Das Messen elektrischer Messgrößen gehört zu den Grundlagen eines jeden Hobbyelektronikers und ein Multimeter ermöglicht, je nach Geräteausstattung, eine Vielzahl von Messungen an elektronischen Schaltungen.

Messen bedeutet das Vergleichen einer bekannten Größe mit einer unbekannten Größe und daraus ergibt sich, dass man bei jeder Messung einen möglichst hohen Vorbereich wählen sollte, damit das Messinstrument keinen Schaden nimmt.

Wenn man beispielsweise bei einer digitalen Schaltung eine unbekannte Spannung messen möchte, so sollte man stets mit dem höchsten Messbereich anfangen und sich dann systematisch dem erforderlichen Spannungsbereich nähern.

Zusätzlich gibt es eine Reihe von Tipps, die wir Ihnen hier einmal näher vorstellen wollen.

1. Speziell analoge Messgeräte sollten plan auf der Arbeitsplatte aufliegen. Ein schräges Aufstellen kann zu Messfehlern führen.

2. Ganz gleich ob analoges oder digitales Messgerät, sorgsamer Umgang garantiert eine lange Lebensdauer.

3. Vorsicht Temperatur: Ganz gleich welches Messgerät, man sollte es niemals einer hohen Temperatur aussetzen und/oder bei hohen Temperaturen zum Einsatz bringen. Neben einer eventuellen Zerstörung des Messgerätes, kann eine zu hohe Temperatur auch zu fehlerhaften Messwerten führen.

4. Messgeräte sollten während der Messung stets von Magnetfeldern fern gehalten werden. Diese stören gerade bei analogen Messgeräten das Messwerk und führen zu fehlerhaften Messungen.

5. Messgeräte sollten stets trocken und möglichst staubfrei in einer Messgerätetasche aufbewahrt werden. Dies verlängert deutlich die Lebensdauer.

6. Der Messbereich sollte stets so hoch gewählt werden, dass das Gerät nicht zerstört werden kann. Die Wahl eines zu kleinen Messbereiches kann, je nach Messgröße, nicht nur zur Zerstörung des Messgerätes führen sondern auch der Schaltung schweren Schaden zufügen.

7. Nicht nur bei analogen Messgeräten ist auf eine korrekte Nullstellung vor der Messung zu achten. Gerade bei Selbstbau-Digitalmultimetern ist dies nicht immer ganz einfach.

8. Messungen mit analogen Messgeräten sind so vorzunehmen, dass das letzte Drittel der Messskala verwendet wird. Hier sollte man auf die richtige Wahl des Messbereiches achten.

Tera, Giga, Piko und Co. sind häufig anzutreffende Messgrößen, die wir Ihnen im Rahmen unseres Lexikons einmal näher bringen wollen.

Tera (T) 10hoch12/ Faktor = 1.000.000.000.000

Giga (G) 10hoch9/ Faktor = 1.000.000.000

Mega (M) 10hoch6/ Faktor = 1.000.000

Kilo (K) 10hoch3/ Faktor = 1000

Dezi (d) 10hoch-1/ Faktor = 0,1

Zenti (c) 10hoch-2/ Faktor = 0,01

Milli (m) 10hoch-3/ Faktor = 0,001

Mikro (µ) 10hoch-6/ Faktor = 0,000.001

Nano (n) 10hoch-9/ Faktor = 0,000.000.001

Piko (p) 10hoch-12/ Faktor = 0,000.000.000.001

Femto (f) 10hoch-15/ Faktor = 0,000.000.000.000.001

Atto (a) 10hoch-18/ Faktor = 0,000.000.000.000.000.001

Der Sinn dieser Einheitenregelung liegt darin, dass physikalische Größen übersichtlich dargestellt werden können. Es sollte bei jeder Messung darauf geachtet werden, dass sich angezeigte Zahlenwerte im Bereich 999,9 bis 0,1 bewegen.

Nehmen wir als Beispiel unseren Folienkondensator 1,5 Mikro-F. In der regulären Variante müsste dieser mit diesem Wert "0,000.0015" angegeben werden. Eine Zahlengröße, mit der sich nur sehr schlecht arbeiten lässt. Genauso sollte man bei seinen Messungen verfahren und stets einen überschaubaren Messbereich wählen. Zur Sicherheit fängt man bei unbekannten Größen mit dem höchst möglichen Messbereich an und arbeitet sich systematisch nach unten.

Eine weitere Anwendung ergibt sich aus der Kennzeichnung von manchen Kondensatoren. Häufig ist auf keramischen Kondensa- toren eine verschlüsselte Zahl als Wert angeben. So bedeutet 403: 40 * 1000 Pikofarad = 40 Nanofarad.

Messtechnik Teil 3 Digital oder Analog? Unzweifelhaft sind digitale Messgeräte auf dem Vormarsch und verdrängen vieler Orts ihre analogen Brüder. Doch was sich so vorteilhaft darstellt, ist unter Umständen kein echter Vorteil, wenn man sich einmal die Vorzüge eines analogen Multimeters vor Augen führt. Bei jeder Messung mit einem analogen Messgerät kann man sofort auf einen Blick feststellen, in welchem Messbereich sich der angezeigte Messwert befindet und wie dieser größenmäßige einzuordnen ist. Gerade bei Messungen, wo sich die Messwerte ständig ändern, kann man sehr schnell Tendenzen und Veränderungen feststellen und einschätzen.

Ein weiterer, häufig unterschätzter Vorteil ist der, dass Strom- und Spannungsmessungen auch ohne Batterien funktionieren, ganz im Gegensatz zu den digitalen Messgeräten. Der Vorteil der digitalen Messgeräte liegt sofort, im wahrsten Sinne des Wortes, auf der Hand: Sie sind erschütterungsfrei. Gerade in Messsituationen, wo es auf Erschütterungsfreiheit ankommt, sind analoge Messgeräte weitgehendst wirkungslos. Hier hilft nur der Einsatz von digitalen Multimetern.

Auch der oftmals wesentlich höhere Eingangswiderstand (Messfehlergenauigkeit) ist auf der Habenseite der digitalen Messgeräte zu verbuchen. Ein weiterer Vorteil von digitalen Multimetern ist der, dass diese es erlauben, eine ganze Reihe weiterer Meßgrößen zu erfassen. Ganz gleich ob Feuchtemessung, Widerstandsmessung oder auch Kondensatorenmessung, ein digitales Multimeter vereint viele Messmöglichkeiten in sich. Das Fazit fällt eigentlich 50:50 aus. Der Profi hat beide Welten an Multimetern in seiner Werkstatt und der Hobbybastler sollte zumindest sein noch vorhandenes, analoges Messgerät keinesfalls auf den Müll werfen.

Hier wollen wir Ihnen einen sehr nützlichen Linktipp geben, der in der täglichen Messpraxis helfen kann, Schwierigkeiten bei der Umrechnung von physikalischen Größen zu vermeiden.

Auf den Seiten des Instituts für Chemie der Freien Universität Berlin findet sich unter der Adresse:

http://www.chemie.fu-berlin.de/chemistry/general/units.html

ein professioneller Einheiten- und Temperatur-Umrechner. Eine große Anzahl von Einheiten kann hier komfortabel umgerechnet werden. So können zum Beispiel Becquerel in Grad, Barrel in Liter, tablespoons in Gramm und Euro in Lire umgerechnet werden. Letzteres allerdings ist heute nicht mehr nötig. Sehr schön ist auch, dass die Naturkon- stanten ebenfalls mit aufgenommen worden sind. Als Vorgabe wählt man bei seiner Umrechnung das internationale Symbol (oder der Name in US-Schreibweise).

Wie wichtig eine korrekte Umrechnung sein kann, zeigt sich am Beispiel einer vor kurzem abgestürzten Raumsonde. Hier wurde beim Umschalten auf das Landemanöver vergessen, im neuen Programmteil die Entfernungseinheiten umzustellen. Es wurde in inch statt in cm gemessen und berechnet. 1 inch sind 2,54 cm!

Ein spannendes Feld der Messtechnik ist die Kombination mit handelsüblichen Computern. Dabei sind sowohl analoge als auch digitale Messdatenerfassungen möglich. Ein gewichtiges Augenmerk liegt hier auf dem Bereich der Messdatenverarbeitung, der natürlich von einem angeschlossenen Computer wesentlich besser zu bewältigen ist.

Neben den Sensoren und dem gewichtigen Bereich der Analog / Digital-Wandlung liegt das erste Hauptaugenmerk auf der Form der Messdatenerfassung. Es gibt Einbaukarten, die weder galvanisch bzw. optoelektronisch eine Trennung von Computer und Messumgebung herstellen. Dies sollte man aber auf jeden Fall tun, da ansonsten Spannungen und Ströme direkt den angeschlossenen Computer zerstören können.Selbst bei Messungen im Niedervoltbereich sollte man schon auf hochwertige Messdatenerfassungskarten setzen. Sicher ist sicher.

Nun unterscheidet man im Prinzip erst einmal zwei Arten von Karten. Mittels TTL-Karten kann man Schaltvorgänge von Digitalschaltungen auslesen und weiterverarbeiten. Da hier der Signalpegel in etwa dem des angeschlossenen Rechners entspricht, bedarf es hier keiner galvanischen Trennung. Optokoppler-Karten kommen immer dann zum Einsatz, wenn eine galvanische Trennung zweier Stromkreise benötigt wird. So kann man den Steuerungs- und Leistungsteil einer Schaltung trennen - der angeschlossene Computer ist geschützt. Desweiteren verwendet man Optokoppler-Karten auch zur Datenübertragung auf größere Entfernungen, um beispielsweise Störungen von vornherein auszuschließen.

Als dritte Kartenform gibt es noch die sogenannten Relais-Karten. Diese werden zur kleinen Leistungssteuerung eingesetzt und verarbeiten problemlos Wechselspannungen und Ströme zwischen 0,5 Ampere und ca. 3 Ampere.