Was ist ein Stoppuhren?
Eine Art Messgerät, das verwendet wird, wenn bei verschiedenen Experimenten und Auswertungen die Zeit gemessen werden muss, und dessen Funktionen mit denen einer Stoppuhr vergleichbar sind.
Die Zeit, die gemessen werden kann, reicht im Allgemeinen von 0 s bis 60 min und kann in 1/100-Sekunden-Schritten gemessen werden.
Es gibt eine Starttaste zum Starten der Messung, eine Stopptaste zum Beenden der Messung und eine Reset-Taste zum Löschen der gemessenen Zeit.
Die Zeit kann auf zwei Arten genutzt werden: Entweder läuft die Zeit ab, sobald die Starttaste gedrückt wird, oder umgekehrt läuft die Zeit ab einer voreingestellten Zeit ab und ein akustisches Signal ertönt, wenn sie null Sekunden erreicht.
Einige Zeitmesser verfügen über einen Drehknopf zur einfachen Einstellung der Zeit.
Verwendungszwecke von Stoppuhren
Ein Beispiel ist die Fehlersuche, z. B. bei der Entwicklung eines Produkts. Wenn bekannt ist, dass ein Fehler unter bestimmten Bedingungen eine bestimmte Zeit lang auftritt, muss die Dauer des Fehlers in manchen Fällen so genau wie möglich gemessen werden.
In vielen Fällen wird die Dauer eines Fehlers gemessen, indem man sie mit dem menschlichen Auge prüft, indem man zu Beginn des Fehlersymptoms die Starttaste drückt und am Ende die Stopptaste, so dass ein sehr hoher Genauigkeitsgrad nicht erwartet werden kann. Die für die Messung benötigte Zeit ist die Verzögerungszeit des Stromkreises.
Die Möglichkeit, dass es sich bei dieser Zeit um eine Verzögerungs- oder Reaktionszeit in der Schaltung handelt, kann als Ausgangspunkt dienen, um festzustellen, welcher Teil der Schaltung defekt ist.
Prinzip der Stoppuhren
Neben der Batterie und der Quarzeinheit besteht die Stoppuhr aus einer Flüssigkristallanzeige und einem System on Chip (SOC), das die Schwingungsimpulse der Quarzeinheit aufteilt, zählt und auf der Flüssigkristallanzeige anzeigt.
Wenn eine Taste am Gehäuse des Stoppuhrengehäuses gedrückt wird, wird dieses Signal an den SOC übertragen, der prüft, ob es sich bei der Taste um eine Start-, Stopp- oder Rücksetztaste handelt, und wenn es sich um eine Starttaste handelt, die Zeitmessung startet, wenn es sich um eine Stopptaste handelt, die Zeitmessung stoppt und wenn es sich um eine Rücksetztaste handelt, die internen Zeitmessdaten löscht. Im Falle der Reset-Taste werden die internen Zeitmessdaten gelöscht.
Die Quarzeinheit ist das Herzstück des Systems. Sie erzeugt eine Schwingungsfrequenz, indem sie mit einer Spannung beaufschlagt wird, die eine feste, durch die Form des Quarzes bestimmte Schwingung ist.
Die üblicherweise verwendeten Schwingungsfrequenzen reichen von einigen hundert KHz bis zu etwa 100 MHz. Die Genauigkeit der Schwingungsfrequenz liegt bei etwa 0,001 %, was etwa 1000-mal höher ist als bei einem Keramikresonator. Daher sind sie auch teurer als keramische Oszillatoren.
Für die Zeitmessung wird ein 32,768 KHz-Quarz verwendet. Die primäre Schwingungsfrequenz wird geteilt, um eine Sekunde zu erzeugen, die zur Markierung der Zeit verwendet wird.