Hallo, ich bin neu hier und suche Unterstützung:
Bin beim Bau Sek.Pend. mit vom Pendel allein gesteuerter magnet. Anregung. Das "Gerät" läuft, über Details habe ich Beratungsbedarf.
Baudetails können gern folgen! Komme nicht unter +/- 2 s zur Regressionskurve nach 48 h usw.....
Jemand auf diesem Sektor tätig?

Hi Ogni,
Willkommen hier im Forum.
Wie du sicherlich weiss gab es viele solche Uhren in der Vergangenheit, welche Art hast du gebaut?
Was bedeutet für dich "Komme nicht unter +/- 2 s zur Regressionskurve nach 48 h usw....." ?
Bedenke dass wenn der Qualitätsfaktor deiner Pendel sehr gut ist, ist die Sprungantwort mehrere Stunden. Ich warte immer ~ein halben Tag um zu Messen nach irgendwelche Änderung an der Pendel.
Ich rechne mein Fehler in Sekunden/Tag.
Eine Sekundenpendel durfte kein Problem haben unter ein paar Zehntelsekunden/Tag zu kommen bei gleichbleibende Temperature.
Wenn ich dein Problem richtig deute (ein sehr grosse "wenn", ich weiss) wurde ich schätzen das dein Pendel zu viel gesteuert wird und daher nicht sein Eigenfrequenz durchsetzen kann.
Ich bin gespannt mehr über dein Projekt zu hören.
Don

Danke, Don!
In der Tat, ich beaufschlage die Pendelstange im unteren Viertel alle 2 s mit einem (magnetisch übertragenen) Kraftimpuls, das stört natürlich. Andererseits hoffe ich, die ja auch bei jeder Schwingung auftrtenden "Verluste" aktuell auszugleichen: die Amplitude bleibt jetzt schon über 50 h sehr konstant.
Problematisch bleibt die Zeitmessung: ich kann nur auf +/- 0,5 s "ablesen" und diese Werte in die Regressionsrechnung einzugeben. Daher ist das Ergebnis ",,,Standardabweichung 1,3 s,,," einleuchtend.
Der Impuls wird erzeugt durch eine C-Entladung (12V aus 1000 müF über 7 Ohm), ist also sehr kurz. Ansonsten sind Linse (Blei) und Pendelstange (Carbon) und Lagerung (Spitzen Stahl/Stahl) soweit ok.

Hast Du grundsätzliche Bedenken, wo finde ich "alte Beiträge"

Bin neugierig und erst mal DANK!

Alte Beiträge sind über die Suchfunktion (oben rechts) und in die einzelnen Foren zu finden.
Da ist einiges in die "Forums-Präzisionspendeluhr - "FPPU" " forum z.B.
An deine Stelle wurde ich damit anfangen mir ein richtiges Messgerät zu beschaffen.
Mit +/- 0,5 s wirst du Tage brauchen um zu brauchbare Ergebnisse zu kommen.
Diese Excel spreadsheet ist excellent für einfache Messungen: http://www.rawac.de/download/Gang_berechnen_XP.xls
Es ist für Armbanduhren gedacht, das macht aber nichts, die Rechnung ist gleich.
Wenn du nicht selber Elektronikbastler bist empfehle ich die Geräte von Mumford www.bmumford.com/microset.html .
Sie sind gut und vom Preis her kaum zu schlagen.
Gibts Bilder von deiner Pendel?
Don

Hallo Ogni,
ein magnetisch angetriebenes Pendel gefällt mir. Im nächsten Leben (also nach Vollendung aller meiner Vorhaben) möchte ich so etwas auch bauen.

Die für Dein Pendel aufgewandte Antriebsenergie erscheint mir gigantisch! Der Strom allein macht es allerdings nicht. Entscheidend sind die AWnd (Strom mal Windungszahl) und die Dauer.

Übliche Antriebe (Magnetpendeluhren) arbeiten mit Strömen um 1 mA bei Spulenwiderständen von einigen kOhm. Bei angenommenen 5000 Windungen käme man dann auf 5 AWnd.
Eine Vergleichsrechnung kanns Du selbst mit der Windungszahl Deiner Spule machen.

Gelernt habe ich aus Berichten anderer Leute, die solch einen Aufbau gebastelt haben:
- Der Impuls soll möglichst nahe am Nulldurchgang kommen.
- Der Impuls soll möglichst kurz sein. Ist er zu lang, bewirkt er schon wieder eine geringe Verzögerung des Pendels.
- Die Impulsenergie soll möglichst gering sein, so dass das Pendel weitgehend frei schwingen kann. Bei hoher Energie wird dem Pendel die Frequenz des Erregerimpulses aufgezwungen, so wie es Don schon erwähnte.

Wo wird der Antriebsimpuls zeitlich abgeleitet, vom Pendel selbst? Das wäre die optimale Variante.
Man könnte ihn ja auch vom DCF-Signal ableiten. Dann erreicht man eine Synchronisation des Pendels.

Roland

Hallo Enno
Danke! Ein paar Details: Tauchspule 3 Ohm, Abstand zum Neodym-Magneten bei Nulldurchgang ca. 20 mm. Der Entladungsstrom dauert ca. 0,3 s, dann wird der Umkehrpunkt vor der Spule erreicht und über die Restschwingungszeit das C über 600 Ohm/12V wieder geladen.
Das Magnetfeld vor der Spule ist sehr inhomogen (natürlich zylindersymmetrisch) und daher auch "regelnd"...die Amplutude ist sehr stabil sei 4o h. Die übertragene (!) Impulsenergie kann ich über den Magnet-Spulen-Abstand fein regeln...er scheint an der Grenze: Die Amplitude liegt bei +/- 1cm auf 100 cm Pendellänge.
Ich werde mal ein paar Bilder einstellen....wenn ich die ersten 100 h "geschafft" habe.

Erst einmal herzlichen Dank! Ogni

Hallo Ogni,

Fotos wären wirklich klasse. Dein Magnet befindet sich sehr weit entfernt von der Spule (2 cm!), bei üblichen Magnetpendeluhren wurde ein Magnet verwendet, der in die Spule eintaucht, während der Stromimpuls kommt. Typische Beispiele sind Brillié, ATO, Kundo, Vaucanson, etc. Manchmal wurde auch ein Hufeisen-Magnet wenige Millimeter über eine Flachspule geführt (Bardon). Es gibt auf dem Markt zahlreiche V- oder Hufeisenmagnete, die sich hierfür eignen. Neodym muß es wirklich nicht sein. Die Spule kann einige Hundert bis einige 1000 Windungen haben, dann reicht ein sehr kleiner Strom im Bereich von einigen hundert Mikroampere um die Uhr am Laufen zu halten. Hinzu kommt, daß bei der Pendelbewegung in der Spule eine Spannung induziert wird, die fast die Batteriespannung erreicht, so dass im schwingenden Zustand des Pendels hierdurch der Strom wesentlich kleiner ist, als man mit dem ohmschen Gesetz (Strom ist gleich Batteriespannung durch Spulenwiderstand) errechnen würde. Es gibt im Buch "Electric Clocks and Chimes" von Percival Marshall & Co. Ltd. in Chapter VII eine sehr schöne Bauanleitung einer Magnetpendeluhr mit Hipp-Schalter und Dauermagnet, bei der die Spule einen Widerstand von 105 Ohm hat. Die Bauanleitung stammt wahrscheinlich aus den 1920er oder 1030er Jahren. Diese Uhr wurde u.a. von einem englischen Uhrmacher namens Hawkins in kleiner Serie gefertigt und verschiedene Exemplare waren vor ein paar Jahren mal bei Ebay aufgetaucht. Das Bild stammt nicht von mir, daher habe ich kein Copyright darauf. Bitte nicht weiter verteilen. 417938808_o[1].jpg - Bild entfernt (keine Rechte)

Hier sind noch ein paar Links:
Magnetpendeluhren eines holländischen Sammlers
Eine Goldgrube für Elektrouhreninteressierte. Auch mit Literatur zum Download

Hallo, Joerg-Ehlen
Alles richtig, Danke! Aber ich hatte in Vorversuchen mit bereits vorhandener Spule ind kl. Neodym vestgestellt, dass in 20 mm Entfernung sehr kleine Anzeihungskräft wirken, die ausreichen müsste. Da netzbetriebene Ströme (im 100mA-Bereich) "nichts kosten", regele ich die Impulsstärke eben über Abstand. Ich lege ein paar Fotos vom derzeitigen Versuchsaufbau an....bitte: Stufe K2!
SIE läuft bereits über 8o h mit konst. Amplitude und erreicht +/- 0,4 s Abweichungen zur Regressionsgeraden: das ist für den Anfang schön.

Ja, schau mal drauf.

OgniDSCF3672.JPG - Bild entfernt (keine Rechte)DSCF3676.JPG - Bild entfernt (keine Rechte)DSCF3677.JPG - Bild entfernt (keine Rechte)DSCF3680.JPG - Bild entfernt (keine Rechte)DSCF3682.JPG - Bild entfernt (keine Rechte)

Hallo Ogni,

Aus den Bildern versuche ich mal, die Funktionsweise zu erraten:
- Statt einer Pendelfeder lagert das Pendel auf zwei Spitzen.
- Eine erste Gabellichtschranke unterscheidet die positive von der negativen Pendelamplitude. Der Pegelwechsel im Nulldurchgang des Pendels steuert den Schrittmotor des Weckers, der als NU dient.
- Eine weitere Gabellichtschranke löst den Antriebsimpuls über Transistor/Tyristor aus. Die erste Lichtschranke bewirkt, dass nur in einer Pendelrichtung ein Impuls kommt.
Bitte korrigieren, wenn ich falsch liege.

Wenn man die Frequenz des so angetrieben Pendels mit einem präzisen Zeitnormal vergleicht, wird man mehrere Einflüsse erkennen, die die Pendelamplitude und damit auch die Frequenz störend beeinflussen werden:
- Die Spannung der Spannungsquelle.
- Die Kapazität des Kondensators (Elkos altern stark).
- Die Widerstandsänderung mehrerer Komponenten durch Temperaturänderung.
usw.

Ich schrieb ja, dass ich mich mit dem Thema auch schon befasst habe. Darum habe ich einen Verbesserungsvorschlag für eine Amplitudenregelung:

Man könnte eine dritte Gabellichtschranke neben der ersten verwenden, den Antriebsimpuls zu unterdrücken, wenn die Pendelamplitude einen bestimmten Wert überschreitet. Dafür ist evtl. die Blende der ersten Lichtschranke mitnutzbar.
Die Anordnung müsste dann so eingestellt werden, dass die Pendelamplitude nach einiger Zeit garantiert den gewünschten Maximalwert überschreitet.

Eine konstante Amplitude ist besonders darum wichtig, weil Dein Pendel keine Pendelfeder besitzt, die den Isochronismusfehler wenigstens teilweise kompensieren könnte.

Roland

Hallo Ogni,
Saubere Arbeit, ich finde alles sieht gut aus.

Mein Pendel wird auch mit Hilfe von 2 Lichtschränken gesteuert.
[PU1] Mein 8-Tage PU, Erste Schritte (5)

Pass auf das dein Impuls möglichst symetrisch über den Nullpunkt geschieht und kurz ist.
Dies scheint mir besonders wichtig zu sein mit einen magnetischen Antrieb da die Kraftübertragung auch von der Position/Distance abhängt.

Don

Strom * Windungszahl ist schon richtig aber da L der Spule mit n^2 zusammenhängt wird eine hochinduktive Spule auch ein sehr langsames Stromeinprägeverhalten haben -somit kann man dann nicht mehr kurz pulsen sondern muss bis der Strom in der Wicklung drin ist etwas warten ... genauso prägt sich der Strom dann auch wieder aus und man hat das gleiche Problem wieder ... das Pendel ändert aber seine Position während der Zeit somit ist das ganze nicht wirklich leicht zu handhaben ... eine niederinduktive Luftspule hingegen benötigt starke Strompulse da kein Ferromagnetischer Kern vorhanden ist der den Fluss leitet und das Feld trotzdem stimmen buss um die Kraft zu übertragen.....

Was wirklich spannend wäre, ist ein Referenzkreis mit einem Präzisionsquarz gegen den der Pendeldurchgang am tiefsten Punkt gemessen wird.
Abhängig vom Messpunkt des Pendels zum Referenzpunkt wird das Timing des Erregungspulses vorgezogen oder nachverzögert ... Quasi ein mechatronisches PLL System bei dem der mechanische Pendelschlag an das elektrische signal phasensynchronisiert wird.

Trotzdem - tolles Projekt!!! :)

Hallo Optimist,

Zitat von Optimist im Beitrag #13

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Strom * Windungszahl ist schon richtig aber da L der Spule mit n^2 zusammenhängt wird eine hochinduktive Spule auch ein sehr langsames Stromeinprägeverhalten haben -somit kann man dann nicht mehr kurz pulsen sondern muss bis der Strom in der Wicklung drin ist etwas warten ... genauso prägt sich der Strom dann auch wieder aus und man hat das gleiche Problem wieder ... das Pendel ändert aber seine Position während der Zeit somit ist das ganze nicht wirklich leicht zu handhaben

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Zitat von Optimist im Beitrag #13

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... eine niederinduktive Luftspule hingegen benötigt starke Strompulse da kein Ferromagnetischer Kern vorhanden ist der den Fluss leitet und das Feld trotzdem stimmen buss um die Kraft zu übertragen.....

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Zitat von Optimist im Beitrag #13

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Was wirklich spannend wäre, ist ein Referenzkreis mit einem Präzisionsquarz gegen den der Pendeldurchgang am tiefsten Punkt gemessen wird.
Abhängig vom Messpunkt des Pendels zum Referenzpunkt wird das Timing des Erregungspulses vorgezogen oder nachverzögert ... Quasi ein mechatronisches PLL System bei dem der mechanische Pendelschlag an das elektrische signal phasensynchronisiert wird.

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Zitat von Optimist im Beitrag #13

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Trotzdem - tolles Projekt!!! :)

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Ich bin ja überrascht über die vielen Helfer, DANKE!
Enno, zu deinen Hinweisen:
- die eine LiSchr. löst 2x/2s Impuls für Schrittmotor aus
- die andere schließt Schalter im Nulldurchgang und öffnet erst wieder beim Rücklauf: das war meine Idee von der regelnden Fkt. dank des unsammetrischen Stromverlaufes in der (selbst-)induktionsarmen Spule (Sie Bild I-Verlauf)
- 12V sind aus stabilisierendem Netzteil, die beiden Elkos 470 müF werden nach Erprobung ersetzt, die Erwärmung der sehr überdimensionierten R liegt bei ca.+ 5K...da ist also noch Nachholebedarf: ok!
- die Amplitunde ist (das freut mich am meisten!) liegt zwischen 1,3 und 1,1 cm/100 cm...das ärgert den Isichronismus schon!

Ich baue weiter und zeige mal nach 100 h die Gangkurve.
Nochmals Dank und Gruß!