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Warum die Multimeter Grundgenauigkeit so wichtig ist

Warum die Multimeter Grundgenauigkeit so wichtig ist

Ein Multimeter misst verschiedene elektrische Größen wie Widerstand, Spannung und Strom, aber auch je nach Modell Kapazität, Frequenz und Temperatur. Die Grundgenauigkeit eines Multimeters gibt hierbei an, wie groß der mögliche Messfehler bei der gemessenen Größe und im jeweiligen Messbereich ist. Damit können Sie die maximal mögliche Abweichung Ihres Messwerts ausrechnen.

Den Toleranzbereich Ihres Messwerts zu kennen ist besonders bei Messungen im Bereich Hochspannung für die Sicherheit wichtig. Aber auch bei Experimenten und anderen Arbeiten beeinflusst die Genauigkeit des Messwerts das Endergebnis. Aus diesem Grund kommt der Genauigkeit eines Multimeters eine besondere Bedeutung zu.

Die Grundgenauigkeit eines Digitalmultimeters wird in dem Format „%+Digits“ angegeben, zum Beispiel „±0,2 % + 3 Digits“. Diese Angabe bezieht sich immer auf den jeweiligen Messwert. Angenommen, Sie messen eine Spannung von 100 mV, sind 0,1 Prozent des Messwerts

100 mV*0,2%= 0,2 mV

Die angegeben Digits müssen Sie dazu addieren, um die Genauigkeit des Messung zu erhalten. In diesem Beispiel heißt das

0,2 mV+0,3 mV=0,5 mV

Das bedeutet, dass Ihr Messwert 99,5 mV bis 100,5 mV betragen kann.

Beachten Sie, dass die Genauigkeit immer vom ausgewählten Messbereich abhängt. Auf dem Datenblatt Ihres Herstellers finden Sie für jeden Messbereich und Art der Messung die dazugehörige Genauigkeit.

Fazit für Einsteiger:
Die Wahl des richtigen Multimeters hängt davon ab, was Sie damit vorhaben. Für gelegentliches Heimwerken oder Experimente in der Schule reicht in der Regel ein Einsteigermodell wie das PeakTech 2025. Mit 6.000 Counts und einer Grundgenauigkeit von 0,5% + 4 ist es das Richtige für Anwender, die ein solides Gerät mit den wichtigsten Funktionen haben möchten, ohne allzu tief in die Tasche greifen zu müssen.
Fazit für Fortgeschrittene:
Für fortgeschrittene Anwender, die auf einen größeren Messbereich und genauere Messungen Wert legen, eignet sich ein Modell wie das Fluke 175 True RMS Multimeter. Das Gerät besitzt 6.000 Counts und weist eine Grundgenauigkeit von 0,1% auf. Sowohl bei Gleich- als auch bei Wechselstrom deckt es einen Messbereich von 0.1 mV bis 1000 V. Auch Diodentests, Frequenz- und Kapazitätsmessungen sind möglich.
Fazit für Professionelle Anwender:

Professionelle Anwender wie Techniker und Elektriker sollten auf ein Multimeter für den Industrieeinsatz vertrauen. Das Fluke 289 ist ein gutes Beispiel dafür. Mit einer Grundgenauigkeit von 0.025 % und 50000 Counts ermöglicht es extrem präzise Messungen. Mit der TrendCapture Funktion kann es die Messwerte graphisch darstellen, ohne mit einem PC verbunden zu sein. Ein Tiefpassfilter sorgt für ultragenaue Spannungs- und Frequenzmessungen bei Antriebssteuerungen mit variabler Drehzahl.

Merke:

Je höher die Grundgenauigkeit eines Multimeters, desto präziser das Messergebnis.

Die True RMS Eigenschaft

Was ist ein True RMS Multimeter?
Die Abkürzung „True RMS“ steht für True Root Mean Square. Auf Deutsch wird der englische Begriff mit dem Ausdruck „echter Effektivwert“ übersetzt. True RMS Multimeter geben bei jeder Wechselspannung den tatsächlich Effektivwert wieder. Dabei handelt es sich um den quadratischen Mittelwert der Spannung. Geräte ohne True RMS, sogenannte Pseudo RMS Multimeter, berechnen dagegen den Gleichrichtwert, also den Mittelwert des Betrages der Spannung, und multiplizieren ihn mit dem Formfaktor 1.11. Da der Formfaktor jedoch nur für eine sinusförmige Spannung gilt, ist die Abweichung zum tatsächlichen Effektivwert bei anderen Wechselspannungen umso größer, je mehr ihre Verläufe sie sich von einer Sinuskurve entfernen. Bei Gleichrichtern wie Dioden und Rechteckspannungen kann nur ein True RMS Multimeter den Effektivwert korrekt anzeigen.

Gleichwert und Effektivwert: Eine Vertiefung

Die physikalische Größe P bezeichnet die Leistung eines elektrisch Stroms. Vereinfacht erklärt gibt sie an, wie viel Wärme in einem Widerstand R während einer bestimmten Zeit umgesetzt wird. Sie ist bei Gleichstrom proportional zum Quadrat der Spannung. Es gilt also

P ∼U² (1)

wobei U den Gleichstrom bezeichnet.
Bei einem Wechselstrom sind sowohl die Spannung als auch die Leistung nicht konstant über die Zeit. Ein Pseudo RMS Multimeter gibt den Gleichrichtwert U wieder, bei dem ein Gleichstrom mit dieser Spannung während einer bestimmten Zeit die gleiche Wärme an einem Widerstand erzeugen würde. Beim Effektivwert geht es dagegen um den quadratischen Mittelwert der Spannung. Um den Mittelwert einer veränderbaren Funktion über einen Zeitraum zu berechnen, bildet man ein Integral über dieses Intervall. Bei einer T-periodischen, sinusförmigen Spannung ergibt sich als Wert für das Integral :

P=U²/2 (2)

Ein Vergleich der Gleichungen (1) und (2) ergibt
U²=U²/2
beziehungsweise

U=U/√2

Bild 1 erläutert die Zusammenhänge zwischen Effektivwert und Gleichrichtwert an einer Sinuskurve graphisch.

(Bild 1)

Die Integralrechnung und der Faktor √2 gelten jedoch nur, wenn keine andere Spannung der Sinuskurve überlagert wird. So ein idealer Verlauf ist in der Realität jedoch selten der Fall. Berechnet man das Integral für andere Kurven, ergeben sich andere Faktoren.

Der von einem Pseudo RMS Multimeter berechnete Gleichwert ist im Vergleich zum tatsächlichen Effektivwert

bei einer rechteckförmigen Spannung 10 Prozent zu hoch
bei einem einphasigen Gleichrichter (Diode) 40 Prozent zu niedrig
bei einem dreiphasigen Gleichrichter (Diode) 5 bis 30 Prozent zu niedrig

Wer braucht ein True RMS Multimeter?
In der Elektronik sind die meisten Spannungskurven nicht sinusförmig. Rechteck-, Sägezahn- und Dreiecksignale sind nur einige Beispiele für Verläufe, die von der reinen Sinuskurve abweichen. Wenn Sie mit Mikroprozessoren, Generatoren mit variablem Drehzahlbereich, Dimmern und Dioden arbeiten und einen zuverlässigen Wert bei Ihrer Messung erhalten möchten, sollten Sie sich daher für ein True RMS Multimeter entscheiden.