Abtastung
Abtastung
Definition (kurz & klar)
Abtastung bezeichnet die Erfassung eines kontinuierlichen oder zeitlich veränderlichen Signals zu festgelegten Zeitpunkten. Dabei entstehen einzelne Messwerte, die anschließend digital verarbeitet, gespeichert oder für Steuerungs- und Regelungsaufgaben genutzt werden können.
Einordnung und Bedeutung
In der Automatisierungstechnik bildet die Abtastung eine wichtige Verbindung zwischen realen Prozessgrößen und ihrer digitalen Verarbeitung. Sensoren erfassen beispielsweise Temperatur, Druck, Position oder Geschwindigkeit. Eine Steuerung oder ein Messsystem übernimmt diese Werte in bestimmten zeitlichen Abständen.
Wie häufig ein Signal erfasst wird, beschreibt die Abtastfrequenz beziehungsweise Abtastrate. Sie muss zur Dynamik des betrachteten Prozesses passen. Erfolgt die Abtastung zu langsam, können schnelle Signaländerungen nicht korrekt erkannt werden. Eine unnötig hohe Abtastrate erzeugt dagegen mehr Daten und erhöht den Verarbeitungsaufwand, ohne zwangsläufig zusätzliche nutzbare Informationen zu liefern.
Typische Einsatzbereiche / Inhalte / Abläufe
- Erfassung analoger Sensorsignale
- Digitale Verarbeitung von Messwerten
- Überwachung schnell veränderlicher Prozessgrößen
- Bereitstellung von Istwerten für Regelkreise
- Aufzeichnung und Analyse zeitlicher Signalverläufe
Kontinuierliches Signal
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Signal wird abgetastet
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Einzelne Messwerte
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Digitale Verarbeitung
Die Darstellung zeigt das Grundprinzip: Aus einem kontinuierlichen Signal werden zu definierten Zeitpunkten einzelne Werte erfasst. Diese Abtastwerte stehen anschließend für die digitale Signalverarbeitung zur Verfügung.
Praxisbeispiel
Ein Drucksensor überwacht den Druck in einem pneumatischen System. Die Steuerung liest den aktuellen Messwert in regelmäßigen Zeitabständen ein. Ändert sich der Druck schnell, muss die Abtastung ausreichend häufig erfolgen, damit relevante Schwankungen erkannt und bei Bedarf entsprechende Reaktionen ausgelöst werden können.
Abgrenzung zu verwandten Begriffen
| Begriff | Abgrenzung |
|---|---|
| Abtastrate | Gibt an, wie viele Abtastungen eines Signals innerhalb einer bestimmten Zeit erfolgen. |
| Signalverarbeitung | Umfasst die weitere Verarbeitung und Auswertung der durch die Abtastung gewonnenen Signalwerte. |
| Analogsignal | Ist ein kontinuierliches Signal, dessen momentaner Wert durch Abtastung zu bestimmten Zeitpunkten erfasst werden kann. |
Häufige Fehlannahmen
- Eine höhere Abtastrate führt grundsätzlich zu besseren Ergebnissen
- Abtastung und Signalverarbeitung bezeichnen denselben Vorgang
- Langsame und schnelle Prozesse benötigen immer die gleiche Abtastrate
FAQ
Was bedeutet Abtastung in der Automatisierungstechnik?
Abtastung bedeutet, dass der aktuelle Wert eines zeitlich veränderlichen Signals zu festgelegten Zeitpunkten erfasst und für die digitale Verarbeitung bereitgestellt wird.
Warum ist die Abtastrate wichtig?
Die Abtastrate bestimmt, wie häufig ein Signal erfasst wird. Sie muss ausreichend hoch sein, um relevante Änderungen des betrachteten Signals zuverlässig abzubilden.
Was passiert bei einer zu niedrigen Abtastrate?
Bei einer zu niedrigen Abtastrate können schnelle Signaländerungen unvollständig oder falsch dargestellt werden, wodurch wichtige Informationen über den tatsächlichen Signalverlauf verloren gehen können.
Die passende Abtastung ist eine wesentliche Voraussetzung für die zuverlässige digitale Erfassung und Verarbeitung zeitlich veränderlicher Prozessgrößen.