Intervallzähler

Der Intervallzähler ist eine Messeinheit bei der Laufzeitmessung durch elektromagnetische Wellen. Taktgeber ist ein hochpräziser Oszillator oder Schwingkreis, der – je nach Anwendungsbereich – mit Genauigkeiten zwischen etwa 10⁻⁹ Sekunden und Relativgenauigkeiten bis 10⁻¹⁴ arbeitet.

Die früher gebräuchlichen Quarz-Oszillatoren wurden seit etwa 2 Jahrzehnten durch atomare oder molekulare Schwingvorgänge ersetzt.

Zur erforderlichen Genauigkeit zwei Beispiele:

• In 1·10⁻⁶ s (1 µs oder ein Millionstel Sekunde) legt das Licht oder eine Mikrowelle 300 Meter zurück. Um mit einem GPS-Empfänger oder GPS-gestützten Navigationsinstrumenten eine genaue Ortung besser als 1 Meter zu erhalten, muss daher der Intervallzähler auf mindestens 3·10⁻⁹ s arbeiten, also im Bereich der Nanosekunden (ns) .
• Im GPS-Satellitensystem wird derzeit eine Genauigkeitssteigerung auf 10⁻¹⁵ angestrebt. Ein solcher Oszillator würde in einem Jahrhundert erst eine Abweichung von 0,000 0003 Sekunden (0,3 µs) aufweisen.

In der mittleren Genauigkeitsklasse bietet die Elektronikindustrie seit über 10 Jahren verschiedene „(Time) Interval counter“ und „Frequency counter“ an, z. B. für Labore oder den Eigenbau von Messinstrumenten. Zu den bekannteren Geräten zählen:

• der Universal Time Interval Counter „HP 5370B“ (Zeitmessung single shot auf 20 ps (0,02 ns), Frequenz 11-stellig bis 100 MHz bis 1 s, 0,1–0,01 ns)
• und die Serie „HP5350“ (5350 bis 5352) von Hewlett Packard,
• sowie der Universal Time Interval Counter "SR620" (Stanford Research Systems) mit einer Genauigkeit im Bereich einiger hundertstel Nanosekunden.

Bei weniger hohen Anforderungen kann mit Prozessorzyklen des PCs gearbeitet werden, die kurz aufeinander folgende Ereignispunkte mit Genauigkeiten bis etwa Mikrosekunden messen können.

In anderem Zusammenhang der Messtechnik wird der Begriff Intervallzähler bei Sport-Stoppuhren verwendet (beispielsweise dem Sporttimer Pro), wo er ein Mitzählen von Einzelstoppungen bedeutet. Zwei unabhängig voneinander laufende Timer wechseln sich mittels Impuls oder Tastendruck ab, und jedes Mal wird der vorher eingestellte Intervallzähler um 1 verringert und gibt ein Signal (siehe Rundenzeit). Auch manche Stromzähler arbeiten mit Zählpunkten auf Intervallbasis.

Siehe auch:

• Zeitmessung, Frequenzzähler, Zeitzähler, Time-to-Digital
• Torzeit, Starlette, LAGEOS, Satellitengeodäsie
• elektronische Distanzmessung, Satellite Laser Ranging (SLR), Pseudoranging
• Zeitnahme, Intervallschalter, Taktzähler, Frequenzstandard

Literatur

• P. Sperber, High Resolution Modulation Time Interval Counter, 12th International Workshop on Laser Ranging der IAG, Matera (Italien)

Weblinks

• HP-5370B Data Sheet (Precision Time-Interval Universal Counter)
• Präzisionszähler (Time interval counter) SR620 (Stanford)
• Diverse Frequenzzähler (frequency counter) eBay