CO2 Sensor kalibrieren: Wie funktionieren automatische und manuelle Kalibrierung?

Dein CO2-Sensor hängt seit Wochen im Büro, und in der Kurve fällt etwas auf: Selbst nachts, wenn niemand im Raum ist und die Lüftung läuft, sinkt der Wert nie unter 600 ppm. Oder zwei Geräte stehen nebeneinander und liegen 150 ppm auseinander. Spätestens dann stellt sich die Frage, ob du den CO2 Sensor kalibrieren musst und wie das überhaupt geht. Die kurze Antwort: Die meisten NDIR-Sensoren gleichen ihre Nulllinie automatisch nach, solange der Raum regelmäßig gut gelüftet wird. Wo das nicht klappt, kalibrierst du manuell, entweder mit frischer Außenluft als 400-ppm-Referenz oder mit einem Referenzgerät beziehungsweise Prüfgas.

Beide Wege haben klare Voraussetzungen, und beide können eine Messung auch verschlechtern, wenn du sie im falschen Moment auslöst. Wer versteht, was bei der Kalibrierung tatsächlich passiert, erkennt schnell, ob ein hoher Wert ein Sensorproblem ist oder schlicht die Wahrheit über die Raumluft.

Muss man einen CO2 Sensor kalibrieren?

Jeder NDIR-Sensor verlässt das Werk kalibriert. Er misst, wie stark CO2 Infrarotlicht in einer kleinen optischen Messkammer abschwächt, und rechnet das über eine Kennlinie in ppm um. Diese Kennlinie bleibt aber nicht für immer exakt: Die Infrarotquelle altert, und mechanische Belastung durch Transport, Stöße oder einen Sturz kann die Optik leicht verändern. Sensirion beschreibt in seinen Unterlagen zur Feldkalibrierung genau diesen Effekt: Nach Handling-, Schock- und Falltests lagen einzelne Sensoren außerhalb ihrer Spezifikation, eine Kalibrierung mit nur einem Referenzwert brachte sie über den gesamten Messbereich zurück in die Toleranz.

Diese schleichende Verschiebung nennt man Drift. Sie wirkt meist wie ein Versatz der ganzen Kurve nach oben oder unten, nicht wie ein zufälliges Rauschen. Deshalb musst du einen CO2-Sensor nicht ständig neu einstellen, aber du brauchst einen Mechanismus, der die Drift über die Jahre auffängt. Bei vielen Geräten ist das die automatische Kalibrierung. Milesight formuliert es für die AM300-Serie, zu der der AM307 gehört, sehr deutlich: Du solltest entweder die manuelle Kalibrierung oder die automatische Hintergrundkalibrierung nutzen, um genaue Werte sicherzustellen.

Ein frisch ausgepackter Sensor nach langem Transport ist deshalb der häufigste Fall, in dem eine erste Kalibrierung sinnvoll ist, ohne dass er defekt wäre.

Automatische Kalibrierung (ABC): Wie funktioniert sie?

ABC steht je nach Hersteller für Automatic Baseline Calibration oder Auto Background Calibration, Sensirion nennt dasselbe Prinzip ASC (Automatic Self-Calibration). Die Idee ist bei allen gleich: Der Sensor beobachtet seine eigenen Messwerte über einen längeren Zeitraum und nimmt an, dass der niedrigste Wert in diesem Fenster frischer Außenluft entspricht, also etwa 400 ppm. Liegt sein gemessenes Minimum zum Beispiel bei 460 ppm, verschiebt er seine Basislinie um 60 ppm nach unten.

Beim AM307 dauert dieses Beobachtungsfenster laut Herstellerdokumentation 168 Stunden, also sieben Tage. Das Gerät ermittelt den Abstand zwischen 400 ppm und dem niedrigsten CO2-Wert dieser Woche und rechnet diesen Versatz in die Basislinie ein. Milesight empfiehlt ABC für gut oder teilweise belüftete Bereiche. Sensirion nennt für seinen SCD30 ebenfalls typischerweise sieben Tage Betrieb, bevor die Selbstkalibrierung greift, und setzt voraus, dass der Sensor regelmäßig Luft mit rund 400 ppm sieht, etwa nachts in gut belüfteten Gebäuden ohne Menschen.

Zwei Details werden oft übersehen. Erstens muss der Sensor dafür durchgehend messen: Sensirion weist darauf hin, dass Abschalten die Suche nach einem neuen Referenzwert verzögert. Zweitens ist ABC kein Zaubertrick, sondern eine Annahme. Stimmt die Annahme, korrigiert der Sensor seine Drift still im Hintergrund, ohne dass du je eingreifen musst. Stimmt sie nicht, kalibriert er sich mit derselben Sorgfalt auf einen falschen Wert. Sensirion baut deshalb eine interne Plausibilitätsprüfung ein, die offensichtlich unpassende Referenzwerte verwerfen soll, doch sie kann nicht wissen, ob dein Raum nachts wirklich auf Außenluftniveau kommt.

CO2 Sensor an der frischen Luft kalibrieren: Warum 400 ppm?

Außenluft ist die einzige Referenz, die du praktisch überall kostenlos zur Verfügung hast. Ihr CO2-Gehalt ist abseits von Straßen, Schornsteinen und Menschen erstaunlich gleichmäßig. Die Hersteller setzen dafür 400 ppm an. Der tatsächliche globale Hintergrundwert liegt inzwischen etwas darüber, bei gut 420 ppm. Für einen Raumluftsensor ist dieser Unterschied von etwa 20 ppm meist unerheblich: Der AM307 hat zum Beispiel eine angegebene Genauigkeit von ±(30 ppm + 3 % vom Messwert), der Fehler liegt also innerhalb der Spezifikation. Wichtig ist eher, dass die Luft vor Ort wirklich Außenluft ist und nicht die Abgasfahne einer Kreuzung oder dein eigener Atem.

Beim AM307 sieht die manuelle Kalibrierung so aus: Du legst das Gerät mehr als zehn Minuten an einen offenen Platz im Freien und löst dann die manuelle Kalibrierung aus. Der aktuelle Wert wird sofort auf 400 ppm gesetzt. Milesight nennt das die schnellste Methode, betont aber, dass sie nur unter offenen Außenbedingungen funktioniert. Sinnvoll ist sie besonders vor der Montage in Räumen, die so schlecht belüftet sind, dass ABC dort nie greifen würde.

Für den Ablauf helfen ein paar Regeln, die Sensirion für die Frischluftkalibrierung beim Endanwender beschreibt: keine direkte Sonne auf dem Gerät, keine extremen Temperaturen, kein starker Wind, der durch das Gehäuse bläst. Halte Abstand, denn ausgeatmete Luft enthält ein Vielfaches der Außenluftkonzentration, und wer sich minutenlang über das Display beugt, verfälscht genau den Wert, auf den der Sensor gleich festgelegt wird. Ein Balkon über einer stark befahrenen Straße ist eine schlechtere Wahl als ein Garten oder eine ruhige Fensterbank auf der Hofseite.

Ein Nebeneffekt beim AM307: Liegt ein kalibrierter Wert unter 400 ppm, zeigt und meldet das Gerät 400 ppm. Unterhalb dieser Grenze kannst du einen zu niedrig messenden Sensor also nicht direkt erkennen, sondern nur daran, dass er auffällig oft genau 400 ppm anzeigt.

Wann funktioniert die automatische Kalibrierung nicht?

ABC scheitert immer dann, wenn der Raum innerhalb des Beobachtungsfensters nie auf Außenluftniveau kommt. Typische Beispiele sind Räume, die rund um die Uhr belegt sind, etwa Leitstellen, Pflegezimmer oder Schlafräume, in denen nachts gerade die höchsten Werte entstehen. Ebenso kritisch sind Gebäude, in denen die Lüftungsanlage nachts und am Wochenende komplett abgeschaltet wird, sodass die Luft über Stunden steht. Auch Räume mit einer dauerhaften CO2-Quelle, etwa Lager mit Trockeneis oder Bereiche mit Gärprozessen, bieten der Automatik nie ein echtes Minimum.

Was dann passiert, ist tückisch. Angenommen, das wahre nächtliche Minimum in einem schlecht belüfteten Raum liegt bei 600 ppm. ABC hält diese 600 ppm für Außenluft und verschiebt die Basislinie um 200 ppm nach unten. Ab jetzt misst der Sensor jeden Wert rund 200 ppm zu niedrig: Aus echten 1.400 ppm am Nachmittag werden angezeigte 1.200 ppm, und eine Lüftungsempfehlung kommt zu spät.

Ähnlich problematisch sind Geräte, die nur zeitweise laufen oder häufig umgestellt werden, sowie die ersten Tage nach der Inbetriebnahme, bevor überhaupt eine volle Woche an Daten vorliegt. Wenn du einen solchen Raum überwachst, ist es oft besser, ABC abzuschalten, den Sensor einmal sauber an der frischen Luft zu kalibrieren und ihn danach in festen Abständen zu prüfen.

CO2 Sensor zeigt zu hohe Werte: Kalibrierfehler oder echte Raumluft?

Bevor du einen hohen Wert wegkalibrierst, solltest du herausfinden, ob er stimmt. Der wichtigste Hinweis steckt im Verlauf. Schau dir die Nachtstunden oder ein Wochenende an, an dem niemand im Raum war. Fällt die Kurve dort auf 420 bis 480 ppm, arbeitet der Sensor plausibel, und die hohen Tageswerte sind echte Raumluft. Bleibt das Minimum trotz laufender Lüftung und leerem Raum dauerhaft bei 600 ppm oder höher, ist entweder die Lüftung schwächer als gedacht oder der Sensor ist gedriftet.

Diese beiden Fälle trennst du mit einem einfachen Test: Nimm den Sensor für 15 bis 20 Minuten mit nach draußen oder stell ihn in ein weit geöffnetes Fenster, ohne ihn zu kalibrieren. Zeigt er dort etwas um 400 bis 450 ppm, ist er in Ordnung, und dein Raum hat ein Lüftungsproblem. Zeigt er draußen 550 ppm, liegt eine Drift vor, und eine Frischluftkalibrierung ist berechtigt.

Auch der Standort kann hohe Werte erzeugen, die nichts mit Kalibrierung zu tun haben: Ein Sensor direkt am Arbeitsplatz misst die Atemluft der Person davor mit. Den richtigen Montageort behandeln wir in einem eigenen Artikel zur CO2 Ampel. Zwei Geräte an verschiedenen Stellen im Raum dürfen also legitimerweise unterschiedliche Werte zeigen.

Eine Abkürzung solltest du dabei meiden: Der AM307 bietet zusätzlich eine numerische Kalibrierung, bei der ein von dir eingegebener Wert zu jedem Messwert addiert wird. Das ist nützlich, um einen bekannten, geprüften Versatz einzurechnen. Als schneller Weg, eine unbequeme Zahl kleiner zu machen, verdeckt ein solcher Offset aber genau die Information, die du eigentlich brauchst.

Kalibrierung mit Prüfgas: Wann lohnt sie sich?

Die genaueste Methode ist die erzwungene Kalibrierung auf einen bekannten Wert, bei Sensirion FRC (Forced Recalibration) genannt. Dabei gibst du dem Sensor einen Referenzwert vor, der aus einer kontrollierten Quelle stammt. Sensirion nennt drei Möglichkeiten: ein kalibriertes Referenzgerät, eine Umgebung mit kontrollierter CO2-Konzentration, also Prüfgas in einer abgeschlossenen Kammer, oder frische Außenluft. Der Referenzwert sollte zwischen 400 und 2.000 ppm liegen. Vor dem Auslösen muss der Sensor laut Sensirion mindestens zwei Minuten im normalen Messmodus in dieser stabilen Umgebung laufen, die Wirkung tritt danach sofort ein.

Ein Referenzgerät funktioniert nur, wenn es selbst nachweislich kalibriert ist und direkt neben dem Prüfling misst, fern von Menschen, Fenstern und Lüftungsauslässen. Zwei Consumer-Monitore gegeneinander abzugleichen, ist keine Kalibrierung, sondern nur eine Angleichung zweier unbekannter Fehler.

Lohnt sich der Aufwand? Für ein paar Monitore in Büro- oder Besprechungsräumen meist nicht. Prüfgasflasche, Druckminderer und eine dichte Kammer kosten Zeit und Geld, und die Frischluftmethode ist für Lüftungsentscheidungen genau genug. Interessant wird Prüfgas, wenn du viele Geräte einheitlich prüfen willst, wenn Messwerte dokumentiert und belastbar sein müssen oder wenn Räume weder für ABC taugen noch ein Ausflug ins Freie praktikabel ist. Beim AM307 sieht die Herstellerdokumentation übrigens keine Kalibrierung auf einen frei wählbaren Gaswert vor. Dort stehen Frischluftkalibrierung auf 400 ppm, ABC, das Zurücksetzen auf die Werkskalibrierung und der numerische Offset zur Wahl. Prüfgas oder ein Referenzgerät dienen bei diesem Modell daher vor allem dazu, die Genauigkeit zu überprüfen.

Wie oft solltest du einen CO2 Sensor kalibrieren?

Mit aktiver ABC und einem Raum, der die Bedingungen erfüllt, im Grunde gar nicht von Hand. Der Sensor korrigiert sich beim AM307 im Wochenrhythmus selbst. Deine Aufgabe ist dann nur, gelegentlich zu prüfen, ob die Voraussetzung noch gilt, etwa nach einer Änderung am Lüftungsplan oder wenn der Raum anders genutzt wird.

Ohne ABC hängt das Intervall davon ab, wie stark dein Sensor driftet und wie genau du messen musst. Einen festen Herstellertakt gibt es für die Frischluftmethode beim AM307 nicht. Ein vernünftiger Rahmen ist eine Kalibrierung bei der Inbetriebnahme, eine weitere nach jedem Transport oder Sturz und dazwischen eine Plausibilitätsprüfung etwa einmal im Jahr. Zeigt diese Prüfung keine Abweichung außerhalb der Toleranz, lässt du die Einstellung, wie sie ist.

Öfter zu kalibrieren macht die Messung nicht besser. Jede manuelle Kalibrierung ist nur so gut wie die Bedingungen in genau diesen Minuten. Wer jeden Monat am offenen Fenster kalibriert, während draußen der Berufsverkehr vorbeizieht, fügt dem Sensor mit jeder Runde einen neuen kleinen Fehler hinzu. Halte deshalb jede Kalibrierung mit Datum, Methode, Ort und Ergebnis fest, damit du später nachvollziehen kannst, wann sich ein Wert verändert hat.

Wie prüfst du, ob die Kalibrierung gelungen ist?

Die einfachste Kontrolle ist ein zweiter Frischlufttest an einem anderen Tag und Ort: Ein gut kalibrierter Sensor zeigt draußen nach ein paar Minuten Werte um 400 bis 440 ppm. Ein Referenzgerät gibt dir mehr Sicherheit. Stell beide nebeneinander, lass sie mindestens eine Viertelstunde gemeinsam laufen und vergleiche nicht einen einzelnen Momentwert, sondern den Verlauf über diese Zeit, denn die Geräte aktualisieren und mitteln unterschiedlich.

Wie groß darf die Abweichung sein? Rechne die Toleranzen aus. Bei 1.000 ppm erlaubt die Angabe ±(30 ppm + 3 %) für den AM307 eine Abweichung von ±60 ppm. Hat dein Referenzgerät eine ähnliche Toleranz, können zwei völlig korrekt arbeitende Geräte bis zu 120 ppm auseinanderliegen. Erst wenn die Differenz deutlich darüber liegt, deutet sie auf ein echtes Problem hin. Auflösung ist dabei keine Genauigkeit: Dass ein Display auf 1 ppm genau anzeigt, sagt nichts darüber, wie nah dieser Wert an der Wahrheit liegt.

Die aussagekräftigste Prüfung braucht etwas Geduld. Beobachte in der Woche nach der Kalibrierung die Minima in leeren Stunden. Liegen sie in einem gut gelüfteten Raum wieder in der Nähe der Außenluft, hat die Kalibrierung gesessen. Wandern sie nach einer manuellen Kalibrierung sichtbar weg, war die Referenz unsauber, und eine Wiederholung unter besseren Bedingungen ist angebracht. Falls gar nichts mehr plausibel wirkt, kannst du beim AM307 auf die Werkskalibrierung zurücksetzen und neu beginnen.

CO2 Sensor kaufen: Worauf solltest du bei der Kalibrierung achten?

Wenn du einen neuen Sensor auswählst, lohnt es sich zu klären, wie du den CO2 Sensor kalibrieren kannst, bevor er an der Wand hängt. Ein NDIR-Messprinzip ist die Grundlage, denn nur dort gibt es eine echte CO2-Basislinie, die ABC und Frischluftkalibrierung korrigieren können. Achte darauf, dass sich die automatische Kalibrierung ein- und ausschalten lässt, damit du sie in Räumen ohne nächtliche Frischluft deaktivieren kannst. Eine manuelle Frischluftkalibrierung direkt am Gerät spart dir Werkzeug, und ein Zurücksetzen auf die Werkskalibrierung gibt dir einen sicheren Ausweg nach einem missglückten Versuch. Schau außerdem auf die Genauigkeitsangabe einschließlich des messwertabhängigen Anteils, damit du Abweichungen später richtig einordnen kannst, und auf eine Datenaufzeichnung, mit der du nächtliche Minima überhaupt sehen kannst. Wenn du einen Sensor suchst, bei dem du all das selbst in der Hand hast, findest du unsere Modelle in der Kategorie CO2-Sensoren.

FAQ zu CO2 Sensor Kalibrierung

Kann man einen CO2 Sensor selbst kalibrieren?

Ja, bei den meisten Raumluftsensoren mit NDIR-Technik geht das ohne Werkzeug. Du bringst das Gerät mehr als zehn Minuten an die frische Luft, hältst Abstand und löst die manuelle Kalibrierung aus, die den Wert auf 400 ppm setzt. Für eine Kalibrierung auf andere Werte brauchst du Prüfgas oder ein kalibriertes Referenzgerät und ein Gerät, das diese Funktion unterstützt.

Wie lange dauert die automatische Kalibrierung eines CO2 Sensors?

Das hängt vom Hersteller ab. Der Milesight AM307 wertet ein Fenster von 168 Stunden, also sieben Tagen, aus, und Sensirion nennt für seinen SCD30 typischerweise sieben Tage Betrieb. In dieser Zeit muss der Sensor durchgehend laufen und mindestens einmal Luft auf Außenluftniveau sehen.

Kann man die automatische Kalibrierung abschalten?

Bei vielen Geräten ja, beim AM307 zum Beispiel über die Kalibriereinstellungen in der Konfiguration. Abschalten ist sinnvoll in Räumen, die nachts belegt sind oder deren Lüftung abgeschaltet wird. Danach solltest du den Sensor einmal manuell an der frischen Luft kalibrieren und ihn regelmäßig prüfen, weil sonst niemand mehr die Drift ausgleicht.