Gleiche Materialen unter gleichne Bedingungen
sollen unterschiedliche Werte ergeben ? Ja, wenn man Umrechnung
genauer macht (1.0191 nach 1.01865) mag das gehen, aber jedes Land
macht sien eigenes Volt?
(tiefergehende Infos meist hinter obskuren Pay-Physikartikel-Protalen
versteckt, protektionistisches Gehabe von Grundlagenphysikern gehoert
eigentlich in die Steinzeit verbannt.)

D.h. es reicht nicht mal aus um ein einfaches 3 1/2 stelliges
Voltmeter auf die letzten 2 Digit zu eichen?

Grüsse
Robert

[Harald Wilhelms]

Post by robert
D.h. es reicht nicht mal aus um ein einfaches 3 1/2 stelliges
Voltmeter auf die letzten 2 Digit zu eichen?

In einer solchen Diskussion solltest Du wenigstens
die Unterschiede zwischen "Eichen" und "Kalibrieren"
beachten. Eine elektrische Spannung wird nie geeicht.
Gruss
Harald

[robert]

Post by Harald Wilhelms

Post by robert
D.h. es reicht nicht mal aus um ein einfaches 3 1/2 stelliges
Voltmeter auf die letzten 2 Digit zu eichen?

In einer solchen Diskussion solltest Du wenigstens
die Unterschiede zwischen "Eichen" und "Kalibrieren"
beachten. Eine elektrische Spannung wird nie geeicht.

Aber ein Voltmeter kann geeicht werden. Der Unterschied liegt nur
in der Anerkennung durch eine höhere Instanz. Praktisch verwendet
man die Begriffe stufenlos.

Grüsse
Robert

[Harald Wilhelms]

Post by robert

Post by Harald Wilhelms
In einer solchen Diskussion solltest Du wenigstens
die Unterschiede zwischen "Eichen" und "Kalibrieren"
beachten. Eine elektrische Spannung wird nie geeicht.

Aber ein Voltmeter kann geeicht werden.

Nein, da die elektrische Spannung keine
eichfähige Grösse ist.

Post by robert
Der Unterschied liegt nur
in der Anerkennung durch eine höhere Instanz.

Nein. "Eichen" tun nur Eichämter. Und das typisch
nur Geräte, bei denen im Endeffekt Geld fliesst.
Die "höhere Instanz" PTB kann z.B. nicht eichen.

Post by robert
Praktisch verwendet
man die Begriffe stufenlos.

Ja, das Wort "Eichen" wird leider sehr oft
falsch verwendet.
Gruss
Harald

[Dieter Wiedmann]

Post by MaWin
urspruenglich: 1.0191V bei 20 GradC
USA: 1.0183V bei 20 GradC
Deutschland: 1.01865V bei 20 GradC
Haeh? Was soll das ? Gleiche Materialen unter gleichne Bedingungen
sollen unterschiedliche Werte ergeben ? Ja, wenn man Umrechnung
genauer macht (1.0191 nach 1.01865) mag das gehen, aber jedes Land
macht sien eigenes Volt?

So war das tatsächlich mal, aber man hatte sich schon lange auf die
1.01865V geeinigt.


Gruß Dieter

[robert]

Post by Harald Wilhelms

Post by Oliver Bartels
Einer bzw. der Übeltäter bezüglich der Naturkonstanten
im SI System heißt Urkilogramm, die Einheit der Masse ist
noch immer an dem komischen Platin-Zylinder festgemacht,
und man vermutet, dass er in den letzten Jahrzehnten
seine Masse leicht verändert hat.

Es ist so, das es ja neben dem "echten" Urkilogramm in
Paris noch viele andere in den anderen Ländern gibt.
Das Problem ist nun, das sich in Vergleichsmessungen
herausgestellt hat, das das Verhältnis der Gewichte
dieser Prototypen nicht mehr stimmt. Man kann aber
nicht sagen, welcher der Prototypen sich nun verändert
hat. Die Zeiten, das die Franzosen gesagt haben, unser
Prototyp ist richtig und alle anderen snd falsch,
sind zum Glück vorbei.

Post by Oliver Bartels
Für die anderen
Basiseinheiten gibt es prototypunabhängige Definitionen.
Derzeit wird mit Hochdruck daran gearbeitet, eine neue
Definition für die Einheit der Masse zu finden, welche nicht
mehr von dem einen Ur-Exemplar abhängig ist.

Komisch. Sollte eigentlich kein Thema mehr sein, seit man Atome
kennt. Heute sollte man doch eigentlich Atome in "beliebiger
Menge" einzeln zählen können.

Post by Harald Wilhelms
M.W. gilt das aber auch für die Einheit Strom.

Post by Oliver Bartels
Bis dahin muss man damit leben, dass man die
Spannung zwar sehr genau messen kann, aber ab
einer gewissen Stellenzahl eine Unsicherheit bzgl.
der Kalibrierung gegen die anderen Basiseinheiten
besteht.

Das Problem besteht aber in der gesamten Messtechnik.
Man kann nie eine 100% ige Genauigkeit erzielen.
Im Endeffekt wird die Grösse von verschiedenen
Naturkonstanten, wie z.B. der Avogadro-Konstante,

Ob man das eine "Naturkonstante" nennt? Es ist ja (bei Glaube an
reale Atome) nur eine willkürliche Zahl ohne echte Einheit.
So und so viel Atome einer Sorte ergeben 1kg - könnte man einfach
festlegen unabhängig von Paris.

Post by Harald Wilhelms
die für die Definition des kg gebraucht wird, auf
internationalen Konferenzen festgelegt

Post by Oliver Bartels
Mit Hobbymitteln hast Du da eher schlechte Karten,
weil die Spannung keine Basiseinheit ist, d.h. sie
wird auf andere physikalische Größen.
Machbar sind wohl bestimmte galvanische Elemente,
von denen man recht genau weiß, wo ihre Spannung
(in etwa ;-) liegt.

M.W. beträgt die Leerlauf-Spannung einer neuen Zink-
Kohle-Monozelle 1,64 Volt mit einer Abweichung von
weniger als 1%. Das reicht schon für die meisten Hobby-

Meine DMMs stimmen <5 pro 2000-Digits alle überein bei DC-V.
Wenn 0.05% absoluter Genauigkeit winken bei verhältnismässigem
Aufwand würd ich mich auf den Weg machen. (Und bei gewissen
Akku-Geschichten wäre das eigentlich auch interessant)

Grüsse
Robert

Post by Harald Wilhelms
Kalibrierzwecke. Wer es genauer will, kann sich ja mein
Weston-Normalelement ausleihen. Ausserdem kann man ja
auch die Dienste des Deutschen Kalibrierdienstes (DKD)
in Anspruch nehmen. Das ist natürlich kosetenpflichtig.

[Harald Wilhelms]

Post by robert

Post by Harald Wilhelms

Post by Oliver Bartels
Derzeit wird mit Hochdruck daran gearbeitet, eine neue
Definition für die Einheit der Masse zu finden, welche nicht
mehr von dem einen Ur-Exemplar abhängig ist.

Komisch. Sollte eigentlich kein Thema mehr sein, seit man Atome
kennt. Heute sollte man doch eigentlich Atome in "beliebiger
Menge" einzeln zählen können.

...und wie willst Du das tun?
Am derzeitigen Prototyp wird "einfach" das Verhält-
nis von Volumen zu Masse bestimmt. Eines der Probleme
dabei ist aber z.B. das Der Durchmesser der Kugel
nicht überall gleich ist. Es gibt Abweichungen im
Nanometer-Bereich.

Post by robert

Post by Harald Wilhelms
Im Endeffekt wird die Grösse von verschiedenen
Naturkonstanten, wie z.B. der Avogadro-Konstante,

Ob man das eine "Naturkonstante" nennt? Es ist ja (bei Glaube an
reale Atome) nur eine willkürliche Zahl ohne echte Einheit.
So und so viel Atome einer Sorte ergeben 1kg - könnte man einfach
festlegen unabhängig von Paris.

Eine Naturkonstante ist für mich eine Grösse, die durch
eine theoretische Formel festgelegt ist. Das heisst aber
noch längst nicht, das man sie mit beliebiger Genauigkeit
bestimmen kann. Wie bereits gesagt, legt man sich nach
entsprechenden Vergleichsmessungen in verschiedenen
weltweit verteilten Laboratorien, einfach auf einen
bestimmten Wert fest, bis man genauere Messmethoden hat.

Post by robert

Post by Harald Wilhelms
die für die Definition des kg gebraucht wird, auf
internationalen Konferenzen festgelegt

Meine DMMs stimmen <5 pro 2000-Digits alle überein bei DC-V.
Wenn 0.05% absoluter Genauigkeit winken bei verhältnismässigem
Aufwand würd ich mich auf den Weg machen. (Und bei gewissen
Akku-Geschichten wäre das eigentlich auch interessant)

Dann brauchst Du aber eine höhere Auflösung.
Die Messgenauigkeit ist praktisch immer
geringer als die Auflösung.
Gruss
Harald

[robert]

Post by Harald Wilhelms

Post by robert

Post by Harald Wilhelms
die für die Definition des kg gebraucht wird, auf
internationalen Konferenzen festgelegt

Meine DMMs stimmen <5 pro 2000-Digits alle überein bei DC-V.
Wenn 0.05% absoluter Genauigkeit winken bei verhältnismässigem
Aufwand würd ich mich auf den Weg machen. (Und bei gewissen
Akku-Geschichten wäre das eigentlich auch interessant)

Dann brauchst Du aber eine höhere Auflösung.
Die Messgenauigkeit ist praktisch immer
geringer als die Auflösung.

Das ist eine Mär. Hier ist es deutlich umgekehrt. Ich beobachte
z.B. oft bei einem langsamen Sweep eines Wertes, dass das Digit
langsam umlappt: Bei einem mittleren Wert klappt es hin und her.
Mehr zur einen oder anderen Seite zeigt es längere Zeit den
höheren/tiefern Wert an - quasi ein "manuelles Oversampling"
wobei ggf. leichtes Berauschen paradoxer sogar hilft mehr zu sehen
(weil das Umschalten des A/D noch viel viel exakter ist und man
bei zu glatten Verhältnissen kein Umklappen kriegt
.
Daraus gewinne ich also schon mal relativ zusätzliche Digits.
Ansonsten bzgl. absolut ists im wesentlichen die
Temperaturabhängigkeit, die man aber auch bei einer Kalibrierung
ermitteln und fortan rausrechnen könnte.
<0.25%LSB (0.025% bei 3 1/2) sind sowohl relativ wie absolut in
der Praxis drin. Theoretisch noch weit besser - je nach Geduld.

Grüsse
Robert

[Henning Paul]

Post by robert
Ich beobachte
z.B. oft bei einem langsamen Sweep eines Wertes, dass das Digit
langsam umlappt: Bei einem mittleren Wert klappt es hin und her.
Mehr zur einen oder anderen Seite zeigt es längere Zeit den
höheren/tiefern Wert an - quasi ein "manuelles Oversampling"
wobei ggf. leichtes Berauschen paradoxer sogar hilft mehr zu sehen
(weil das Umschalten des A/D noch viel viel exakter ist und man
bei zu glatten Verhältnissen kein Umklappen kriegt

Stichwort "Dithering".

Gruß
Henning

[Harald Wilhelms]

Post by robert
Das ist eine Mär. Hier ist es deutlich umgekehrt. Ich beobachte
z.B. oft bei einem langsamen Sweep eines Wertes, dass das Digit
langsam umlappt: Bei einem mittleren Wert klappt es hin und her.
Mehr zur einen oder anderen Seite zeigt es längere Zeit den
höheren/tiefern Wert an - quasi ein "manuelles Oversampling"
wobei ggf. leichtes Berauschen paradoxer sogar hilft mehr zu sehen
(weil das Umschalten des A/D noch viel viel exakter ist und man
bei zu glatten Verhältnissen kein Umklappen kriegt

Das ist ein bekanntes Pfänomem, hilft aber nur,
wenn der AD-Wandler wirklich genauer als 1 LSB
ist. Das ist aber bei typischen AD-Wandlern in
Voltmetern nicht der Fall.

Post by robert
.
Daraus gewinne ich also schon mal relativ zusätzliche Digits.
Ansonsten bzgl. absolut ists im wesentlichen die
Temperaturabhängigkeit, die man aber auch bei einer Kalibrierung
ermitteln und fortan rausrechnen könnte.

Es gibt auch noch andere Fehler als Temperaturfehler...

Post by robert
<0.25%LSB (0.025% bei 3 1/2) sind sowohl relativ wie absolut in
der Praxis drin. Theoretisch noch weit besser - je nach Geduld.

Aber nicht bei einem 7106.
Gruss
Harald

[Ralph A. Schmid, dk5ras]

Post by robert
Das ist eine Mär.

Nein. Dein Kniff erhöht ja die Auflösung über den Nennwert hinaus.

[Uwe Hercksen]

Komisch. Sollte eigentlich kein Thema mehr sein, seit man Atome kennt.
Heute sollte man doch eigentlich Atome in "beliebiger Menge" einzeln
zählen können.

Hallo,

einzelne Atome zu zählen ist überhaupt kein Kunststück. Nur in
vernünftiger Zeit so viele Atome zu zählen das man eine exakt wägbare
Masse zusammen bekommt, das ist das Kunststück an dem man auch arbeitet.

http://de.wikipedia.org/wiki/Avogadrozahl

Überlege doch mal wie lange es dauert wenn ein Zähler bis 10^23 gezählt
hat wenn er mit 10 GHz getaktet wird.

Bye

[Rolf_Bombach]

Post by Harald Wilhelms
Im Endeffekt wird die Grösse von verschiedenen
Naturkonstanten, wie z.B. der Avogadro-Konstante,

Ob man das eine "Naturkonstante" nennt? Es ist ja (bei Glaube an reale
Atome) nur eine willkürliche Zahl ohne echte Einheit.

Und was erschüttert deinen Glauben an Atome?

[robert]

Post by Rolf_Bombach

Post by Harald Wilhelms
Im Endeffekt wird die Grösse von verschiedenen
Naturkonstanten, wie z.B. der Avogadro-Konstante,

Ob man das eine "Naturkonstante" nennt? Es ist ja (bei Glaube an reale
Atome) nur eine willkürliche Zahl ohne echte Einheit.

Und was erschüttert deinen Glauben an Atome?

In normalen Anwendungen wie hier nichts. Sie sind ziemlich harte -
d.h. "nützliche Modelle". Auf einer tieferen Ebene aber sind sie
nicht so greifbar. Letzlich sind es auch nur Feldanregungen.
Gewisse Atom-Eigenschaften können schon mit einfachen Experimenten
vorgegaukelt werden:
http://www.mpg.de/bilderBerichteDokumente/dokumentation/pressemitteilungen/2005/pressemitteilung20050607/index.html

Grüsse
Robert

[Gerhard Hoffmann]

Post by Harald Wilhelms

Post by Oliver Bartels
Für die anderen
Basiseinheiten gibt es prototypunabhängige Definitionen.
Derzeit wird mit Hochdruck daran gearbeitet, eine neue
Definition für die Einheit der Masse zu finden, welche nicht
mehr von dem einen Ur-Exemplar abhängig ist.

M.W. gilt das aber auch für die Einheit Strom.

könnte man aber als Elektronen / Zeit festlegen.


Gruß, Gerhard

[Harald Wilhelms]

Post by Gerhard Hoffmann
könnte man aber als Elektronen / Zeit festlegen.

Ja, aber das Zählen von einzelnen Elektronen ist
auch nicht ganz einfach. In dieser Richtung wiord
wohl z.Z. geforscht. Zum Glück kann man den Strom
ja auch aus dem Quotienten von Spannung und
Widerstand errechnen. :-)
Gruss
Harald

[Uwe Hercksen]

Post by Harald Wilhelms
Ja, aber das Zählen von einzelnen Elektronen ist
auch nicht ganz einfach. In dieser Richtung wiord
wohl z.Z. geforscht.

Hallo,

das Zählen einzelner Elektronen wird man wohl schon beherrschen. Aber in
einer Sekunde bis 10^19 zu zählen beherrscht man nicht. Es nützt auch
nichts wenn man sich dazu statt einer Sekunde eine ganzen Tag lang Zeit
nimmt, auch ein Jahr hilft da nicht wesentlich weiter.

Bye

[Rolf_Bombach]

Post by Harald Wilhelms

Post by Gerhard Hoffmann
könnte man aber als Elektronen / Zeit festlegen.

Ja, aber das Zählen von einzelnen Elektronen ist
auch nicht ganz einfach. In dieser Richtung wiord
wohl z.Z. geforscht.

Wenn die Elektronen so einfach im Vakuum rumfliegen,
ist das eine Trivialität. Allerdings ist es nicht einfach,
genau jedes zu erwischen. Ansonsten bin ich schon an das
Messen von Strom-"Peaks" von 0.3 Elektronen pro Sekunde
gewöhnt ;-).

Post by Harald Wilhelms
Zum Glück kann man den Strom
ja auch aus dem Quotienten von Spannung und
Widerstand errechnen. :-)

Ich glaub das lassen wir jetzt mal unkommentiert.

[Oliver Bartels]

Post by Harald Wilhelms
M.W. gilt das aber auch für die Einheit Strom.

Strom ist nur indirekt wieder vom Urkilogramm abhängig,
das Ampere ist über die Kraft zwischen zwei unendlich
langen Leitern in einem bestimmten Abstand definiert,
die der Strom verursacht.

Die Definition selber ist prototypenfrei, nur steckt mit der
Kraft leider wieder die Masse drin.

Post by Harald Wilhelms
Das Problem besteht aber in der gesamten Messtechnik.
Man kann nie eine 100% ige Genauigkeit erzielen.
Im Endeffekt wird die Grösse von verschiedenen
Naturkonstanten, wie z.B. der Avogadro-Konstante,
die für die Definition des kg gebraucht wird, auf
internationalen Konferenzen festgelegt

Das hängt ein wenig vom Einheitensystem ab.
Diverse Naturkonstanten wie c, h usw. ergeben
sich aus dem gewählten Einheitensystem, z.B. kann
man auch mit c=1 wunderbar rechnen.
Drum wurde ja auch das Meter inzwischen über
eine _festgelegte_ Lichtgeschwindigkeit und wieder
die Zeit definiert.

Über Avogadro und Atome zählen besteht allerdings
die Chance, die Masse-Prototypen loszuwerden.
IMHO war der letzte Versuch allerdings nicht genau
genug, es hatten sich zuviele Isotope in unbekanntem
Ausmass eingeschmugelt.

Es gibt andere (dimensionslose) Naturkonstanten wie
die Feinstrukturkonstante, die darf man messen ;-)

Gruß Oliver

[Axel Schwenke]

Post by Oliver Bartels
Einer bzw. der Übeltäter bezüglich der Naturkonstanten
im SI System heißt Urkilogramm, die Einheit der Masse ist
noch immer an dem komischen Platin-Zylinder festgemacht,
und man vermutet, dass er in den letzten Jahrzehnten
seine Masse leicht verändert hat. Für die anderen
Basiseinheiten gibt es prototypunabhängige Definitionen.

Da Masse = Stoffmenge, kann man die Masse des Ur-Kilogramms
ja z.B. anhand der enthaltenen Elementarteilchen angeben.
Der Einfachheit halber vielleicht in der Einheit "Ruhemasse
des Neutrons". Muß man also nur einmal umrechnen und dann
einen der vielen möglichen Meßwerte als "richtig" festlegen.
Hat man beim Meter und der Sekunde ja genauso gemacht.

Ich bekomme übrigens leichte Bauchschmerzen, wenn Meter
und Sekunde in Form von einmal als richtig *festgelegten*
Meßwerten "definiert" sein sollen.

Tatsächlich definiert wurden beide durch die Länge des
Urmeters (und das wiederum durch den Erdumfang) bzw. die
mittlere Tageslänge. Erst nachdem man merkte, daß diese
Festlegungen alles andere als konstant waren, hat man sich
ein besseres Bezugssystem gesucht, die alten Normale aus-
gemessen und die Meßwerte als neue Normale festgelegt.

Nur ist das halt keine Definition sondern nur eine bessere
Variante der ursprünglichen Definition.


XL

[Harald Wilhelms]

Post by Axel Schwenke
Ich bekomme übrigens leichte Bauchschmerzen, wenn Meter
und Sekunde in Form von einmal als richtig *festgelegten*
Meßwerten "definiert" sein sollen.

Das kann ich ja verstehen, aber das ist die einzige Methode,
um international vergleichbare Messungen machen zu können.

Post by Axel Schwenke
Tatsächlich definiert wurden beide durch die Länge des
Urmeters (und das wiederum durch den Erdumfang) bzw. die
mittlere Tageslänge. Erst nachdem man merkte, daß diese
Festlegungen alles andere als konstant waren, hat man sich
ein besseres Bezugssystem gesucht, die alten Normale aus-
gemessen und die Meßwerte als neue Normale festgelegt.

Ja, und diese Suche dauert nach wie vor an.
Gruss
Harald

[Oliver Bartels]

On Mon, 23 Jul 2007 11:42:02 +0200, Axel Schwenke

Post by Axel Schwenke
Da Masse = Stoffmenge, kann man die Masse des Ur-Kilogramms
ja z.B. anhand der enthaltenen Elementarteilchen angeben.

Versucht man auch, es gibt einen Ansatz mit einer ultragenau
geformten Siliziumkugel. Es ist wohl auch inzwischen so genau,
dass uns das Kilogramm als Einheit auch dann nicht mehr
wirklich abhanden kommen kann, wenn einer den Prototyp
verschlampt ;-)

Allerdings gab es wohl Probleme mit Silizium-Isotopen, man
hatte die wohl eingerechnet, aber für die gewünschte extreme
Genauigkeit kam es noch nicht ganz hin. Es soll wohl demnächst
wieder ein Versuch mit einer neuen Kugel unternommen werden,
bei dem das Silizium vorher eine Isotopentrennung
a'la Urananreicherung durchlaufen hat.

Es gibt wohl auch andere Ansätze (Wage mit E-Magneten
und Strommessung via Josephson (U) und Quantenhall (R),
mit Herrn Ohm kommt man dann auch auf das I und hat
eine definierte Kraft. Allerdings ist das alles in der Kombination
wohl noch ungenauer als die Si-Kugel.

In einer der letzten Spectrum-Ausgaben war ein netter
Artikel zum Stand der Forschung enthalten.

Post by Axel Schwenke
Der Einfachheit halber vielleicht in der Einheit "Ruhemasse
des Neutrons".

Eher ungut, das Neutron alleine für sich neigt zum spontanen
Zerfall.

Post by Axel Schwenke
Ich bekomme übrigens leichte Bauchschmerzen, wenn Meter
und Sekunde in Form von einmal als richtig *festgelegten*
Meßwerten "definiert" sein sollen.
Tatsächlich definiert wurden beide durch die Länge des
Urmeters (und das wiederum durch den Erdumfang) bzw. die
mittlere Tageslänge. Erst nachdem man merkte, daß diese
Festlegungen alles andere als konstant waren, hat man sich
ein besseres Bezugssystem gesucht, die alten Normale aus-
gemessen und die Meßwerte als neue Normale festgelegt.

Naja, die Physiker rechnen gerne mit c=1, eben weil
Länge und Zeit beim Einstein im selben Vektor brav
untereinander stehen, ebenso natürlich bei den
Maxwellschen Gleichungen, wenn man sie in Tensor-
Form schreibt.

Da greift inzwischen die Erkenntnis, dass es sich um für
uns unterschiedliche wahrgenommene Größen auf Basis
derselben physikalischen Grundlage handelt.
Im Grunde gibt es eh' keine Zeit, sondern nur Zustands-
änderungen, der Eindruck "Zeit" ist etwas, das unser
Geist uns vorspielt.

Nur läßt sich die Zeit in Form der Frequenz heute am
leichtesten ultragenau an "echten" Naturkonstanten
festmachen, immer natürlich unter der Annahme eines
doch erklecklichen Gravitationsfeldes von der Sonne
und anderen Sternen aus der Milchstrasse und dem
übrigen All.

Das _ist_ relevant, eine Atomuhr läuft auf dem Berg
schneller als im Tal, Gravitation verlangsamt alle
physikalischen Vorgänge. Man könnte nun philosophieren,
wie es außerhalb jedweden Gravitationseinflusses wäre,
IMHO ist die Betrachtung aber sinnlos, da es diesen
Zustand nicht gibt und auch nicht geben kann, weill
dann keine Materie mehr da ist, die das noch messen
könnte ...

Insofern, da muss ich Dir teilweise Recht geben, sind auch
solche Definitionen ohne Prototypen immer mit einer
gewissen Vorsicht zu geniessen.

Gruß Oliver

[Uwe Hercksen]

Post by robert
Frage nebenbei: Wie baut man eigentlich eine Ur-DC-Eichspannungsquelle -
also das womit die IC-Hersteller und Institute die Kalibrierung der
Kalibrierten Spannungen herstellen - ggf. selbst?

Hallo,

also den Effekt den die PTB für Spannungsnormale benutzt baust Du nicht
selber nach: http://www.ptb.de/de/org/2/_index.htm

Bye

[Rolf_Bombach]

Post by robert
Frage nebenbei: Wie baut man eigentlich eine Ur-DC-Eichspannungsquelle -
also das womit die IC-Hersteller und Institute die Kalibrierung der
Kalibrierten Spannungen herstellen - ggf. selbst?

Angeblich über den AC-Josephson-Effekt.
http://de.wikipedia.org/wiki/Josephson-Effekt
Bedingt genaue Kenntnis der Planckkonstante.

Über den momentanen Geisteszustand von Brian (?!)
Josephson möchte ich jetzt keinen Kommentar abgeben.
Andererseits ist es den Engländern hoch anzurechnen,
dass sie auch Meinungen geringfügig neben dem
Main Stream tolerieren, um es mal undeutlich zu sagen.

[Gerhard Hoffmann]

Post by Guido Speer
kalibrieren. Mir steht da nix zur Verfügung. In besagtem Institut habe ich
mein Prema 6000 mal kalibrieren lassen, AC hatten die aber nicht gemacht
(hatte ich vergessen anzugeben). Das Ding zeigt etwa das gleiche an wie mein
Kontron 4040. Allerdings in den höheren Bereichen gibt es deutliche
Abweichungen. Dann habe ich noch andere DMMs und einige Röhrenvoltmeter (für
NF), da ist im AC-Bereich offensichtlich alles etwas gaga. Ok,
Eichanleitungen habe ich, doch kein AC-Normal. 1 und 10Volt AC wären schon
recht.
Was könnte man da als Amateur mit vertretbarem Aufwand machen?

Ein recht guter Weg ist ein R&S URV-35-Milliwattmeter mit einem URV-Z51
thermischen Leistungskopf. Man kann das gute Stück mit DC kalibrieren
und AC eff bedeutet eben "macht gleich viel Wärme". Der Kopf geht von
DC bis 18 GHz.

Damit und mit einem GPS-diszipliertem Frequenznormal kann man eigentlich
alle Scopes, Frequenzzähler, Generatoren, Spektrumanalyzer, Abschwächer etc in
einem annähernd rückführbarem Zustand halten, allemal gut genug für Pre-Compliance.

(hat mir mal ein befreundeter Inhaber eines Kalibrierlabors empfohlen.)

Wenn Du's schon bis nach Potsdam geschafft hast: Ich bin vorläufig noch in Berlin-Lübars
und habe so ein Ding.

Gruß, Gerhard


ps: URV5 / URY sind zu alt für den Z51-Kopf. Die Software kennt ihn nicht.

[Guido Speer]

Guido Speer wrote:
Hallo an alle,

da habe ich ja mal wieder was angerichtet. Ich wollte mit Amateurmitteln AC
abgleichen bzw. ein halbwegs verlässliches Normal basteln und soll nun
Mathematik studieren und Atome zählen. Irgendwie verirren sich einige Freds
hier sehr schnell ins absolut Theoretische. Ist ja auch mal wichtig, ich als
reiner Amateur kann da mitunter aber nicht mehr folgen ;-)))

@Gerhard

das ist doch mal ein praktisches Angebot. Was müsste ich also mitbringen um
z. B. mein Prema 6000 (6 1/2 stelliges DMM mit 0,15% Genauigkeit bei 1kHz
AC) halbwegs abzugleichen. Bedienungsanleitung (mit Schaltunterlagen +
Eichanleitung) habe ich.
Ein vergleichbares Gerät aus der verblichenen DDR hatte ich sogar mal. Das
hatte einen 1Watt und einen 10Watt-Messkopf (auch thermisch) und ging wohl
bis 3 GHz. Habe ich verkauft, da ich den Platz brauchte (grrrrrimpf)

Guido
------------------------------------
http://www.guido-speer.de

[Gerhard Hoffmann]

Post by Guido Speer
das ist doch mal ein praktisches Angebot. Was müsste ich also mitbringen um
z. B. mein Prema 6000 (6 1/2 stelliges DMM mit 0,15% Genauigkeit bei 1kHz
AC) halbwegs abzugleichen. Bedienungsanleitung (mit Schaltunterlagen +
Eichanleitung) habe ich.

Prema & Kalibrieranweisung. Irgendwann am Wochenende.
Wo wohnst Du eigentlich?

Gruß, Gerhard

[Guido Speer]

Post by Gerhard Hoffmann
Prema & Kalibrieranweisung. Irgendwann am Wochenende.
Wo wohnst Du eigentlich?

Land Brandenburg ;-)
Ich mach mal ne PM

Gruß
Guido
PS: am Sonntag bin ich in Chemnitz, geht also nur Sonnabend oder Freitag (da
habe ich mal 1 Tag Urlaub)

------------------------------------
http://www.guido-speer.de