Der Funktionsumfang des alten
Geräts (links) ist etwas höher, es wurde damals
zusätzlich mit einer Temperatursonde ausgestattet. Am alten Gerät
mussten die Messbereiche manuell eingestellt werden. Am neuen
Gerät wird nur noch die Messgröße eingestellt, der Messbereich wird
beim Messen automatisch ermittelt (was nicht immer ein Vorteil sein muss).Ein bei Spannungsmessungen u. U. wesentlicher Unterschied: Der Eingangswiderstand ist in den 20 Jahren von 1 MΩ auf 10 MΩ gewachsen, dafür sind die oberen erlaubten Werte für V DC und V AC auf 300 V gesunken. Das jüngere Gerät ist deshalb für Spannungsmessungen an Drehstrom (380 V!) nicht geeignet (aber wer misst da schon?)
Wegen der automatischen Messbereichsauswahl lassen sich am Auswahlschalter nur einstellen: Gleichspannung, Wechselspannung, Ohm, µA, mA, A, ob nun Gleichstrom DC oder Wechselstrom AC wird durch den Select-Knopf eingestellt.
Hat man einen schwankenden Messwert, so kann man die Messung durch den Hold-Knopf anhalten, um diesen z. B. schnell zu notieren. Dieser Knopf funktioniert genauso wie eine Zwischenzeitmessung an einer Stoppuhr.
Die akustische Durchgangsmessung funktioniert.
(Bild lässt sich zum Vergrößern anklicken).
.
Der Signalgenerator liefert ein 1 kHz Rechtecksignal ± 3 V:
Die mitgelieferten Messspitzen haben vorne abnehmbare Berührungschutzhäubchen, man kann also ggf. separat zu erwerbende Krokodilklemmen oder Clips aufstecken (und damit das Gerät u. U. im Wert verdoppeln, je nachdem welche Fabrikate man kauft)
An das Innenleben des Instruments muss man heran, wenn man eine der beiden Sicherungen zum Ansprechen gebracht hat.
Dazu muss man die Batterie ausbauen ( 1 Schraube lösen) und dann in den Ecken die vier versenkten Schrauben lösen (blaue Pfeile). Der vorne grüne Teil kann dann vom schwarzen Körper getrennt werden. Außer den beiden Sicherungen (gelb) gibt es keine wartbaren Teile.
Hervorgehoben ist noch der weiter unten erwähnte 10 A Shuntwiderstand (grün).
(Bild lässt sich zum Vergrößern anklicken)
Zum Prüfen der Genauigkeit der Spannungsmessung dient ein selbstgebautes Spannungsnormal auf Basis eines LT1029AC, das 5 V ±0,01 V(!) liefert. Der Wettbewerb mit meinen zwei älteren Messgeräten zeigt eine sehr gute Genauigkeit.
Die Genauigkeit der Strommessung ist ähnlich, der Stromverbrauch meines Spannungsnormals wurde auf allen Geräten mit 1,25 mA angezeigt.
.
Einige Tipps zur Spannungsmessung.
Bei einer Spannungsmessung legt man einen hochohmigen Verbraucher an eine Messstelle. Hier legt man 10 MΩ an, was in den meisten Fällen eine nicht wahrnehmbare Belastung der Messstelle darstellt. Diese 10 MΩ bestehen aus einem Spannungsteiler, aus 5 Widerständen gebildet, durch die die angelegte Spannung dividiert wird. Der Multiplexer Mux tastet die Werte immer von oben nach unten ab, d. h. er beginnt mit der 300 V Stufe und legt den Wert an den ADC (Analog – Digital – Converter) des eingebauten Mikroprozessors. Dieser wandelt den Spannungswert in einen Zahlenwert um. Ist dieser kleiner als 1/10 der maximalen Auflösung, wird der Mux eine Stufe höher geschaltet und das Ganze wiederholt, und vielleicht dann mehrmals, bis die ADC-Umwandlung zwischen 1 und 1/10 liegt. Bei diesem Gerät hier könnte die ADC-Umwandlung mit 8 Bit erfolgen, was einen möglichen Wertebereich von 0 – 255 für den Zahlenwert bedeutet. Bei 201 macht man oben logischerweise „zu“ und schaltet die Anzeige auf OL („Overload“), die untere Grenze ist logischerweise 20, die überschritten sein muss, um das Hochschalten des Multiplexers zu beenden. Der gezeigte Schaltplan ist als Prinzipskizze zu verstehen, die reale Ausführung wird noch weitere Komponenten enthalten, wie z. B. die Gleichrichtung für Wechselspannungsmessungen.
Während ein ideales Spannungsmessgerät einen Innenwiderstand von ∞ hat, beträgt er für ein ideales Strommessgerät 0 Ω! Beides ist technisch nicht darstellbar.
Ein Strommessgerät misst den Spannungsabfall über einem Widerstand, und das alles wird sehr einfach, wenn dieser 200 mV bei Vollausschlag beträgt. Damit ergibt sich das Prinzipschaltbild (links) für den Strommessteil des Geräts.
Ob das wirklich so ausgeführt wurde, wurde nicht geprüft. Außerdem sind die Strommessbereiche mit einer 250 mA Sicherung (flink) gesichert, die aber hier nicht eingezeichnet ist, sie müsste im rechten Teil liegen. Diese Sicherung spricht an, wenn man im Strommessbereich aus Versehen eine Spannungsmessung durchführen will, ohne auf die Umschaltung zu achten. Die meisten Stromquellen (Batterien, Akkus, Netzteile, nicht Knopfzellen) haben einen geringen Innenwiderstand und dadurch wird der dünne Draht in der Sicherung meist sofort zerrissen! Man sollte also beizeiten am besten ein 10er-Päckchen Sicherungen F 250 mA 5 x 20 mm beschaffen.
Um die Inanspruchnahme der Sicherung etwas zu erschweren, haben heutzutage viele Vielfachmessinstrumente einen eigenen Strommesseingang:
Zum Thema Messen eines hohen Stromverbrauchs mit der 10 A – Buchse.
10 Ampere ist für den normalen Elektroniker schon eine gewaltige Stromstärke, sie kommt im Alltag kaum vor. Selbst in einem Verbrenner-Auto, wo die stärksten Verbraucher die (Quarz-) Scheinwerferlampen mit 55 W ( ~ 4,5 A bei 12 V ) (ich glaube mal gelesen zu haben, dass LED-Scheinwerfer dieselbe Leistung abnehmen) zieht nur der Anlasser (gewaltig) mehr Strom. Normalerweise liegen zu messende Ströme im mA Bereich oder darunter.
Deshalb sollte man eigentlich immer parallel zum Messgerät einen entsprechend leistungsfähigen Schalter S haben bzw. installieren, damit man bei diesem geschlossenem Schalter den Verbraucher mit seinem üblichen Ein-Aus-Schalter einschalten und ggf. hochfahren kann. Erst dann öffnet man den parallelen Schalter und der Strom fließt durch das Messgerät ohne Einschaltstromstoß. Zum Beenden oder Unterbrechen der Messung schließt man den Schalter wieder und schaltet dann den Verbraucher bei Bedarf mit dem normalen Betriebsschalter ab.
Der 10 A – Bereich ist mit einer Zeitvorschrift versehen und diese ist ernst zu nehmen! Der Wirkwiderstand, der zwar nur im Milliohm – Bereich liegt, führt aber den für die Messung erforderlichen Spannungsabfall, der 100 mV (bei 10 A) oder mehr betragen kann, herbei. Nach der Formel für die Leistung W = U * I haben wir dann 1 W auf dem kurzen Drahtbügel, was auf die Dauer zu einer merklichen Erwärmung des Drahts führt. Das kann zu einem „thermal runaway“ – Effekt führen, denn der erhitzte Draht zeigt einen zunehmenden Widerstand, der einen höheren Spannungsabfall herbeiführt und die Verlustleistung ansteigen lässt, mit der Wirkung, dass die Schmelztemperatur des Lots überschritten wird und der heiße Bügel dann einfach aus den Lötlöchern herausfällt. Gelernt habe ich das beim Entwickeln eines Ladegeräts für meine Autobatterie, das über 4 A liefern sollte. Diesen Strom habe ich über die 10 A - Buchse des oben gezeigten alten Messgeräts gemessen. Nach längerer Zeit wurde der Strom 0.00 angezeigt und Schmorgeruch ließ bemerken, dass etwas durchgeschmort war. Der Bügel aus dickem Widerstandsdraht hatte sich, weil hängend angeordnet, ausgelötet, war heruntergefallen und hatte das Gehäuse etwas angeschmolzen.
Nicht nur der Shunt-Widerstand kann Probleme machen, die mitgelieferten Messkabel genauso! Für eine Dauerlast von 10 A ist der Leitungsquerschnitt viel zu gering, das Kupfer kann sich erhitzen und die Isolierung schmelzen. Also Vorsicht!
