Ratgeber
Bei der Installation, Wartung und Reparatur von elektrischen Anlagen oder elektronischen Systemen ist es unumgänglich, eine Vielzahl von elektrischen Messwerten zu erfassen. Dabei werden oft unterschiedliche Messgrößen wie Spannungen, Ströme oder Widerstandswerte ermittelt.
Um die jeweiligen Messwerte richtig erfassen zu können, muss das verwendete Messgerät bestimmte Leistungsmerkmale erfüllen. Selbstverständlich gibt es spezielle Voltmeter, Amperemeter oder auch Ohmmeter, die für die jeweilige Aufgabe bestens geeignet sind.
Servicefachleute hingegen bevorzugen in diesem Fall ein Multimeter, das alle unterschiedlichen Messaufgaben problemlos erfüllen kann.
Wie das funktioniert und worauf es bei einem Multimeter ankommt, verraten wir Ihnen gerne.
Ein Multimeter dient zum Messen unterschiedlicher elektrischer Größen, wie Spannung, Strom oder Widerstandswerte. Die einzelnen Messfunktionen bei den verschiedenen Messgrößen sind sehr oft in unterschiedliche Messbereiche eingeteilt. Dadurch ergibt sich ein breiter Gesamt-Messbereich mit einer hohen Auflösung und einer guten Messgenauigkeit.
Zu den grundsätzlichen Messfunktionen eines Multimeters zählen vorrangig Spannungs- und Strommessfunktionen für Gleich- und Wechselspannung. Die vorhandene Widerstandsmessfunktion wird oftmals noch mit einem akustischen Signalgeber zur Durchgangsprüfung kombiniert.
Besser ausgestattete und meist digitale Multimeter verfügen über Zusatzfunktionen, wie z.B. zur Messung von Frequenzen, Puls- und Tastverhältnissen sowie Kapazitäten. Eine Dioden-Testfunktion gehört ebenfalls häufig zur Ausstattung. Zusätzlich gibt es Geräte mit separaten Messbereichen, um beispielsweise Temperaturen exakt erfassen zu können.
Aber auch Drehzahlen, Schallpegel, Beleuchtungsstärken sowie hohe Ströme lassen sich über externe Sensoren oder mit speziellen Stromzangen-Multimetern erfassen. Wobei sich die Strommessung mit einer Stromzange als ausgesprochen praktikabel erwiesen hat, da durch die kontaktlose Messung der Stromkreis nicht aufgetrennt werden muss. Somit ist ein Multimeter ein wirklich multifunktionales Messgerät, das für viele Messaufgaben in den Bereichen Elektronik, Technik, Service und Hobby eingesetzt werden kann.
Unsere Angebote rund um Multimeter
Unsere Multimeter-Produkte
Bei einem klassischen Messgerät erfolgt die Anzeige des Messwerts mit einem Zeigerinstrument. Für die Anzeige von Gleichspannung (DC) werden Drehspulmesswerke genutzt und bei Wechselspannung (AC) kommen Dreheisenmesswerke zum Einsatz.
Dabei wurde bei hochwertigen Messgeräten ein enormer mechanischer Aufwand betrieben, um mit präzisen Messwerken exakte Messergebnisse zu erzielen. Da die Messwerke den maximal möglichen Ausschlag des Zeigers bereits bei sehr geringen Spannungen erreichen, kann man mit geeigneten Vorwiderständen das Messwerk an unterschiedliche Spannungsbereiche anpassen. Demzufolge ist die Messung vom Eingang bis hin zur Anzeige spannungsgesteuert und somit analog.
Bei einem digitalen Multimeter bzw. Digital-Multimeter (DMM) erfolgt die Erfassung der zu messenden Spannung zunächst ebenfalls analog. Allerdings wird der gemessene Spannungswert dann keinem Zeigerinstrument zugeführt. Der anzuzeigende Spannungswert wird mit einem Analog-Digital-Wandler digitalisiert und danach über ein numerisches Display angezeigt.
Somit sind Ablesefehler, wie sie bei Zeigerinstrumenten regelmäßig passieren, höchst unwahrscheinlich.
Multimeter gibt es in zahlreichen Bauformen und Ausprägungen. Allerdings dominieren digitale Multimeter mit LC-Anzeige den Markt und haben analoge Multimeter mit Zeigermesswerk weitgehend verdrängt. Die Gründe hierfür finden sich in einem günstigeren Anschaffungspreis und einer weitaus höheren Stoßunempfindlichkeit. Hinzu kommt, dass der digital angezeigte Messwert leichter und schneller abzulesen ist. Dennoch haben Multimeter mit analoger Anzeige noch ihre Daseinsberechtigung. Sie erlauben durch ihr stufenlos anzeigendes Messwerk bei schwankenden und wechselnden Messwerten eine einfachere und bessere Trendbetrachtung. Dies ist auch der Grund, warum für Einbau-Messgeräte nach wie vor gerne noch analoge Anzeigen genutzt werden.
Handmultimeter
Weit verbreitet und wohl am bekanntesten sind Hand-Multimeter, die durch ihre kompakte Bauform und den Betrieb mit Batterien oder Akkus mobil und damit sehr flexibel einsetzbar sind. Einfache Einstiegsmodelle mit digitaler Anzeige sind bereits günstig erhältlich und gehören daher mittlerweile bei fast jedem Technikfan zur Grundausstattung. Professionelle Hand-Multimeter finden Verwendung bei Fachkräften für Elektroinstallation und Elektronik, in der Kfz-Elektronik sowie bei technischen Servicekräften jeder Fachrichtung.
Weil oft beide Hände für die korrekte Positionierung der Messspitzen benötigt werden, ist das zusätzliche Halten des Messgerätes nicht immer möglich. Deshalb gibt es digitale Hand-Multimeter, die durch ihre kompakten Bauformen sehr stark zweipoligen Spannungsprüfern ähneln. Wie bei einem Spannungsprüfer ist eine Messspitze des DMM direkt mit dem Gehäuse verbunden, wodurch es einfach eingesetzt und während der Bedienung leicht abgelesen werden kann.
Tisch-Multimeter
Tisch-Multimeter finden, wie der Name schon vermuten lässt, ihren Platz meist stationär auf den Arbeitstischen in Laboren und Servicewerkstätten. Sie verfügen in aller Regel über hohe Messgenauigkeiten und Auflösungen, viele Messfunktionen und ein großes, gut ablesbares Display. Teils sind Dual-Displays oder grafikfähige Displays verbaut. Geräte mit grafischen Displays erlauben darüber hinaus nicht nur eine Messwertanzeige in Form von Trend- und Balkendiagrammen. Auch die Darstellung von Messwerten über ihren zeitlichen Verlauf hinweg als Kurve beziehungsweise Plot ist möglich.
Teilweise finden sich auf der Geräterückseite weitere Messeingänge, um das Messgerät ohne frontseitiges Kabelgewirr in Prüf- und Messdaten-Erfassungssysteme integrieren zu können. Ebenso können zusätzliche Schnittstellen oder Erweiterungsmöglichkeiten in Form von speziellen Steckplätzen für den Betrieb mit einer PC-Software vorhanden sein. Geräte mit eingebautem Speicher oder einer USB-Buchse zum Einstecken eines USB-Sticks erlauben ein Datalogging auch ohne den Anschluss an ein Messdatenerfassungssystem oder einen PC.
Stromzangen-Multimeter
Stromzangen-Multimeter verbinden die klassischen Funktionalitäten einer Strommesszange mit denen eines Digitalmultimeters. Ströme werden hierbei kontaktlos über die Messzange erfasst. Dazu muss lediglich die stromführende Einzelader mit der Zange umfasst werden. Ein Auftrennen der stromführenden Leitung ist nicht erforderlich.
Für die Messung von Spannungen und Widerständen sowie zur Durchgangsprüfung sind anschließbare Messleitungen vorgesehen.
Wie Hand-Multimeter können auch digitale Stromzangen-Multimeter über erweiterte Messfunktionen verfügen. Beispielsweise können Frequenzen, Temperaturen und Kapazitäten gemessen oder auch Dioden getestet werden.
Reine Stromzangen hingegen verfügen weder über Messbuchsen noch über Multimeter-Funktionen, sie messen ausschließlich Ströme.
Je nachdem, welche Messung durchgeführt werden soll, muss das digitale Multimeter gewisse „innere Werte“ aufweisen. Bei einer Spannungsmessung wird das digitale Multimeter parallel zu den Messpunkten angeschlossen. In diesem Fall darf das Multimeter den zu messenden Stromkreis nicht belasten. Deshalb muss der Innenwiderstand des Digitalmultimeters bei der Spannungsmessung sehr hoch sein. Im Gegensatz dazu muss der Innenwiderstand bei der Strommessung sehr klein sein. Denn zur Strommessung muss das Multimeter in einen bestehenden Stromkreis eingefügt werden. Deshalb verfügen digitale Multimeter in der Regel über unterschiedliche Buchsen für den Anschluss der Messleitungen.
Unser Praxistipp: Vorsicht beim Wechsel von Strom- auf Spannungsmessung
Bei der Fehlersuche an einer elektrischen Schaltung kann es erforderlich sein, sowohl Ströme, als auch Spannungen zu messen. Dabei passiert es immer wieder, dass am Multimeter lediglich der Wahlschalter für die Bereichswahl vom Strombereich auf den Spannungsbereich umgeschaltet wird.
Leider wird dabei vergessen, die rote Messleitung am Multimeter von der Strommessbuchse auf die Spannungsmessbuchse umzustecken. Das Messgerät ist dadurch immer noch niederohmig und stellt bei der anschließenden Spannungsmessung einen Kurzschluss dar. Da auch die Messgerätehersteller dieses Phänomen kennen, schützen sie den Strommesseingang mit einer flinken Feinsicherung. Oft liegen den Geräten sogar Ersatzsicherungen bei.
Was alles mit einem Multimeter gemessen werden kann, wie dabei vorzugehen ist und was beachtet werden sollte, haben wir für Sie in unserem Ratgeber „Multimeter Anleitung“ zusammengestellt.
Messkategorie
Neben der Entscheidung für ein Hand- oder Tisch-Multimeter, beziehungsweise eine Multimeter-Strommesszange, sollte bereits im Vorfeld geklärt werden, in welchem Umfeld Messungen durchgeführt werden. Die DIN EN 61010-1 beschreibt die zulässigen Anwendungsbereiche von Mess- und Prüfmitteln für elektrische Anlagen und Betriebsmittel und teilt diese in sogenannte Messkategorien ein. Es wird hier wie folgt unterschieden:
CAT I: Messungen an Stromkreisen, die nicht direkt mit dem Netz verbunden sind. Beispiel: Batterien und Akkus.
CAT II: Messungen an Stromkreisen, die elektrisch direkt mit dem Niederspannungsnetz verbunden sind. Beispiele: Haushaltsgeräte oder Elektrowerkzeuge mit Netzstecker.
CAT III: Für die Messung innerhalb der Gebäudeinstallation, bei denen die Verbraucher fest mit dem Stromnetz verdrahtet sind. Beispiele: Unterverteilungen, Steckdosen oder Lampen.
CAT IV: Messungen an der Quelle der Niederspannungsinstallation. Beispiele: Stromzähler, Hauptanschluss, Hauptsicherungen.
Diese vier Kategorien sind nochmals nach ihren jeweiligen Spannungsbereichen (300 V, 600 V und 1000 V) unterteilt. So kann es möglich sein, dass der Hersteller ein Messgerät z.B. in der Messkategorie CAT III bis zu einer Spannung von 1000 V und in der Kategorie CAT IV bis max. 600 V klassifiziert.
Achtung:
Aus Sicherheitsgründen ist es keinesfalls gestattet ein Messgerät einzusetzen, das nicht mindestens für die anzuwendende Messkategorie zugelassen ist!
True RMS
Im industriellen Umfeld ist es empfehlenswert, ein TRMS-Digitalmultimeter einzusetzen, das mit dem „True RMS“-Messverfahren sogenannte Echteffektivwert-Messungen ermöglicht.
Denn Frequenzumrichter an Motorantrieben und viele andere getaktete Verbraucher arbeiten mit nicht-sinusförmigen Strömen oder verzerren das Sinussignal. Hinzu kommen oft noch hochfrequente Signalüberlagerungen, die zusätzlich zu weiteren Messungenauigkeiten führen.
Herkömmliche digitale Multimeter produzieren hier teils erhebliche Messfehler, da sie lediglich rein sinusförmige Spannungen und Ströme korrekt messen können.
Der Einsatz eines Multimeters ohne TRMS ist außerhalb des reinen Hobbybereichs heutzutage nicht mehr anzuraten, da ausschließlich sinusförmige und nicht verzerrte Signalformen kaum mehr vorzufinden sind.
Messgenauigkeit
Messgenauigkeit, Auflösung und die benötigten Messfunktionen müssen zu den jeweiligen Messaufgaben passen. Die reine Displayauflösung sagt nicht zwingend etwas über die tatsächliche Messgenauigkeit aus. Mehrere Stellen hinter dem Komma sehen im LC-Display zwar durchaus beeindruckend aus, es zählt jedoch die tatsächliche Mess- und Anzeigegenauigkeit. Diese ist den einzelnen Messfunktionen und dem Messbereich entsprechend aus dem Datenblatt oder der Produktbeschreibung zu entnehmen.
Schnittstellen und Kalibriermöglichkeit
Sollen Messdaten erfasst und ausgewertet bzw. teilautomatisierte Testabläufe durchgeführt werden, dann ist es unerlässlich, dass das digitale Multimeter über die erforderlichen Schnittstellen verfügt.
Neben der bekannten USB-Schnittstelle finden sich im professionellen Bereich noch IEEE-488 (GPIB) und RS-232-Schnittstellen.
Gewerbliche Anwender werden im Allgemeinen ihre Messgeräte regelmäßig kalibrieren lassen müssen.
Es empfiehlt sich daher bereits im Vorfeld darauf zu achten, dass das in Betracht gezogene Digitalmultimeter überhaupt nach der entsprechenden Kalibriernorm – beispielsweise DAkkS – kalibrierfähig ist.
Bedienbarkeit und Service
Eine gute Bedienergonomie ist wichtig, ebenso ein klar ablesbares Display, das selbst bei schrägem Blickwinkel noch eine gute Lesbarkeit bietet. Ist bei Tisch-Multimetern der Einbau in ein Rack vorgesehen, so sollte dieses hierfür mechanisch geeignet sein (19-Zoll-Einbausatz lieferbar?) und ebenso über rückwärtige Messeingänge verfügen.
Guter Service ist von Vorteil: Die wenigsten Anwender werden längere Zeit auf ein oft benötigtes Messgerät verzichten können, wenn eine Reparatur oder Kalibrierung ansteht. Bekannte Hersteller unterhalten in aller Regel Servicecenter, die derartige Dienstleistungen rasch und zuverlässig ausführen.
Was ist der Unterschied zwischen Voltmeter und Multimeter?
Ein Voltmeter eignet sich lediglich für Spannungsmessungen. Ein Multimeter kann zusätzlich noch Ströme, Widerstände und teilweise weitere Messgrößen erfassen bzw. messen.
Was bedeutet AC/DC?
Die Abkürzung AC steht für „Alternating Current“ oder Wechselstrom und DC steht für „Direct Current“ oder Gleichstrom. Im deuten Sprachgebrauch wird jedoch von AC DC Spannung und AC DC Strom gesprochen.
Welche Arten von Batterien sind für Digital Multimeter geeignet?
Multimeter werden mit Batterien der Standardgröße betrieben. Welche Bauform letztendlich zum Einsatz kommt, ist von der Gehäusegröße abhängig und wird vom Messgerätehersteller definiert. Wenn Batterien ersetzt werden müssen, sollten unbedingt hochwertige Exemplare zum Einsatz kommen, um Schäden durch auslaufende Batterien zu vermeiden.
Was bedeutet bei einem Multimeter Betriebsdauer der Batterie?
Die Betriebsdauer der Batterie gibt an, wie lange ein Messgerät mit neuen Batterien betrieben werden kann. Da die Stromaufnahme sehr gering ist, sind die Betriebszeiten entsprechend lang. Viele Multimeter haben ein Batteriesymbol im Display, das vor schwächer werdenden Batterien warnt. Zudem schützen automatische Abschalteinrichtungen die Batterien vor einer unnötigen Entladung, wenn das Messgerät nicht ausgeschaltet wurde.
Multimeter - Was bedeutet Auto-Range?
Ein Messgerät mit Auto-Range passt seinen Messbereich automatisch dem gemessenen Wert an. Damit wird eine möglichst exakte Anzeige des Messwertes im LC-Display gewährleistet. In der Messtechnik ist es sonst üblich, das Messgerät immer auf den größtmöglichen Messbereich zu stellen, wenn die tatsächliche Höhe des Messwertes nicht klar ist.
Multimeter - Was bedeutet True RMS (TRMS)?
Die Bezeichnung True RMS (Root Mean Square) steht für Echteffektivwert. Der Effektivwert ist bei Wechselspannung und bei Wechselstrom ein wichtiger Wert. Zum Beispiel beträgt die Effektivspannung einer Netzsteckdose 230 V, wobei die Spitzenspannung der Sinuswelle mit 325 V deutlich höher ist. Bei sinusförmigem Signalverlauf zeigen Multimeter mit Durchschnittswertermittlung noch recht genaue Messergebnisse an. Sobald jedoch die Kurvenform eines zu messenden Signals vom Sinus abweicht und beispielsweise dreieckig, rechteckig oder sägezahnförmig ist, liefern Messgeräte mit Durchschnittswertermittlung stark verfälschte Ergebnisse. Multimeter mit TRMS hingegen zeigen auch in diesen Fällen den genauen Effektivwert automatisch an.
Was ist die maximale Frequenz eines Multimeters?
Analoge Multimeter können lediglich Frequenzen im Bereich von einigen Hundert kHz (Kilohertz) erfassen. Viele Digital-Multimeter weisen bei der Frequenzmessung eine höhere Bandbreite auf und können Frequenzen bis in den MHz-Bereich (Megahertz) erfassen. Wie hoch die tatsächliche maximal messbare Frequenz ist, muss in den technischen Daten des jeweiligen Messgerätes nachgeschlagen werden.
Was bedeuten 4000 Counts bei einem Multimeter?
Die Anzahl der Counts definiert die Auflösung der Anzeige. Bei 4000 Counts können die Zahlen 0 – 3999 dargestellt werden. Die Position des Kommas wird dabei automatisch bestimmt. Liegt ein anzuzeigender Wert bei 400 oder höher, wird keine Nachkommastelle angezeigt. Werte unter 400, wie beispielsweise 399,9, werden mit einer Nachkommastelle angezeigt. Ist der anzuzeigende Wert kleiner als 200, werden sogar 2 Nachkommastellen (199,99 V) angezeigt. Geräte mit 4000 Counts müssen für die korrekte Darstellung eine Anzeige mit 4½ Digits aufweisen. Das halbe Digit an der linken Seite der Zahlenanzeige ist lediglich für die Ziffern 0 und 1 zuständig, wobei im Falle der Null oftmals keine Anzeige erfolgt. Bei Geräten mit max. 2000 Counts reicht eine Anzeige mit 3½ Digits aus.