In diesem Kurstext erklären wir dir als angehenden Techniker Grundlegendes zum Messen und zeigen dir dabei aber auch den Unterschied zwischen einem analogen und einem digitalen Messgerät auf.
Für ein optimales Verständnis helfen dir drei ausführliche Videoclips und zwei anschauliche Rechenbeispiele zu dem Thema. Mehr zu diesem Thema und der Elektrotechnik findest du im Kurs: ET3-Netzwerkberechnung
“Ein Messgerät wird in der Elektrotechnik genutzt um elektrische Größen eindeutig zu erfassen.”
Grundlagen
Stell dir vor, du sitzt vor einer großen Maschine und möchtest etwas über die Leistung dieser Maschine wissen.
Hierzu benötigst du, falls du die Angabe der Leistung nirgends in der Anleitung findest, den Wert von elektrischer Stromstärke und elektrischer Spannung.
Diese beiden Werte musst du an der Maschine oder den passenden Relais messen und anschließend das Produkt bilden um die Leistung zu bestimmen.
Beabsichtigst du eine direkte Messung einer elektrischen Größe wie
- Elektrischem Strom
oder
- Elektrischer Spannung
oder
- Ohmschen-Widerstand
und
- Frequenz (Wechselstrom)
so benötigst du dazu ein Messgerät, wie es auf der nächsten Abbildung zu sehen ist.
Dieses Messgerät kann sich auf die Messung einer Größe (Bild, links, Ohm-Meter) beschränken, oder durch einen Schalter in der Lage sein unterschiedliche Größen zu messen (Bild, rechts, Multimeter (digital)).
Die Verarbeitung und die Ausgabe der Messergebnisse kann entweder digital oder analog erfolgen, je nachdem wie modern dein Equipment ist.
Beide Ausführungen haben jeweils gegenüber dem anderen sowohl Vorteile als auch Nachteile. Nachdem wir dir beide Geräte gemeinsam vorgestellt haben, stellen wir diese nun getrennt vor.
Analoges Messgerät – Grundlagen – Bewertung
Ein analoges Gerät stellt den Messwert durch einen Zeigerausschlag dar. Obwohl die Richtung nicht festgelegt ist, wird sie zumeist von links nach rechts gewählt.
Die Skala mit dem festgelegten Messbereich erlaubt es dir, nachdem die Messung erfolgt ist, den Messwert abzulesen.
Man spricht hier von einem analogen Messverfahren, da der Zeiger zeitgleich (analog) zu einer Änderung der Messgröße bewegt.
Vorteile und Nachteile eines analogen Messgerätes
Wir haben dir die wichtigsten Vor- und Nachteile aufgeführt.
Vorteile analoges Messgerät
- Kleinste Änderungen der Messgrößen können live beobachtet werden.
sowie
- Schwankt die Messgröße wird dies durch die Zeigerstellung sichtbar.
sowie
- Pulsiert eine Spannung schnell so ist dies analog besser sichtbar.
Schnelle Lesbarkeit.
sowie
- Der hauptsächliche Vorteil liegt im Bereich der Messgrößenänderung.
Nachteile analoges Messgerät:
- Die Messgenauigkeit ist eingeschränkt, denn die Skaleneinteilung ist gegenüber der digitalen Anzeige eingeschränkt.
sowie
- Wahrscheinlichkeit für Ablesefehler vergleichsweise hoch.
sowie
- Messbereichsänderung ist aufwendiger, weil sie manuell erfolgen muss.
sowie
- Magnetische Felder können die analogen Messwerke stören.
und
- Funktionstüchtigkeit des Messwerks anfällig für menschliche Fehlbedienungen, z.B. Polarität wird falsch eingestellt.
außerdem
- Nullabgleich ist erforderlich
hinzu kommt
- Ein Überlastschutz ist nicht gegeben.
In den meisten Betrieben nutzen Techniker keine analogen Geräte zur Messung oder Bestimmung von elektrischen Größen mehr.
Digitales Messgerät – Grundlegendes – Bewertung
Anders als analoge Messgeräte setzt sich ein digitales Geräte aus digitalen Schaltungen zusammen und weist einen hohen Eingangswiderstand auf.
Die ermittelten Messwerte werden dem Betrachter über ein LCD-Display angezeigt.
Man spricht hier von einem digitalen Messverfahren, da die Messwerte digital zu einem Zahlenwert verarbeitet werden und das Messergebnis als Zahlenfolge ausgegeben wird.
Vorteile und Nachteile eines digitalen Messgerätes
Wir haben dir die wichtigsten Vor- und Nachteile von analogen Geräten aufgeführt.
Vorteile digitales Messgerät:
- Schaltung wird durch den hohen Eingangsspannungsbereich kaum beeinflusst.
Ablesefehler nahezu ausgeschlossen
sowie
- Polarität wird automatisch erkannt und Anzeige entsprechend angepasst.
sowie
- Null-Abgleich ist nicht erforderlich bei Widerstands-Messung (Ohm).
genauso wie
- Höhere Genauigkeit
und
- Vergleichsweise unempfindlich.
außerdem
- Digitale Komponenten günstiger als mechanische Komponenten: preiswerter.
Nachteile digitales Messgerät:
- Zur Anzeige des Messergebnisse über das Display wird eine Betriebsspannung benötigt.
und
- Hohe Spannungsimpulse können Schäden am Messwerk verursachen.
Fazit zu beiden Messgerätearten
Im Vergleich zum analogen Messgerät überwiegen die positiven Aspekte die negative Aspekte bei digitalen Messgeräten maßgeblich.
Im nächsten Kurstext behandeln wir zusammen das Thema Messfehler, die sowohl bei der analogen als auch der digitalen Messung auftreten können.
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