Messtechnik (Grundbegriffe)

Begriffe

Messen

das Bestimmen des Zahlenwertes einer Messgröße durch den Vergleich mit ihrer SI-Einheit (zB n mal 1m; n mal 1V; n mal 1A)

Eichen

das Vergleichen des Messwertes eines bestimmten Messgerätes mit einem Eichnormal, wobei die Anzeige ev. eingestellt werden muss.

Prüfen

das Feststellen, ob ein Prüfling die geforderten Eigenschaften besitzt. (Hilfsmittel = Lehre)

Fehler

der Unterschied zwischen dem angezeigten Messwert und dem wahren Wert der Größe.

Fehler1 (7K)

Fehler2 (6K)

Fehler3 (7K)

Genauigkeitsklasse

der höchste zulässige Gerätefehler in % des Messbereichsendwertes

Wir unterscheiden:

  • Präzisionsmessgeräte (Klasse 0,001; 0,002; 0,005; 0,01; 0,05)
  • Feinmessgerät (Klasse 0,1; 0,2; 0,5)
  • Betriebsmessgerät (Klasse 1; 1,5; 2,5; 5)

Genauigkeitsklasse 1 bedeutet z.B. eine maximale Abweichung von 1% des Messbereichsendwertes.

Empfindlichkeit

Das Verhältnis der Anzeigenänderung zur Messgrößenänderung

Messbereichserweiterung

Strommessung

direkte Messung

Strommessung1 (28K)

A-Meter müssen einen kleinen Innenwiderstand Ri haben.

Strommessung2 (20K)

Messung mit Nebenwiderstand (Shunt)

Strommessung3 (55K)

für kleine Ri (A-Meter)

Strommessung4 (4K)

für große Ri (Oszilloskop oder V-Meter zur Strommessung)

Strommessung5 (3K)

Messkategorie und Arbeitsspannung

Gemessen wird die Arbeitsspannung zwischen den Geräteanschlussklemmen und Erde.

Beispiel:
Mit einem Messgerät, das mit CAT III 600 V gekennzeichnet ist, kann in einem 1000 V Drehstromnetz gemessen werden. (Spannung Außenleiter gegen Erde ist 600V)

CAT IMessungen an Stromkreisen, die nicht direkt mit dem Netz verbunden sind (z.B. Sekundärkreise überspannungssicherer Netzgeräte, Batterien).
CAT IIMessungen an Stromkreisen, die direkt mit dem Niederspannungsnetz über Stecker verbunden sind (z.B. Haushaltsgeräte, Bürogeräte).
CAT IIIMessungen in der Gebäudeinstallation (z.B. Schienenverteiler, stationäre Verbraucher).
CAT IVMessungen direkt an der Quelle der Niederspannungsinstallation (z.B. an Rundsteuergeräten des EVU).

Analoge Messinstrumente

Das Analogmessinstrument zeigt die gemessene physikalische Größe direkt proportional an.
Die Anzeige erfolgt durch einen Zeiger-, Säulen- oder Schreiberausschlag.

Vorteile

  • Änderungen der Messwert leichter ablesbar

  • Beurteilung von schwankenden Messgrößen

  • Beobachtung von pulsierenden Messwerten besser möglich

  • Überwachung von kleinsten Änderungen der Messgröße

Nachteile:

  • mögliche Ablesefehler (Parallaxefehler)
  • empfindliche Messwerke können gestört werden (Magnetfelder)
  • Umrechnungsfehler (Zuordnung von Messbereich und Skala)

Beispiele

  • Dreheisenmesswerk,
  • Drehspulmesswerk,
  • Elektrodynamisches Messwerk,
  • Oszilloskop

Digitale Messinstrumente

Jedes elektronische (digitale) Messgerät besteht aus einem

  • Analog-Digital-Wandler (A/D Wandler) und der
  • Anzeigeeinheit (Display).
Instrumente für den stationären Einbau haben meist noch ein eigenes Netzgerät. Bei beweglichen Vielfachmessgeräten übernimmt meist eine Batterie die Energieversorgung.

3 ½ stelliges Messgerät → Anzeigebereich: 0 - 1999
3 ¾ stelliges Messgerät → Anzeigebereich: 0 - 3999
4 ½ stelliges Messgerät → Anzeigebereich: 0 - 19999
5 ½ stelliges Messgerät → Anzeigebereich: 0 - 199999

z.B. 3 ½ stelliges Messgerät

Messbereich: 200 V
Messwert: 19 V
Genauigkeit: 0,5%

Zulässige Abweichung:
0,5% vom Messbereich
→ 0,5% * 200V = 1V

Zulässige Anzeige:
Messwert +/- 1V
→ 18 V - 20 V