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Elektrische Messgeräte (Ohmmeter, Amperemeter, Voltmeter)

Für jeden Bastler, Studenten der Elektrizität, Elektronik oder verwandter Bereiche ist es der Traum, eigene Messinstrumente zu haben. In einigen Fällen erwerben die Auszubildenden Instrumente von sehr schlechter Qualität, die, anstatt ihnen beim Lernen zu helfen, Fehler komplizieren oder falsche Messungen anzeigen.  

In anderen Fällen erwerben die Auszubildenden Instrumente von sehr hoher Qualität, stellen jedoch ohne Erfahrung die falschen Verbindungen her, was zu einer Nichtübereinstimmung oder einem Ausfall des Instruments führt. In diesem Artikel werden wir die korrekte Verwendung, Anwendung und Überprüfung der Kalibrierung zeigen.

Messgeräte
Abbildung 1 Messgeräte (https://citeia.com)

Was sind elektrische Messgeräte?

Um elektrische Signale untersuchen zu können, müssen wir sie messen und natürlich aufzeichnen. Für jeden, der diese Phänomene analysieren möchte, ist es sehr wichtig, zuverlässige elektrische Messinstrumente zu haben.
Die Messungen basieren auf elektrischen Parametern, entsprechend ihren Eigenschaften wie Druck, Durchfluss, Kraft oder Temperatur. In diesem Artikel widmen wir uns der Untersuchung der Messinstrumente für die gängigsten Grundparameter wie:

  • DAS Ohmmeter.
  • DAS Amperemeter.
  • Das Voltmeter.

Was ist ein Ohmmeter?

Es ist ein Instrument zur Messung des elektrischen Widerstands. Verwendung der Beziehung zwischen der Potentialdifferenz (Spannung) und der elektrischen Stromstärke (Ampere), die nach dem Ohmschen Gesetz entwickelt wurden.

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Ohmsches Gesetz und seine Geheimnisse Artikel abdecken
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Das analoge Ohmmeter:

Verwenden Sie ein Galvanometer, bei dem es sich um einen Stromzähler handelt. Das funktioniert wie ein Wandler, der den elektrischen Strom mit einer konstanten Spannung empfängt und Änderungen in einem Zeiger verursacht, der die Messung durch eine Beziehung anzeigt, die von berechnet wird Ohm'sches Gesetz. (Siehe Ohmschen Gesetzesartikel). Sehen Abbildung 2

Das analoge Ohmmeter
Abbildung 2 Das analoge Ohmmeter (https://citeia.com)

Das digitale Ohmmeter:

In diesem Fall verwenden Sie nicht das Galvanometer, sondern a Beziehung mit einem Spannungsteiler (abhängig von der Skala) und einer Signalerfassung (analog / digital), die den Wert des Widerstands durch die Ohmsche Rechtsbeziehung. Siehe Abbildung 3

Digitales Ohmmeter
Abbildung 3 Digitales Ohmmeter (https://citeia.com)

Ohmmeter-Anschluss:

Das Ohmmeter ist parallel zur Last geschaltet (siehe Abbildung 4). Es wird empfohlen, dass sich die Spitze des Instruments in einem optimalen Zustand befindet (Sulfatierte oder verschmutzte Spitzen verursachen Messfehler). Es ist wichtig hervorzuheben, dass die Versorgung der Potentialdifferenz durch die interne Batterie des Instruments erfolgt.

Ohmmeter-Anschluss
Abbildung 4 Ohmmeter-Anschluss (https://citeia.com)

Schritte zur Durchführung einer korrekten Messung mit elektrischen Messgeräten:

Wir empfehlen die folgenden Schritte, um bessere Ergebnisse bei Ihren Messungen zu erzielen:

Kalibrierung und Prüfung der Prüfleitung:

Bei analogen Instrumenten war es eine Verpflichtung, eine Kalibrierung und Überprüfung der Spitzen durchzuführen. Bei digitalen Instrumenten, die theoretisch automatisch sind, gibt es jedoch Faktoren, bei denen diese Kalibrierung anstelle einer Automatisierung (wenn nicht alles korrekt ist) zu einer Fehlausrichtung oder einem Fehler bei den Messungen führen kann. Wir empfehlen, jedes Mal, wenn wir eine Messung benötigen, die Kalibrierung des Instruments zu überprüfen:

Tippprüfung:

Dieser Schritt ist sehr einfach, aber elementar, um Messwerte mit einer geringeren Fehlerquote zu erhalten (Wir empfehlen es häufig zu tun) bestehen sie nur darin, die Spitzen des Instruments zu verbinden und eine Messung von +/- 0 Ω zu erzwingen, wie in Abbildung 5 gezeigt

Ohmmeter-Prüfleitungen prüfen
Abbildung 5 Überprüfung der Ohmmeter-Messleitungen (https://citeia.com)

Es muss betont werden, dass dies zu einem Ergebnis führt Die 0 Ω-Kalibrierung ist idealEs sollte beachtet werden, dass die Messspitzen Kupferkabel verwenden (theoretisch ausgezeichnete Leiter), aber in der Praxis haben alle Leiter einen gewissen Widerstand, genau wie die Spitzen (sie bestehen normalerweise aus rostfreiem Stahl, die professionellen sind Kupfer und ein Silberbad). Sie rechtfertigen jedoch kein Ergebnis, das größer als 0.2 Ω +/- des Prozentsatzes (%) der Lesegenauigkeit des Instruments ist.
Um einen hohen Wert zu erzielen, empfehlen wir: Reinigen Sie die Spitzen, überprüfen Sie die Kalibrierung des Instruments und den kritischsten Punkt, den Zustand der Batterie des Instruments.

Instrumentenkalibrierungsprüfung:

Für diesen Test empfehlen wir einen Standard, beispielsweise einen 100 Ω-Widerstand mit einer Toleranz von nicht mehr als +/- 1%, mit anderen Worten:
R Max = 100 Ω + (100 Ω x 0.01) = 101 Ω
R min = 100 Ω - (100 Ω x 0.01) = 99 Ω

Wenn wir an dieser Stelle den Fehler beim Ablesen des Instruments hinzufügen (dies hängt von der Marke und der Qualität des Ohmmeters ab), beträgt ein digitales Instrument des Fluke-Modells 117 auf der Auto-Range-Skala (0 - 6 MΩ) normalerweise +/- 0.9% [ 2], so dass wir die folgenden Maßnahmen haben können:
R Max = 101 Ω + (101 Ω x 0.009) = 101,9 Ω
R min = 99 Ω - (99 Ω x 0.009) = 98,1 Ω

Natürlich ist dieses Ergebnis relativ, da die Umgebungsbedingungen (ein sehr wichtiger Punkt für die Kalibrierung mit Standards) und der Nullfehler nicht berücksichtigt wurden, aber trotz all dieser Faktoren müssen wir einen ungefähren Wert für den Standard haben.
Wenn Sie kein Instrument zur automatischen Entfernungsmessung verwenden, empfiehlt es sich, es in einem Messbereich zu platzieren, der dem Standard am nächsten liegt.

In Abbildung 6 sehen wir 2 Multimeter (es ist ein All-in-One-Instrument). In diesem Fall bewegt sich der Fluke 117 automatisch und beim UNI-T UT38C müssen Sie die Skala auswählen, die dem Muster am nächsten liegt. Beispielsweise wird für diese Prüfung das Multimeter UNI-T Modell UT-39c [3] der Multimeter-Marke 200 Ω empfohlen

Multimeter Auto Range und manuelle Skala
Abbildung 6 Automatische Reichweite des Multimeters und manuelle Skalierung (https://citeia.com)

Vorsichtsmaßnahmen bei Verwendung des Ohmmeters als elektrisches Messgerät:

Für die korrekte Verwendung dieses Messgeräts empfehlen wir folgende Punkte:

  1. Um Messungen mit dem Ohmmeter durchführen zu können, müssen die Netzteile getrennt sein.
  2. Wie bereits im vorherigen Punkt ausgeführt, müssen die Prüfung der Prüfleitungen und die Prüfung der Kalibrierung vor der Messung durchgeführt werden.
  3. Um eine korrekte Messung zu erhalten, wird empfohlen, mindestens einen Anschluss des Widerstands oder der Komponente abzutrennen, um Impedanzen parallel zu vermeiden.

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Was ist das Amperemeter?

Das Amperemeter wird verwendet, um die Intensität elektrischer Ströme in einem Zweig oder Knoten des Stromkreises zu messen.

Das analoge Amperemeter:

Die Amperemeter haben einen Innenwiderstand, der als Shunt (RS) bezeichnet wird. Im Allgemeinen liegt er unter 1 Ohm mit hoher Präzision. Er dient dazu, die elektrische Stromstärke des Knotens zu verringern, der parallel zum Galvanometer angeschlossen ist. Siehe Abbildung 7.

Analoges Amperemeter
Abbildung 7 Analoges Amperemeter (https://citeia.com)

Das digitale Amperemeter:

Wie das parallele Amperemeter verwendet es einen der Skala proportionalen Nebenschlusswiderstand, aber anstatt eines Galvanometers wird eine Signalerfassung durchgeführt (analog / digital), es werden im Allgemeinen Tiefpassfilter verwendet, um Rauschen zu vermeiden.

Elektrische Messgeräte für digitale Amperemeter
Abbildung 8 Digitales Amperemeter (https://citeia.com)

Schritte zur Durchführung einer korrekten Messung mit dem Amperemeter als elektrischem Messgerät:

  • Das Amperemeter ist wie in Abbildung 9 gezeigt in Reihe (mit einem Jumper) an die Last angeschlossen
Elektrische Messgeräte zur Amperemeter-Messung
Abbildung 9 Messung mit Amperemeter (https://citeia.com)
  • Es wird empfohlen, die Verbindungen bei ausgeschalteter Stromquelle herzustellen, indem Sie das Amperemeter auf die maximale Skala stellen und die Skala absenken, bis die empfohlene Skala erreicht ist.
  • Es wird immer empfohlen, den Status der Batterie und der Sicherungen zu überprüfen, bevor Sie Maßnahmen ergreifen.

Vorsichtsmaßnahmen bei Verwendung des Amperemeter als elektrisches Messgerät:

  • Es ist wichtig zu beachten, dass das Amperemeter parallel vom Nebenschlusswiderstand abhängt, mit anderen Worten, die interne Impedanz beträgt theoretisch tendenziell 0 Ω (in der Praxis hängt sie von der Skala ab), beträgt jedoch normalerweise weniger als 1 Ω Es sollte niemals in PARALLEL angeschlossen werden.
  • Es ist sehr wichtig, die Schutzsicherung zu überprüfen und niemals einen höheren Wert als den empfohlenen einzustellen.

Was ist das Voltmeter?

El Voltmeter Es ist ein Instrument zur Messung der Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten in einem Stromkreis.

Das analoge Voltmeter:

Es besteht aus einem Galvanometer mit einem Serienwiderstand, dessen Wert von der ausgewählten Skala abhängt (siehe Abbildung 10)

Elektrische Messgeräte für analoge Voltmeter
Abbildung 10 Analoges Voltmeter (https://citeia.com)

Das digitale Voltmeter:

Das digitale Voltmeter hat das gleiche Prinzip wie das analoge Voltmeter, mit dem Unterschied, dass das Galvanometer durch einen Widerstand ersetzt wird, wodurch eine Spannungsteilerschaltung mit einer proportionalen Beziehung entsteht.

Elektrische Messgeräte für digitale Voltmeter
Abbildung 11 Digitales Voltmeter (https://citeia.com)

Voltmeter-Anschluss:

Voltmeter haben theoretisch eine hohe Impedanz. In der Praxis sind sie in der Regel unendlich. Sie haben durchschnittlich 1 MΩ (natürlich variiert sie je nach Skala). Ihre Verbindung erfolgt parallel, wie in Abbildung 12 dargestellt

Voltmeteranschluss elektrische Messgeräte
Abbildung 12 Voltmeter-Anschluss (https://citeia.com)

Schritte zur Durchführung einer korrekten Messung mit dem Voltmeter als elektrischem Messgerät:

A. Stellen Sie das Voltmeter immer auf die höchste Skala (zum Schutz) und senken Sie es schrittweise auf die nächste Skala ab, die höher als die Messung ist.
B. Überprüfen Sie immer den Status der Batterie des Instruments (bei entladener Batterie treten Messfehler auf).
C. Überprüfen Sie die Polarität der Messleitungen. Es wird empfohlen, die Farbe der Messleitungen (+ Rot) (- Schwarz) zu beachten.
D. Im Falle eines Negativs wird empfohlen, es an (-) oder Schaltungsmasse zu befestigen und die Messleitung (+) zu variieren.
E. Überprüfen Sie, ob die gewünschte Spannungsmessung DC (Gleichstrom) oder AC (Wechselstrom) ist.

Vorsichtsmaßnahmen bei Verwendung des Voltmeters als elektrisches Messwerkzeug:

Voltmeter haben im Allgemeinen eine relativ hohe Skala (600 V - 1000 V). Beginnen Sie immer mit dem Ablesen auf dieser Skala (AC / DC).
Wir erinnern uns, dass die Messungen parallel sind (in Reihe würde dies einen offenen Stromkreis verursachen) siehe Ohmsches Gesetzesthema.

Abschließende Empfehlungen für elektrische Messgeräte

Für jeden Fanatiker, Studenten oder Techniker in den Bereichen Elektronik und Elektrizität ist es wichtig zu wissen, wie man Messinstrumente verwendet. Ihre Kalibrierung ist erforderlich, um Diagnosen und technische Bewertungen durchzuführen. Für den Fall, dass Sie ein Multimeter verwenden Nehmen Sie wie gewohnt die Überprüfung der Ohmmeter-Kalibrierung vor, da bei diesen Instrumenten (alles in einem) beispielsweise alle Parameter irgendwie miteinander verbunden sind (Batterie, Spitzen, Amperemeter und Voltmeter unter anderem zur Messung von Widerstandsvariablen).

Die Verwendung eines Testmusters für die elektrischen Messinstrumente Ohmmeter, Amperemeter und Voltmeter ist erforderlich, um dies ständig zu tun. Aufgrund unserer Erfahrung, dies nicht zu tun und das Instrument leider nicht kalibriert zu haben, können wir falsche Signale für Fehler oder Lesefehler erhalten.

Wir hoffen, dass dieser einleitende Artikel zum Thema hilfreich ist, wir warten auf Ihre Kommentare und Zweifel.

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