Zeit und Frequenz

Seit Anbeginn der Menschheit konnten die Menschen Tag und Nacht, Jahreszeiten und andere Zeiteinheiten unterscheiden und haben mit dem Aufkommen der ersten Zivilisationen durch die Beobachtung der Sonne und anderer Himmelskörper bereits die ersten Uhren erfunden. Die Zeit ist praktisch zur wichtigsten und bekanntesten Einheit geworden. Was ist Zeit und was stellt dieser Parameter eigentlich dar? Bei SIQ wissen wir nicht nur, wie man diese Frage beantwortet, sondern wir wissen auch, wie man Zeit genau misst.

Meistens assoziieren wir mit Zeit eine Uhr. Eine Uhr ist eigentlich ein Messgerät, das ein bestimmtes Intervall misst, speichert oder generiert. Die Entwicklungsgeschichte der Zeitmessung begann mit den ältesten Uhren, die auf dem Wasserfluss basierten, bereits in babylonischer und altägyptischer Zeit bekannt, später auch in griechischer und römischer Zeit. Der erste große Sprung erfolgte im Mittelalter mit der Erfindung der Pendeluhr. Während des Ersten Weltkriegs wurden die piezoelektrischen Eigenschaften von Quarz untersucht, die bis 1960 als Grundlage der genauesten Uhr dienten, als die ersten Atomuhren auftauchten, auf denen noch heute die genaueste Zeitmessung basiert. Darüber hinaus ist die Zeit aufgrund der Genauigkeit von Atomuhren genau die physikalische Größe, die heute am genauesten gemessen werden kann.

SIQ besitzt auch eine Cäsium-Atomuhr, die zum Internationalen Büro für Maß und Gewicht (BIPM) in Frankreich gehört, einer internationalen Organisation für Standardisierung, die mit der Pflege eines internationalen Einheitensystems beauftragt ist. Durch die Aufnahme in das BIPM-System trägt die SIQ-Atomuhr auch zur Berechnung der von uns weltweit genutzten Echtzeit bei. Als Inhaber des nationalen Normals für Zeit und Frequenz kümmern wir uns bei SIQ auch um die Verteilung der genauesten Zeit in Slowenien. Unsere Atomuhr hat derzeit eine relative Frequenzabweichung von 6 × 10-15. Mit anderen Worten, es würde in 5 Millionen Jahren um weniger als 1 Sekunde überholen oder zurückbleiben.

Unser tägliches Leben hängt sehr stark von der Genauigkeit der Zeitmessung ab, ohne dass wir es überhaupt merken:

• Wir wollen immer wissen, wie spät es ist, wir wollen die Uhrzeit in verschiedenen Zeitzonen für die Bedürfnisse von Reisen, Tagesplänen und Meetings kennen
• Zeitmessung im Sport
• Synchronisation von Messungen an verschiedenen Standorten (Land/Kontinent), z. B. synchrone Messung der Netzspannung an verschiedenen Standorten
• Die großen Weltbanken setzen zunehmend auf automatisierten Handel auf der Grundlage leistungsstarker Computer und komplexer Handelsalgorithmen, und die Gesetzgebung einiger Länder erfordert eine äußerst genaue Aufzeichnung des Transaktionszeitpunkts, sogar mit einer Resolution von bis zu 1 μs
• Immer mehr Instrumente haben ihre eigene interne Zeitbasis, von der die Genauigkeit des Instruments abhängt (Frequenzzähler und andere zeitbezogene Größen, Funktionsgeneratoren, Signalgeneratoren, Oszilloskope, Spektrumanalysatoren, Vektoranalysatoren usw.)
• Heutzutage kennen wir alle die GPS-Navigation, aber nur wenige Menschen wissen, dass die Genauigkeit der Anzeige eines Standorts auf der Erde tatsächlich von der Genauigkeit der Atomuhren auf Satelliten abhängt, die die Erde umkreisen. Fortgeschrittenere Atomuhren ermöglichen es, die Position auf der Erde mit geringerer Resolution bzw. größerer Genauigkeit zu bestimmen.

Bei SIQ messen wir Zeit auf allen Genauigkeitsstufen, von der Kalibrierung herkömmlicher analoger und digitaler Stoppuhren bis hin zur Kalibrierung von Messzeiten einiger anderer Instrumente (z. B. Hochspannungsprüfer, Multifunktionsinstrumente, akustische Dosimeter usw.) und wir führen auch die genaueste Kalibrierungen durch, bei denen wir uns auf unsere Atomuhr verlassen (z. B. Frequenzmesser, GNSS-Empfänger, Zeitintervall-/Impuls-/Periodenmesser, Zeitintervall-/Impuls-/Periodengeneratoren, Frequenzverteiler), wir kalibrieren die Zeitbasen verschiedener Messgeräte (Funktionsgeneratoren, Signalgeneratoren, Oszilloskope, Spektrumanalysatoren, Vektoranalysatoren usw.). Die Frequenz kann direkt von 1 mHz bis 15 GHz und von 15 GHz bis 26,5 GHz über sog. Frequenzmodulationsverfahren gemessen werden.