Definition und Ursachen:
Drift bezeichnet die unerwünschte, zeitliche Veränderung von Messwerten oder Kennlinien eines Sensors oder Messsystems, die nicht auf eine Änderung der tatsächlich gemessenen physikalischen Größe zurückzuführen ist. Es ist eine Form der Langzeitinstabilität, bei der der Ausgang des Sensors über die Zeit abweicht, selbst wenn die Eingangsgröße konstant bleibt.
Drift kann durch verschiedene Faktoren verursacht werden:
- Alterung der Komponenten: Materialien und elektronische Bauteile altern, was ihre Eigenschaften verändert.
- Umwelteinflüsse: Langfristige Einwirkung von Temperatur, Feuchtigkeit, Druck, Vibrationen oder chemischen Substanzen.
- Mechanische Spannungen: Entspannung von Materialien oder Befestigungen.
- Verschmutzung: Ablagerungen auf Sensorelementen.
Drift führt zu einer Verringerung der Messgenauigkeit über die Zeit.
Relevanz in der Automatisierungstechnik:
Drift ist ein wichtiges Thema in der Automatisierungstechnik, da sie die Zuverlässigkeit und Präzision von Mess- und Steuerungsprozessen direkt beeinflusst:
- Sensoren: Bei Temperatursensoren, Drucksensoren, Füllstandsensoren oder Dehnungsmessstreifen kann Drift dazu führen, dass die ausgegebenen Messwerte mit der Zeit nicht mehr der tatsächlichen physikalischen Größe entsprechen.
- Regelungstechnik: Ungenaue Messwerte durch Drift können die Regelgüte von Regelkreisen beeinträchtigen und zu ineffizientem Betrieb oder Qualitätsproblemen führen.
- Qualitätssicherung: Wenn Messgeräte driften, können Produkte fälschlicherweise als „gut“ oder „schlecht“ eingestuft werden, was zu Ausschuss oder Reklamationen führt.
- Langzeitstabilität: Die Langzeitstabilität von Sensoren ist ein wichtiges Auswahlkriterium.
Kompensation und Maßnahmen:
Um den Auswirkungen von Drift entgegenzuwirken, sind regelmäßige Kalibrierungen der Sensoren und Messsysteme unerlässlich. Bei der Kalibrierung werden die Messwerte des driftenen Geräts mit einem bekannten Standard verglichen und gegebenenfalls korrigiert.
Moderne Sensoren und Messumformer können über integrierte Funktionen zur Driftkompensation oder Selbstrekalibrierung verfügen. Auch in der SPS können Software-Korrekturen implementiert werden, um bekannten Drift zu kompensieren.
Die Toleranz gegenüber Drift hängt von der jeweiligen Anwendung ab. In hochpräzisen oder sicherheitskritischen Prozessen muss Drift sehr eng überwacht und kompensiert werden.
→ Siehe auch: Kalibrierung, Messgenauigkeit, Sensor, Messunsicherheit, Regelgüte
