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Messgenauigkeit von Bodenfeuchte-Sensoren?

Verfasst: 25 Sep 2024, 11:47
von Marie-Charlotte
Hallo zusammen,
ich habe die Betreuung einer Davis-Wetterstation übernommen, die zwei Bodenstationen mit je vier Bodenfeuchte- und -temperatursensoren hat. Ich habe schon länger das Gefühl, dass die Bodenfeuchte-Sensoren nicht so wirklich exakt messen. Jetzt habe ich die alle mal ausgegraben, woraufhin sie alle 200cb gemessen haben (soweit so gut), und dann ins Wasser gestellt, was jetzt eine Bandbreite von 1 bis 15 cb ergab.
Muss man diese Ungenauigkeiten hinnehmen oder kann man da was machen? Würden neue Sensoren helfen?
Danke und viele Grüße!

Re: Messgenauigkeit von Bodenfeuchte-Sensoren?

Verfasst: 25 Sep 2024, 15:12
von spitzmaus
Gefühlt würde ich sagen, die sind nicht sonderlich genau. Das Datenblatt von Davis enthält überhaupt keine Angaben zur Genauigkeit.

Re: Messgenauigkeit von Bodenfeuchte-Sensoren?

Verfasst: 25 Sep 2024, 15:58
von richard-os
Hallo,
welche Werte würdest Du erwarten, wenn sie im Wasser stehen?
Wie groß ist der Messbereich?
Wozu dient die Kenntnis der Werte?
Warum nimmst Du an, dass alle dasselbe anzeigen müssten?
Wie werden die geeicht?
Was ist das für eine seltsame Einheit?
Grüße Richard

Re: Messgenauigkeit von Bodenfeuchte-Sensoren?

Verfasst: 25 Sep 2024, 16:59
von Gyvate
richard-os hat geschrieben: 25 Sep 2024, 15:58 Was ist das für eine seltsame Einheit?
cb steht für Centibar und ist eine andere Möglichkeit, Bodenfeuchtigkeit (oder besser den Bodenfeuchtebedarf) über die Saugspannung darzustellen.
Es ist eine Druckgröße.
Lies mal z.B. hier nach
https://mmm-tech.de/index.php/de/suppor ... scheduling

Re: Messgenauigkeit von Bodenfeuchte-Sensoren?

Verfasst: 25 Sep 2024, 20:00
von Werner
Handbuch von DAVIS dazu beachtet?
6440_Anleitung.pdf (beim deutschen Distributor)
Anzeige Zentibar (cb):
0-10 = Gesättigter Boden. Typisch im Winter und nach ergiebigen Regenfällen
10-20 = alle Böden sind ausreichend nass. Keine Bewässerung nötig.
Deine Werte (von 1 bis 15 cb) liegen eigentlich im Normal-Bereich

Re: Messgenauigkeit von Bodenfeuchte-Sensoren?

Verfasst: 25 Sep 2024, 23:56
von richard-os
Hallo,
in Deinem Anwendungsfall geht es nicht um die volumetrische Bodenfeuchtigkeit, die in Volumenprozent gemessen wird, sondern um die Saugspannung, eine Druckgröße. Es ist immer hilfreich zwischen einer Messgröße, ihrer Einheit und dem Einheitszeichen zu unterscheiden.
Nach allgemein wissenschaftlichen Grundsätzen wird jeder Größe eine SI-Einheit zugewiesen. Das Bar ist zwar noch gebräuchlich, aber das Pascal wäre SI-konform. Ein Zentibar hat damit das Einheitszeichen cbar. 1 cbar = 0,01 bar = 0,01 *10^5 Pa =10^3Pa =1 kPa =10 hPa.
Die Einheit pF ist der dekadische Logarithmus der in hPa gemessenen Saugspannung und ist wohl entsprechend dem ph-Wert mit dem p für "pondus" gewählt.
Bodenfeuchtigkeitsensoren messen also verschiedenen Größen und wenn ich den verlinkten Text richtig verstanden habe, sind die Werte je nach Messverfahren nicht einfach übertragbar, wenn man nichts über die Bodenart weiß. Meine Erfahrung mir Messgeräten ist die, dass man mit Konsumsensoren nicht wissenschaftlich arbeiten kann. Außerdem sollten Sensoren kalibrierbar sein. Wenn Du wissenschaftlich arbeiten musst, dann frag besser mal bei Deinem Assi oder höher nach.
N.B.: Der DWD lacht über die Geräte, mit denen hier im Forum Wetterstationen betrieben werden.
Viel Spass beim Forschen.
Grüße Richard

Re: Messgenauigkeit von Bodenfeuchte-Sensoren?

Verfasst: 26 Sep 2024, 09:47
von Ton_vanN
Davis benutzt Soilsensors von Typ Watermark, geliefert von Irrometer.
Anwendung wird in Detail beschrieben:
für ‘uns’ z.B. auf www.irrometer.com/200ss.html
Unterabschnitt ‘Support’ ist interessant wegen Erklärung von vielen Neben-Aspekte bei Anwendung.
Die Dokumentation am Irrometer-Website macht klar das für Bodenfeuchtmessung man voraus guter Kenntniss haben muss von Bodenkarakteristiken des Grundstücks
=> Bodenkentniss bestimmt grundsätzlich Wert der Messungen.
Sonst hat der Feuchtmesswert nur praktischer Wert als Grob-Indiz oder als Tendenz-Indikator.

Re: Messgenauigkeit von Bodenfeuchte-Sensoren?

Verfasst: 26 Sep 2024, 11:26
von Gyvate
richard-os hat geschrieben: 25 Sep 2024, 23:56 Hallo,
in Deinem Anwendungsfall geht es nicht um die volumetrische Bodenfeuchtigkeit, die in Volumenprozent gemessen wird, sondern um die Saugspannung, eine Druckgröße. Es ist immer hilfreich zwischen einer Messgröße, ihrer Einheit und dem Einheitszeichen zu unterscheiden.
Nach allgemein wissenschaftlichen Grundsätzen wird jeder Größe eine SI-Einheit zugewiesen. Das Bar ist zwar noch gebräuchlich, aber das Pascal wäre SI-konform. Ein Zentibar hat damit das Einheitszeichen cbar. 1 cbar = 0,01 bar = 0,01 *10^5 Pa =10^3Pa =1 kPa =10 hPa.
Die Einheit pF ist der dekadische Logarithmus der in hPa gemessenen Saugspannung und ist wohl entsprechend dem ph-Wert mit dem p für "pondus" gewählt.
Bodenfeuchtigkeitsensoren messen also verschiedenen Größen und wenn ich den verlinkten Text richtig verstanden habe, sind die Werte je nach Messverfahren nicht einfach übertragbar, wenn man nichts über die Bodenart weiß. Meine Erfahrung mir Messgeräten ist die, dass man mit Konsumsensoren nicht wissenschaftlich arbeiten kann. Außerdem sollten Sensoren kalibrierbar sein. Wenn Du wissenschaftlich arbeiten musst, dann frag besser mal bei Deinem Assi oder höher nach.
N.B.: Der DWD lacht über die Geräte, mit denen hier im Forum Wetterstationen betrieben werden.
Viel Spass beim Forschen.
Grüße Richard
1. ob diese wissenschaftliche Abhandlung über SI-Einheiten (in USA werden durchaus, auch in der (Natur-)Wissenschaft, imperiale Einheiten benutzt, so nebenbei, ohne dass ich damit andeuten will, dass ich das gut fände) dem OP hilft, sei mal dahin gestellt.

Es hat auch niemand gesagt, die Messverfahren seien direkt vergleichbar - aber sie dienen demselben Ergebnis, nämlich sicherzustellen, dass rechtzeitig und genug bewässert werden kann.

Ein weiteres gängiges Beispiel ist die Bestimmung der Solarstrahlungenergie über einen radiometrischen oder einen photometrischen Ansatz. Übrigens meteorologisch relevant und eingesetzt.

2. ob der DWD lacht (oder ob das nur Deine Wahrnehmung ist) ist uns hier piep-schnurz-egal - Hochmut kommt bekanntlich vor dem Fall - das ist nur für diejenigen wichtig, die meinen, einen institutionellen Wetterdienst kopieren zu müssen. Die anderen bekommen Daten über das/ihr lokale Mikroklima, die der DWD und die WMO-Stationen nicht liefern - nicht liefern können und wollen, da sie eine andere Fragestellung bedienen, die wiederum private Wetterstationen nicht oder nur bedingt leisten können.

Es gibt allerdings durchaus Dienste - ich nenne die jetzt mal Wetterdaten-Informations-Lieferanten - die durchau auf die Daten privater Wetterstationen zurückgreifen - und das aus gutem Grund.

3. wenn man die Spezifikationen der jeweils benutzen Geräte kennt, kann man durchaus (natur-)wissenschaftlich damit arbeiten. Auch "Konsum-"Sensoren.
(Natur-)Wissenschaftlich heißt ja nicht immer Nachkommastellen-Präzisionismus.
Ich weiss da durchaus, wovon ich rede, war selbst mal "Assi".

Aber (natur-)wissenschaftliche Prinzipien muss man verstehen und nicht nur Teilaspekte mental kopieren und meinen, man wisse, wie naturwissenschaftliches Arbeiten immer und überall funktioniert, bzw. meinen, es sei nicht mehr naturwissenschaftlich, nur weil es scheinbar (richtiger Gebrauch des Wortes !) anders ist als man es selbst mal in seinem EInzelfall gemacht hat.
Vieles kommt auf die Fragestellung, die Versuchanordnung u.v.a.m. an.

Und ob Centibar jetzt mit cbar oder cb abgekürzt wird, ist im praktischen Leben so relevant wie wenn in Nord-China ein Sack Reis umfällt. Der durchschnittliche Wetterstationenbenutzer will praktische und verständliche Ergebnisse.
Das heisst nicht, dass man nicht cbar schreiben kann, aber wenn im Davishandbuch cb steht, ist es m.M.n. zielführend, sich für die Nicht-Spezialisten-Fachfrau auf das zu beziehen, was dort steht,

Re: Messgenauigkeit von Bodenfeuchte-Sensoren?

Verfasst: 26 Sep 2024, 11:40
von Ton_vanN
Es gibt Kollegen von DWD, die Beitrag von Amateuren als wertvoll betrachten:
z.B. über WOW lesen MetOfficeUK, MetEire, KNMI und KMI hunderte von ‘Zusatz’-Stationen und benutzen die Messwerten in ihre Modelle.
Und in den VS bekommt NWS Daten von u.a. CWOP und Weatherflow.

Re: Messgenauigkeit von Bodenfeuchte-Sensoren?

Verfasst: 26 Sep 2024, 12:14
von Gyvate
Ton_vanN hat geschrieben: 26 Sep 2024, 11:40 Es gibt Kollegen von DWD, die Beitrag von Amateuren als wertvoll betrachten:
z.B. über WOW lesen MetOfficeUK, MetEire, KNMI und KMI hunderte von ‘Zusatz’-Stationen und benutzen die Messwerten in ihre Modelle.
Und in den VS bekommt NWS Daten von u.a. CWOP und Weatherflow.
richtig - sehr guter Hinweis - das dient dazu, unseren eigenen Horizont und auch den der Forumsbenutzer zu erweitern. :thumbup: