Mehrere Datenlogger zeitlich synchronisieren: Uhrenabweichung und Messkanäle richtig vergleichen

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Drei Datenlogger überwachen gleichzeitig einen Prüfstand. Ein Gerät zeichnet den Druck auf, ein zweites die Temperatur und ein drittes den Motorstrom. Nach einer Störung soll geklärt werden, was zuerst passiert ist. In den Messdaten steigt jedoch scheinbar zuerst die Temperatur, anschließend fällt der Druck und erst einige Sekunden später steigt der Strom. Technisch ergibt diese Reihenfolge keinen Sinn.

Die Ursache muss nicht im Prozess liegen. Schon wenige Sekunden Zeitversatz zwischen den internen Uhren verschiedener Datenlogger können Ereignisse beim späteren Zusammenführen der Messreihen in eine falsche Reihenfolge bringen. Bei langen Messungen kommt zusätzlich die Drift der einzelnen Uhren hinzu.

Für eine belastbare Ursachenanalyse reicht es deshalb nicht aus, vor Messbeginn auf allen Geräten dieselbe Uhrzeit einzustellen. Zu berücksichtigen sind Startoffset, Uhrenabweichung, Zeitzone, Sommerzeit, Messintervall, Triggerzeitpunkt und gegebenenfalls sogar die zeitliche Verzögerung zwischen einzelnen Messkanälen.

Geeignete Geräte für parallele Messungen finden Sie unter Multimessgeräte / Datenlogger. Weitere Lösungen für langfristige und mehrkanalige Messwertaufzeichnungen sind unter Datenlogger / Universalmessgeräte zusammengefasst.

Warum gleiche Uhrzeit noch keine Synchronität bedeutet

Werden zwei Datenlogger vor einer Messung manuell auf beispielsweise 08:00 Uhr eingestellt, bedeutet dies zunächst nur, dass ihre Anzeigen ungefähr dieselbe Uhrzeit zeigen.

Schon beim Einstellen kann ein kleiner Zeitversatz entstehen. Wird Logger A um 08:00:00 gestartet und Logger B erst drei Sekunden später bestätigt, besitzen die beiden Datensätze bereits einen Anfangsoffset.

Danach laufen beide Geräte mit ihren eigenen internen Zeitbasen weiter. Diese können geringfügig unterschiedlich schnell laufen. Nach einigen Stunden oder Tagen ist der Zeitversatz deshalb möglicherweise größer als unmittelbar nach dem Start.

Bei einer einfachen Raumtemperaturmessung ist ein Unterschied von einigen Sekunden meist irrelevant. Bei einem Prüfstand, auf dem Druckspitzen, Ventilschaltungen, Stromanstiege oder schnelle mechanische Ereignisse miteinander verglichen werden sollen, kann derselbe Fehler die Interpretation vollständig verändern.

Offset, Drift und Kanalverzögerung unterscheiden

Bei zeitlich nicht übereinstimmenden Messdaten sollten drei unterschiedliche Effekte getrennt betrachtet werden.

Effekt	Bedeutung	Typisches Verhalten
Zeitoffset	Die Uhren beginnen mit unterschiedlichen Zeitständen	Konstanter Versatz über die gesamte Messung
Uhrendrift	Die Zeitbasen laufen geringfügig unterschiedlich schnell	Versatz nimmt mit der Messdauer zu oder ab
Mess- beziehungsweise Kanalverzögerung	Messwerte werden technisch nicht exakt zum selben Zeitpunkt erfasst	Kleiner systematischer Versatz trotz korrekter Uhren

Die Unterscheidung ist wichtig. Ein konstanter Offset kann vergleichsweise einfach korrigiert werden. Bei Drift muss dagegen zusätzlich berücksichtigt werden, dass sich der Zeitfehler über die Messdauer verändert.

Wie entsteht die Uhrenabweichung eines Datenloggers?

Stand-alone-Datenlogger benötigen eine interne Uhr beziehungsweise Zeitbasis, damit jeder gespeicherte Messwert einem Zeitpunkt zugeordnet werden kann.

Diese Uhr läuft jedoch nicht mathematisch perfekt. Der verwendete Oszillator besitzt eine begrenzte Frequenzgenauigkeit und kann zusätzlich von Temperatur, Alterung und Gerätekonstruktion beeinflusst werden.

Die mögliche Abweichung einer Zeitbasis wird häufig als Frequenzabweichung betrachtet. Eine Angabe in ppm – parts per million – lässt sich direkt auf die mögliche zeitliche Drift übertragen.

Vereinfacht gilt:

Zeitabweichung ≈ Messdauer × Frequenzabweichung

Als reines Rechenbeispiel entsprechen 20 ppm etwa 1,7 Sekunden pro Tag. Nach sieben Tagen wären daraus bereits rund 12 Sekunden geworden, wenn die Abweichung konstant in dieselbe Richtung wirkt.

Dieser Wert ist ausdrücklich kein allgemeiner Datenlogger-Grenzwert. Die tatsächliche Zeitbasis muss für das konkrete Gerät anhand der technischen Daten beziehungsweise Herstellerinformationen bewertet werden.

Das Beispiel zeigt jedoch, warum eine einmalige Synchronisierung vor einer mehrwöchigen Messung nicht zwangsläufig ausreicht.

PC- und NTP-Zeit richtig einsetzen

Viele Datenlogger werden über einen PC, eine Software oder ein Netzwerk konfiguriert. Dabei kann die interne Uhr des Loggers häufig auf die aktuelle Systemzeit gesetzt werden.

Das verbessert die Ausgangssituation erheblich, wenn sämtliche Geräte unmittelbar nacheinander mit demselben Rechner eingestellt werden.

Für netzwerkfähige Geräte kann – sofern vom jeweiligen Gerät unterstützt – eine Synchronisierung über einen gemeinsamen Zeitdienst sinnvoll sein. NTP, das Network Time Protocol, dient dazu, Uhren verteilter Systeme auf eine gemeinsame Zeitreferenz zu synchronisieren.

Wichtig ist jedoch die Unterscheidung:

Eine gemeinsame Uhrzeit ist noch keine Garantie dafür, dass zwei Messgeräte ihre Messwerte exakt gleichzeitig erfassen.

NTP beziehungsweise eine PC-Zeitsynchronisierung adressiert zunächst die Zeitbasis. Für schnelle Ereignisse kann zusätzlich ein gemeinsamer Hardwaretrigger erforderlich sein.

Es sollte außerdem niemals automatisch angenommen werden, dass ein Gerät mit Ethernetanschluss auch eine NTP-Synchronisation unterstützt. Diese Funktion muss ausdrücklich für das betreffende Datenlogger-Modell vorhanden sein.

Warum ein gemeinsamer Starttrigger genauer ist

Sollen mehrere Logger ein schnelles Ereignis miteinander vergleichen, ist ein gemeinsames elektrisches Startsignal häufig wesentlich eindeutiger als das manuelle Starten der Geräte.

Voraussetzung ist, dass die verwendeten Datenlogger einen entsprechenden Trigger- beziehungsweise Digitaleingang besitzen.

Ein gemeinsamer Trigger kann beispielsweise von einer Prüfstandssteuerung, SPS oder einem definierten Schaltkontakt stammen. Derselbe Zustandswechsel wird den beteiligten Messgeräten als zeitliche Referenz zur Verfügung gestellt.

Damit lässt sich ein gemeinsamer Punkt in den Messkurven erzeugen:

t = 0 entspricht dem Triggerereignis.

Die absolute Uhrzeit kann weiterhin dokumentiert werden. Für die technische Ursachenanalyse wird jedoch zusätzlich die relative Zeit zum Trigger verwendet.

Dadurch wird beispielsweise eindeutig sichtbar, ob ein Druckanstieg 150 ms vor oder 300 ms nach dem Schalten eines Ventils aufgetreten ist.

Bei der elektrischen Verbindung muss berücksichtigt werden, welche Triggerpegel, Massebezüge, galvanische Trennung und zulässigen Spannungen die jeweiligen Geräte unterstützen. Triggeranschlüsse dürfen nicht allein aufgrund einer ähnlichen Klemmenbezeichnung miteinander verbunden werden.

Synchronimpuls während einer laufenden Messung nutzen

Bei längeren Messungen ist nicht nur der gemeinsame Start interessant. Ein definierter Synchronimpuls während oder am Ende der Aufzeichnung kann zusätzlich zeigen, wie weit die Logger inzwischen auseinanderlaufen.

Ein praktisches Verfahren besteht darin, dass alle beteiligten Geräte zu Beginn denselben Impuls erfassen. Nach mehreren Stunden oder Tagen wird ein zweiter gemeinsamer Impuls erzeugt.

Liegt der zweite Impuls im Datensatz von Logger A beispielsweise bei 24:00:00 und in Logger B bei 24:00:03, hat sich zwischen beiden Zeitbasen ein zusätzlicher relativer Versatz von drei Sekunden aufgebaut.

Bei besonders wichtigen Langzeitmessungen können auch regelmäßig wiederkehrende Synchronereignisse verwendet werden.

Dadurch lässt sich später wesentlich besser beurteilen, ob lediglich ein konstanter Offset vorliegt oder ob die Zeitbasis eines Loggers gegenüber dem anderen driftet.

Zeitzone und Sommerzeit eindeutig behandeln

Zwei technisch korrekt laufende Logger können trotzdem scheinbar um eine Stunde auseinanderliegen, wenn unterschiedliche Zeitzonen- beziehungsweise Sommerzeiteinstellungen verwendet werden.

Das Problem tritt besonders häufig auf, wenn:

• Daten aus unterschiedlichen Softwarepaketen zusammengeführt werden,
• Messungen über die Sommer-/Winterzeitumstellung laufen,
• Geräte aus unterschiedlichen Ländern eingesetzt werden oder
• ein System UTC und ein anderes lokale Zeit speichert.

Für anspruchsvolle Messkampagnen ist deshalb eine einheitliche Zeitbasis sinnvoll. UTC eignet sich besonders gut für die interne Speicherung und Datenzusammenführung, weil sie unabhängig von lokaler Sommerzeit bleibt.

Die lokale Uhrzeit kann anschließend für Berichte oder Bedieneranzeigen daraus abgeleitet werden.

Entscheidend ist weniger, ob UTC oder Ortszeit verwendet wird, sondern dass eindeutig dokumentiert ist, welche Zeitbasis jeder Datensatz enthält.

Messintervall und Abtastraster berücksichtigen

Selbst perfekt synchronisierte Uhren lösen nicht jedes Problem.

Logger A zeichnet beispielsweise alle 100 ms auf, Logger B einmal pro Sekunde und Logger C nur alle zehn Sekunden. Die gespeicherten Werte können dann nicht einfach zeilenweise miteinander verglichen werden.

Ein Ereignis um 12:00:00,650 kann von einem schnellen Logger direkt erfasst werden, während ein langsamer Logger erst um 12:00:01 oder sogar deutlich später einen neuen Wert speichert.

Das Ereignis erscheint dadurch zeitlich verschoben, obwohl die Uhren korrekt synchronisiert sind.

Vor Messbeginn sollten deshalb folgende Punkte abgestimmt werden:

• Messintervall,
• Abtastrate,
• Speicherrate,
• Triggerbedingungen und
• erforderliche zeitliche Auflösung.

Die schnellste Messrate ist dabei nicht automatisch die beste. Sie muss zur Dynamik des zu untersuchenden Prozesses passen.

Sind alle Kanäle eines Loggers wirklich gleichzeitig?

Auch bei einem einzelnen Mehrkanal-Datenlogger sollte geprüft werden, wie die Kanäle technisch erfasst werden.

Bei gleichzeitig abtastenden Systemen besitzt jeder relevante Kanal eine eigene Erfassung zum selben Zeitpunkt beziehungsweise eine entsprechend ausgelegte Architektur.

Andere Messgeräte verwenden dagegen einen Multiplexer. Dabei werden mehrere Eingangskanäle sehr schnell nacheinander auf einen gemeinsamen A/D-Wandler geschaltet.

Zwischen Kanal 1 und Kanal 8 liegt dann ein kleiner zeitlicher Abstand. Bei langsamen Temperaturmessungen ist dieser Effekt praktisch häufig vernachlässigbar. Bei schnell wechselnden Strom-, Druck-, Schwingungs- oder Impulssignalen kann er dagegen relevant werden.

Deshalb muss zwischen zwei Angaben unterschieden werden:

Wie häufig wird eine komplette Messreihe gespeichert – und mit welchem zeitlichen Abstand werden die einzelnen Kanäle innerhalb dieser Messreihe erfasst?

Bei schnellen Prüfstandsanalysen sollte die Kanalarchitektur des verwendeten Messgerätes daher in die Bewertung einbezogen werden.

Zeitversatz durch den Sensor selbst

Ein scheinbarer Zeitversatz muss nicht vom Datenlogger stammen.

Unterschiedliche Sensoren besitzen sehr unterschiedliche dynamische Eigenschaften. Ein elektrischer Stromsensor kann eine Änderung sehr schnell erfassen, während ein Temperaturfühler aufgrund seiner thermischen Masse erst deutlich später reagiert.

Auch Drucksensoren, Thermoelemente, Pt100-Fühler oder Feuchtesensoren besitzen abhängig von Konstruktion und Einbau unterschiedliche Ansprechzeiten.

Wenn beispielsweise unmittelbar nach dem Start einer Pumpe der Strom steigt, wenige Millisekunden später der Druck zunimmt und die Gehäusetemperatur erst nach mehreren Minuten reagiert, ist diese zeitliche Reihenfolge physikalisch plausibel.

Bei der Auswertung muss deshalb zwischen:

• Uhrenversatz,
• Messintervall,
• elektronischer Kanalverzögerung und
• physikalischer Sensorreaktion

unterschieden werden.

Uhrendrift nachträglich korrigieren

Wurde erst nach Abschluss einer Messung festgestellt, dass zwei Logger zeitlich auseinanderlaufen, kann eine nachträgliche Korrektur möglich sein.

Am einfachsten ist ein konstanter Offset. Ist bekannt, dass Logger B während der gesamten Messung exakt 4,2 Sekunden hinter Logger A lag, können seine Zeitstempel entsprechend verschoben werden.

Komplexer wird es bei Drift.

Angenommen, zwei Logger stimmen beim Start exakt überein. Nach zehn Stunden liegt Logger B jedoch zwei Sekunden zurück. Dann kann innerhalb dieser Messung näherungsweise eine zeitabhängige Korrektur vorgenommen werden, sofern die Drift ausreichend gleichmäßig war.

Besonders hilfreich sind dafür zwei oder mehr eindeutig identifizierbare gemeinsame Ereignisse:

• Synchronimpuls am Anfang,
• Synchronimpuls am Ende,
• gemeinsamer Ventilschaltvorgang,
• definierter Lastsprung oder
• anderes sicher zuordenbares Ereignis.

Der Originaldatensatz sollte dabei immer unverändert erhalten bleiben. Eine zeitlich korrigierte Datei sollte als bearbeitete Auswertung gekennzeichnet und die verwendete Korrekturmethode dokumentiert werden.

Messdaten richtig zusammenführen

Werden CSV-, Excel- oder andere Exportdateien verschiedener Logger zusammengeführt, sollte nicht direkt mit dem grafischen Überlagern begonnen werden.

Zunächst müssen die Zeitachsen vereinheitlicht werden.

Eine sinnvolle Reihenfolge ist:

1. Zeitformat jedes Loggers bestimmen.
2. Zeitzone beziehungsweise UTC-Bezug prüfen.
3. Startoffset bestimmen.
4. Mögliche Drift prüfen.
5. Gemeinsamen Referenzzeitpunkt festlegen.
6. Messintervalle beziehungsweise Abtastraten vergleichen.
7. Erst danach Datensätze zusammenführen oder resampeln.

Bei unterschiedlichen Messintervallen kann eine gemeinsame Zeitachse erzeugt werden. Dabei ist jedoch Vorsicht mit Interpolation geboten.

Zwischen zwei Temperaturwerten kann eine lineare Interpolation für eine Trenddarstellung sinnvoll sein. Bei einem digitalen Schaltzustand oder einer kurzen Druckspitze könnte dieselbe Methode dagegen ein Ereignis erzeugen, das physikalisch nie gemessen wurde.

Originalmesswerte und mathematisch erzeugte Zwischenwerte sollten deshalb unterscheidbar bleiben.

Typische Fehlerbilder

Beobachtung	Mögliche Ursache	Sinnvolle Prüfung
Zwei Kurven sind dauerhaft um mehrere Sekunden verschoben	Unterschiedliche Startzeit beziehungsweise Uhrenoffset	Gemeinsames Ereignis suchen und Offset bestimmen
Versatz wird während der Messung immer größer	Uhrendrift	Referenzereignis am Anfang und Ende vergleichen
Versatz beträgt exakt eine Stunde	Zeitzone oder Sommerzeit	Zeitbasis und Softwareeinstellungen kontrollieren
Schneller Kanal reagiert scheinbar früher als langsamer Logger	Unterschiedliche Messintervalle	Abtast- und Speicherraten vergleichen
Kanäle desselben Gerätes zeigen kleinen festen Versatz	Sequenzielle Kanalabtastung möglich	Messprinzip und Kanalabtastung des Gerätes prüfen
Temperatur reagiert deutlich später als Strom oder Druck	Physikalische Sensorträgheit	Ansprechzeiten und Einbausituation vergleichen
Datensatz enthält doppelte beziehungsweise fehlende Uhrzeiten	Zeitumstellung oder nachträgliche Uhrkorrektur	UTC-Zeit beziehungsweise Rohzeitstempel prüfen

Empfohlener Ablauf für synchronisierte Messungen

1. Messaufgabe definieren: Festlegen, welche Ereignisse zeitlich miteinander verglichen werden sollen.
2. Erforderliche Zeitauflösung festlegen: Sind Minuten, Sekunden, Millisekunden oder noch kürzere Zeitabstände relevant?
3. Wenn möglich einen gemeinsamen Mehrkanal-Logger verwenden: Dadurch entfällt ein großer Teil der Synchronisationsproblematik zwischen separaten Geräten.
4. Gemeinsame Zeitbasis festlegen: Beispielsweise UTC beziehungsweise dieselbe PC- oder Netzwerkzeit.
5. Logger unmittelbar vor Messbeginn synchronisieren: Datum, Uhrzeit und Zeitzone kontrollieren.
6. Messintervalle abstimmen: Die zeitliche Auflösung aller Geräte muss zur Ereignisdynamik passen.
7. Gemeinsamen Trigger verwenden: Wenn die Geräte dies unterstützen und schnelle Ereignisse untersucht werden.
8. Synchronereignis dokumentieren: Zu Beginn einen eindeutig erkennbaren gemeinsamen Impuls erzeugen.
9. Bei Langzeitmessungen erneut referenzieren: Am Ende beziehungsweise regelmäßig einen weiteren Synchronimpuls erfassen.
10. Rohdaten sichern: Originaldateien nicht überschreiben.
11. Zeitachsen prüfen: Offset, Drift, Zeitzone und Kanalverzögerungen bewerten.
12. Auswertung dokumentieren: Jede nachträgliche Zeitkorrektur nachvollziehbar festhalten.

Praxisbeispiel aus einem Prüfstand

An einem hydraulischen Prüfstand soll ein sporadischer Fehler untersucht werden. Ein Logger zeichnet den Pumpendruck auf, ein zweiter den Motorstrom und ein dritter mehrere Temperaturen.

Alle Geräte werden morgens manuell auf dieselbe angezeigte Uhrzeit gestellt und anschließend gestartet.

Nach mehreren Stunden tritt die Störung auf. Bei der Auswertung sieht es zunächst so aus, als ob der Druckabfall bereits einige Sekunden vor dem erhöhten Motorstrom aufgetreten wäre. Die vermutete Ursache passt nicht zum Anlagenverhalten.

Daraufhin werden die Datensätze anhand eines Schaltvorgangs verglichen, der von allen drei Messsystemen erfasst wurde. Dabei zeigt sich, dass die Logger bereits beim Messbeginn unterschiedliche Zeitoffsets hatten.

Zusätzlich wird ein zweites gemeinsames Ereignis gegen Ende der Messung ausgewertet. Der Abstand zwischen den Zeitachsen hat sich inzwischen weiter verändert. Damit ist klar, dass neben dem Anfangsoffset auch eine geringe relative Uhrendrift vorhanden ist.

Die Rohdaten werden nicht verändert. Für die Ursachenanalyse werden Kopien erzeugt und anhand der beiden Referenzereignisse auf eine gemeinsame relative Zeitachse korrigiert.

Nach der Korrektur zeigt sich eine andere Reihenfolge: Zuerst steigt der Motorstrom, kurz danach verändert sich der Druck. Die Temperatur reagiert aufgrund der deutlich langsameren thermischen Dynamik erst wesentlich später.

Für die nächste Prüfserie wird der Aufbau geändert. Mehrere der benötigten Signale werden auf einem gemeinsamen Mehrkanal-Messgerät erfasst. Für das verbleibende externe Messgerät wird zusätzlich ein gemeinsamer digitaler Trigger eingesetzt.

Damit ist die zeitliche Zuordnung bereits während der Messplanung definiert und muss nicht erst nachträglich rekonstruiert werden.

Synchronisation dokumentieren

Gerade bei Reklamationen, Prüfständen und längerfristigen Ursachenanalysen sollte die zeitliche Konfiguration Bestandteil der Messdokumentation sein.

Sinnvoll sind mindestens:

• Gerätebezeichnung und Seriennummer,
• Messkanal und zugeordnete Messgröße,
• Start- und Endzeit,
• verwendete Zeitzone beziehungsweise UTC,
• Mess- beziehungsweise Speicherintervall,
• Art der Uhrensynchronisierung,
• verwendeter Trigger,
• Zeitpunkt von Synchronimpulsen,
• festgestellter Zeitoffset,
• festgestellte Drift und
• eventuelle nachträgliche Korrektur der Zeitachse.

Dadurch kann auch Monate später nachvollzogen werden, ob ein zeitlicher Abstand zwischen zwei Ereignissen tatsächlich aus dem Prozess stammt oder durch die Messtechnik verursacht wurde.

Welche Produkte und Lösungen eignen sich?

MultiSystem 5070 – mehrere Messgrößen auf einer gemeinsamen Zeitbasis

Das MultiSystem 5070 eignet sich besonders für mobile Diagnose- und Prüfstandsaufgaben, bei denen mehrere Messgrößen zusammen betrachtet werden sollen.

Das Gerät bietet mehrere analoge beziehungsweise Frequenzeingänge, einen digitalen Ein- und Ausgang sowie zusätzliche Kanäle für Berechnungen und CAN-Daten. Insgesamt können zahlreiche Messgrößen innerhalb eines gemeinsamen Messsystems erfasst werden.

Für die hier beschriebene Aufgabenstellung liegt ein wesentlicher Vorteil darin, möglichst viele zusammengehörige Signale innerhalb eines Gerätes aufzuzeichnen. Damit entfällt für diese Kanäle die Synchronisation mehrerer unabhängiger Logger-Uhren.

Der digitale Eingang kann außerdem bei geeigneter Konfiguration für eine ereignisbezogene Triggerung beziehungsweise zeitliche Referenzierung genutzt werden.

ICT700 / ICT750 – stationäre Mehrkanalerfassung mit Triggerfunktionen

Die ICT700 / ICT750 eignen sich für stationäre Mehrkanal-Messaufgaben.

Die Geräte ermöglichen die Erfassung zahlreicher Kanäle, bieten unterschiedliche Messraten, umfangreiche Triggerfunktionen sowie Schnittstellen wie Ethernet und USB.

Gerade an Prüfständen kann eine zentrale Erfassung verschiedener analoger Prozesssignale den späteren Aufwand für die zeitliche Zusammenführung mehrerer einzelner Logger erheblich reduzieren.

MultiPanel 2025 – Datenaufzeichnung mit Trigger-Ein- und Ausgang

Das MultiPanel 2025 kombiniert Messwertanzeige und Datenaufzeichnung und verfügt über Trigger-Ein- und -Ausgänge.

Damit kann das Gerät für Anwendungen interessant sein, in denen ein definierter externer Vorgang als zeitliche Referenz für eine Aufzeichnung dienen soll.

Ob mehrere Geräte über eine bestimmte Triggerarchitektur miteinander verbunden werden können, muss dabei anhand der konkreten elektrischen Ein- und Ausgangsspezifikationen geprüft werden.

Weitere Multimess- und Aufzeichnungssysteme finden Sie unter Multimessgeräte / Datenlogger. Das vollständige Sortiment ist unter Datenlogger / Universalmessgeräte zusammengefasst.

ICS Schneider Messtechnik unterstützt bei der Auswahl von Datenloggern, Sensoren, Messraten und Triggerkonzepten sowie bei der Planung von Mehrkanal-Messungen für Prüfstände, Instandhaltung und Ursachenanalysen.

Fazit

Mehrere Datenlogger zeigen nicht automatisch dieselbe Zeit, nur weil ihre Uhren vor Messbeginn gleich eingestellt wurden.

Für die korrekte Zusammenführung paralleler Messreihen müssen mindestens Anfangsoffset, Uhrendrift, Zeitzone, Messintervall und mögliche Kanalverzögerungen berücksichtigt werden.

Bei langsamen Langzeitmessungen kann eine gemeinsame PC- oder Netzwerkzeit bereits eine sehr gute Ausgangsbasis schaffen. Werden dagegen schnelle Ereignisse miteinander verglichen, ist ein gemeinsamer Hardwaretrigger beziehungsweise Synchronimpuls wesentlich aussagekräftiger.

Bei langen Messungen sollte zusätzlich überprüft werden, ob sich der Zeitversatz zwischen den Geräten verändert. Ein Referenzereignis zu Beginn und ein zweites am Ende ermöglichen es, eine relative Drift zu erkennen und gegebenenfalls nachvollziehbar zu korrigieren.

Wo immer möglich, ist es technisch einfacher, zusammengehörige Messgrößen mit einem gemeinsamen Mehrkanal-Datenlogger zu erfassen. Dadurch werden Druck, Temperatur, Strom oder andere Signale bereits innerhalb eines Messsystems zeitlich zugeordnet.

Entscheidend ist letztlich, die Zeitbasis genauso sorgfältig zu behandeln wie Messbereich, Sensor und Messgenauigkeit. Nur dann lässt sich später zuverlässig beurteilen, welches Ereignis tatsächlich Ursache und welches Wirkung war.

Häufige Fragen zur Synchronisierung mehrerer Datenlogger

Reicht es aus, alle Logger vor dem Start auf dieselbe Uhrzeit zu stellen?

Für langsame und unkritische Aufzeichnungen kann dies ausreichen. Bei präzisen Ursachenanalysen muss jedoch zusätzlich berücksichtigt werden, wie genau die Geräte gestartet wurden und wie stark ihre internen Uhren während der Messung driften.

Was ist der Unterschied zwischen Zeitoffset und Uhrendrift?

Ein Offset ist ein bereits vorhandener Zeitversatz zwischen zwei Uhren. Drift bedeutet dagegen, dass dieser Abstand während der Messung größer oder kleiner wird, weil die beiden Zeitbasen geringfügig unterschiedlich schnell laufen.

Kann NTP mehrere Datenlogger exakt synchronisieren?

NTP kann bei entsprechend ausgestatteten Netzwerkgeräten eine gemeinsame Zeitbasis bereitstellen. Es garantiert jedoch nicht automatisch eine exakt gleichzeitige Messwerterfassung. Für schnelle Ereignisse kann zusätzlich eine Hardwaretriggerung erforderlich sein.

Warum sollte bei langen Messungen UTC verwendet werden?

UTC vermeidet Mehrdeutigkeiten durch lokale Zeitzonen sowie Sommer- und Winterzeit. Besonders beim Zusammenführen von Datensätzen verschiedener Systeme oder Standorte vereinfacht eine einheitliche Zeitbasis die Auswertung.

Was ist ein Synchronimpuls?

Ein Synchronimpuls ist ein definiertes Signal beziehungsweise Ereignis, das von mehreren Messsystemen erfasst wird. Seine Position in den Datensätzen dient als gemeinsamer zeitlicher Referenzpunkt.

Kann ich einen Zeitversatz nachträglich korrigieren?

Ja, wenn der Versatz zuverlässig bestimmt werden kann. Ein konstanter Offset lässt sich vergleichsweise einfach korrigieren. Bei Drift sind mindestens zwei gemeinsame Referenzereignisse über die Messdauer wesentlich hilfreicher.

Warum stimmen zwei Kanäle desselben Datenloggers manchmal nicht exakt zeitlich überein?

Einige Messsysteme erfassen mehrere Kanäle sequenziell über einen Multiplexer. Dadurch entsteht zwischen den Kanälen ein kleiner zeitlicher Abstand. Ob dieser relevant ist, hängt von der Geschwindigkeit des Prozesses und der Gerätearchitektur ab.

Kann ein langsamer Sensor wie eine falsche Uhr aussehen?

Ja. Ein Temperaturfühler kann beispielsweise wesentlich langsamer auf einen Prozesswechsel reagieren als ein Strom- oder Drucksensor. Dieser physikalische Zeitversatz muss von einem Fehler der Logger-Zeitbasis unterschieden werden.

Was ist für eine Ursachenanalyse besser: mehrere Einzel-Logger oder ein Mehrkanal-Logger?

Wenn alle erforderlichen Messgrößen und Signale mit einem gemeinsamen Mehrkanal-Logger erfasst werden können, vereinfacht dies die zeitliche Zuordnung erheblich. Separate Logger sind weiterhin sinnvoll, wenn Messstellen weit auseinanderliegen oder spezielle Messgeräte erforderlich sind.

Was sollte bei einer nachträglichen Zeitkorrektur dokumentiert werden?

Der ursprüngliche Datensatz, die festgestellte Zeitabweichung, die verwendeten Referenzereignisse, die Korrekturmethode und die erzeugte Auswertedatei sollten nachvollziehbar dokumentiert werden. Die Originaldaten sollten unverändert erhalten bleiben.