Störung ist unerwünschte Energie, die Messsignale verzerrt oder verfälscht und dadurch die Genauigkeit und Zuverlässigkeit in kritischen Systemen beeinflusst.
Störung in Messsystemen bezeichnet jede unerwünschte elektromagnetische, optische oder elektrische Energie, die das beabsichtigte Messsignal verzerrt oder verfälscht. Sie ist ein zentrales Thema in der Luftfahrt, Telekommunikation, industriellen Automatisierung und kritischen Infrastrukturen, wo Zuverlässigkeit und Genauigkeit essenziell sind. Mit der zunehmenden Dichte elektronischer Geräte und der Nutzung des elektromagnetischen Spektrums steigt auch das Risiko von Störungen, sodass deren Verständnis und Minderung für Konformität, Sicherheit und effiziente Abläufe unerlässlich sind.
Messsysteme sind darauf ausgelegt, Informationen mit hoher Genauigkeit zu erfassen. Dennoch kann Störung – sei es durch Umgebungsfelder, streuende optische Reflexionen oder andere Quellen – die Datenintegrität untergraben, Betriebsgefahren verursachen und zu regulatorischer Nichteinhaltung führen. Internationale Normen wie die der International Civil Aviation Organization (ICAO) legen streng zulässige Störpegel fest. Selbst subtile Formen von Störung können schwerwiegende Folgen haben, wie unbemerkte Sensordrift oder Fehlalarme in sicherheitskritischen Umgebungen.
Störung in Messsystemen ist jedes unerwünschte Signal – elektromagnetisch, optisch oder elektrisch –, das einen Messpfad erreicht und das gewünschte Signal verzerrt, überdeckt oder verfälscht. Sie kann kontinuierlich oder vorübergehend, beabsichtigt oder unbeabsichtigt sein und aus Umweltquellen, Geräten oder betrieblichen Faktoren stammen.
Störung umfasst eine Vielzahl von Phänomenen mit jeweils spezifischen Quellen, Auswirkungen und Gegenmaßnahmen.
| Typ | Beschreibung | Beispiel |
|---|---|---|
| Elektromagnetische Störung (EMI) | Beeinträchtigung durch äußere elektromagnetische Felder. | Netzoberwellen beeinträchtigen Sensordaten. |
| Hochfrequenzstörung (RFI) | Störung im Hochfrequenzspektrum. | Mobiltelefone stören VHF-Avionik. |
| Übersprechen | Signalübertragung zwischen benachbarten Leitungen oder Kanälen. | Sprachüberschneidungen im Cockpit-Intercom. |
| Impulsrauschen | Kurzzeitige, hochamplitudige Störungen. | Blitze verursachen Radarmessfehler. |
| Intermodulation | Nichtlineare Mischung erzeugt unerwünschte Signale. | Mehrere Sender erzeugen unerwartete Töne. |
| Gleichkanalstörung | Mehrere Sender teilen sich eine Frequenz. | Überlappende ATC-Funkübertragungen. |
| Nachbarkanalstörung | Übersprechen zwischen benachbarten Frequenzen. | VOR- und ILS-Kanalüberlappung in Navigationssystemen. |
| In-Band-Störung | Unerwünschte Signale im Betriebsband. | Überlappende WLAN-Signale. |
| Out-of-Band-Störung | Signale außerhalb, aber nahe am Betriebsband dringen ein. | TV-Sender beeinträchtigen Flugzeugkommunikation. |
| Thermisches Rauschen | Zufälliges Rauschen durch Elektronenbewegung. | Grundrauschen in Empfängern. |
| Optische Störung | Unerwünschtes Licht in optischen Sensoren. | Sonnenlicht im Cockpit-Fotodetektor. |
Das Verständnis dieser Typen ist für Fehlersuche, Systemdesign und regulatorische Einhaltung in hochzuverlässigen Umgebungen unerlässlich.
Störquellen können vielfältig und komplex sein:
Regulierungsbehörden wie die ICAO fordern insbesondere an kritischer Infrastruktur eine rigorose Überwachung und Verwaltung.
Störung kann sowohl subtile als auch gravierende Probleme verursachen:
Bemerkenswerte Anwendungsfälle:
Strenge Standards (z. B. ICAO) setzen Grenzwerte für Störungen zum Schutz der Sicherheit und Betriebssicherheit.
Standardisierte Verfahren sind für effektive Erkennung und Konformität entscheidend.
Jedes elektromagnetische Feld oder Signal, das elektronische/elektrische Systeme beeinträchtigt. Kann abgestrahlt oder geleitet sein.
Beispiel: Ein Schaltnetzteil strahlt Oberwellen ab, die in ein nahegelegenes Radio einkoppeln und hörbares Rauschen verursachen.
EMI im Hochfrequenzbereich (3 kHz–300 GHz). Betroffen sind Funkkommunikation, Radar und Navigation.
Beispiel: WLAN-Signale im 2,4-GHz-Band stören Bluetooth-Geräte und verursachen Datenverluste.
Unerwünschte Signalübertragung zwischen benachbarten Kanälen oder Leitungen, häufig in dichter Verkabelung oder Hochfrequenzsystemen.
Beispiel: VHF-Funksignale koppeln in Cockpit-Intercom-Kreise und lenken Piloten ab.
Kurze, energiereiche Störungen durch z. B. Blitzschlag oder Schaltvorgänge.
Beispiel: Lichtbogenschweißen in einem Hangar stört nahegelegene Funkempfänger.
Mischung von Signalen in nichtlinearen Komponenten erzeugt neue, unerwünschte Frequenzen.
Beispiel: Zwei Sender erzeugen Störsignale, die die Navigation beeinträchtigen.
Beispiel: Überlappende Flugverkehrskontrollübertragungen oder VOR/ILS-Frequenzüberlappung.
Beispiel: Überlappende WLAN-Access-Points (In-Band) oder lokale TV-Sendungen, die in die Kommunikation eindringen (Out-of-Band).
Grundlegendes elektronisches Rauschen durch thermische Bewegung in Leitern, in allen Empfängern vorhanden.
Unerwünschtes Licht, das in optische Sensoren gelangt und die Messgenauigkeit beeinträchtigt.
Beispiel: Sonnenlicht verursacht Fehlmessungen in Cockpit-Fotodetektoren.
Störung ist eine allgegenwärtige Herausforderung für Messgenauigkeit und Systemzuverlässigkeit. Das Verständnis ihrer Quellen, Mechanismen und Auswirkungen ermöglicht effektive Gegenmaßnahmen und sichert Konformität, Sicherheit und operative Exzellenz in kritischen Bereichen wie Luftfahrt, Telekommunikation und Automatisierung.
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Quellen:
Zuletzt aktualisiert: 2024
Störung in Messsystemen ist jedes unerwünschte elektromagnetische, optische oder elektrische Signal, das das gewünschte Messsignal verzerrt oder verfälscht. Sie kann durch natürliche oder menschengemachte Quellen entstehen und Fehler, Datenkorruption oder Geräteausfälle verursachen, was die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Systems beeinträchtigt.
Wichtige Arten von Störungen sind elektromagnetische Störung (EMI), Hochfrequenzstörung (RFI), Übersprechen, Impulsrauschen, Intermodulation, Gleichkanal- und Nachbarkanalstörung, In-Band- und Out-of-Band-Störung, thermisches Rauschen und optische Störung. Jede Art wirkt sich unterschiedlich auf Systeme aus und erfordert angepasste Gegenmaßnahmen.
Störungen werden mit Werkzeugen wie Spektrumanalysatoren, Oszilloskopen und Feldstärkemessgeräten erkannt. Spektrumanalysatoren bieten eine frequenzbasierte Ansicht zur Identifizierung unerwünschter Signale, während Richtantennen und Maskenüberwachung helfen, Störquellen zu lokalisieren und zu charakterisieren, um sie zu mindern und Vorschriften einzuhalten.
Die Minderung umfasst Abschirmung, Filterung, ordnungsgemäßes Kabelmanagement, Geräteabstand und Einhaltung gesetzlicher Vorschriften. Regelmäßige Überwachung, Standortanalysen und der Einsatz zertifizierter Geräte verringern ebenfalls die Anfälligkeit für Störungen und gewährleisten Messgenauigkeit und Betriebssicherheit.
Die Kontrolle von Störungen ist in der Luftfahrt und Telekommunikation entscheidend, da selbst geringfügige Störungen zu Sicherheitsrisiken, Datenverlust oder Kommunikationsausfällen führen können. Regulatorische Standards (z. B. ICAO, ITU) setzen strenge Grenzwerte, um eine Unterbrechung kritischer Dienste zu verhindern und die Systemintegrität zu gewährleisten.
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