Eine Störspannung ist eine unerwünschte elektrische Spannung, die sich zusätzlich zum eigentlichen Messsignal auf eine Leitung oder einen Messkreis aufprägt. Sie entsteht meist durch elektromagnetische oder kapazitive Einkopplungen aus der Umgebung und kann die Genauigkeit von Messungen erheblich beeinträchtigen.
Insbesondere in industriellen Anlagen mit zahlreichen elektrischen Verbrauchern, Motoren, Schaltanlagen oder Frequenzumrichtern treten Störspannungen regelmäßig auf und stellen eine Herausforderung für die präzise Messdatenerfassung dar.
Wie entstehen Störspannungen?
Störspannungen werden häufig durch elektromagnetische Felder verursacht, die von benachbarten elektrischen Leitungen oder Geräten ausgehen.
Typische Ursachen sind:
- Parallel verlegte Energie- und Signalleitungen
- Netzleitungen mit 50-Hz- oder 60-Hz-Wechselspannung
- Elektromotoren
- Frequenzumrichter
- Schütze und Relais
- Schaltvorgänge in elektrischen Anlagen
- Hochstromleitungen
- Funk- und Hochfrequenzquellen
Verläuft beispielsweise eine empfindliche Messleitung über längere Strecken parallel zu einer Netzversorgungsleitung, kann das bekannte Netzbrummen in das Messsignal eingekoppelt werden. Die Folge sind verfälschte Messwerte oder erhöhte Signalrauschen.
Auswirkungen auf die Messtechnik
Störspannungen können die Qualität von Messdaten erheblich beeinträchtigen. Mögliche Folgen sind:
- Messwertschwankungen
- Signalrauschen
- Ungenaue Messergebnisse
- Fehlinterpretationen von Messdaten
- Falschalarme bei Grenzwertüberwachungen
- Kommunikationsstörungen
- Verringerte Messauflösung
Besonders betroffen sind Sensoren mit kleinen Signalpegeln, beispielsweise:
- Thermoelemente
- Pt100-Sensoren
- Dehnungsmessstreifen
- Drucksensoren
- mV-Messungen
- Schwingungsaufnehmer
Je kleiner das eigentliche Nutzsignal, desto stärker wirken sich eingekoppelte Störspannungen aus.
Methoden zur Vermeidung von Störspannungen
Um Messfehler zu minimieren, werden in der professionellen Messtechnik verschiedene Schutzmaßnahmen eingesetzt:
Galvanische Trennung
Die elektrische Trennung von Messkanälen verhindert Ausgleichsströme und reduziert die Einkopplung von Störungen.
Geschirmte Leitungen
Abgeschirmte Kabel reduzieren die Beeinflussung durch elektromagnetische Felder.
Räumliche Trennung
Signal- und Energieleitungen sollten möglichst getrennt verlegt werden.
Differenzmessung
Durch differenzielle Messverfahren können viele Störspannungen automatisch kompensiert werden.
Filterung
Analoge und digitale Filter reduzieren hochfrequente Störanteile und Netzbrummen.
Saubere Erdungskonzepte
Ein durchdachter Potenzialausgleich verhindert Erdschleifen und unerwünschte Störströme.
Störspannungen und Delphin Messsysteme
Die Messdatenerfassungssysteme von Delphin Technology sind für den Einsatz in industriellen Umgebungen ausgelegt und verfügen über verschiedene Maßnahmen zur Erhöhung der Messsicherheit. Dazu gehören unter anderem galvanisch getrennte Eingänge sowie eine hohe Störfestigkeit gegenüber elektromagnetischen Einflüssen. Dadurch können auch empfindliche Messsignale zuverlässig erfasst werden.
Darüber hinaus unterstützt die Delphin Messtechnik die direkte Erfassung unterschiedlichster Sensorsignale wie Thermoelemente, Pt100-Sensoren, Strom-, Spannungs- oder Frequenzsignale. Durch hochwertige Signalaufbereitung und intelligente Datenverarbeitung lassen sich Störeinflüsse minimieren und präzise Messergebnisse erzielen.
Warum ist die Vermeidung von Störspannungen wichtig?
Eine effektive Reduzierung von Störspannungen sorgt für:
- Höhere Messgenauigkeit
- Zuverlässige Prozessüberwachung
- Verbesserte Datenqualität
- Geringere Fehlerraten
- Höhere Betriebssicherheit
- Präzisere Analysen und Auswertungen
Gerade in Prüfständen, Laboren, Produktionsanlagen und Monitoring-Systemen ist die Beherrschung elektromagnetischer Störeinflüsse eine wesentliche Voraussetzung für belastbare Messdaten.
Typische Einsatzbereiche
Störspannungen spielen eine Rolle bei:
- Forschung und Entwicklung
- Industrieller Messdatenerfassung
- Prüfstandstechnik
- Energie- und Leistungsmessung
- Prozessautomatisierung
- Schwingungsanalyse
- Temperaturmessung
- Laboranwendungen
- Condition Monitoring
- Maschinenüberwachung