Multimeter Anleitung » Spannung, Strom und mehr richtig messen
Aktualisiert: 15.05.2023 | Lesedauer: 15 Minuten
Wenn zu Hause oder in der Arbeit ein Gerät plötzlich nicht mehr funktioniert, ist das mehr als ärgerlich. Und oftmals ist es zudem auch noch völlig unklar, ob der Fehler am Gerät oder lediglich an der Stromversorgung liegt.
Wie gut, wenn man ein multifunktionales Messgerät greifbar hat und der Fehlerursache im Handumdrehen auf den Grund gehen kann.
Doch wie wird ein Multimeter richtig bedient? Wie werden die Messleitungen korrekt angeschlossen? Worauf muss ich beim Messen achten? Was ist der Unterschied zwischen analog und digital? Wann muss ein Messgerät kalibriert werden?
Wir klären alle diese Fragen und zeigen, was beim Messen wichtig ist.
Der Begriff „Meter“ ist nicht nur ein Längenmaß. Oft werden die unterschiedlichsten Messeinrichtungen ebenfalls als „Meter“ bezeichnet.
Für die Unterscheidung wird dann einfach die Messgröße vorne mit angegeben. So haben sich Bezeichnungen wie Tachometer, Thermometer, Barometer oder Hygrometer in unserem täglichen Sprachgebrauch etabliert.
Analog dazu gibt es in der Elektronik Voltmeter zur Spannungsmessung, Amperemeter für die Strommessung oder Ohmmeter zur Widerstandsmessung. Wenn ein Messgerät gleichzeitig mehrere Funktionen abdeckt, wird es als Vielfachmessgerät oder auch Multimeter bezeichnet.
Für den stationären Einsatz in Werkstätten gibt es Tisch-Multimeter und für den mobilen Einsatz eignen sich Hand-Multimeter.
Dieses analoge Einbau-Voltmeter zeigt lediglich Spannungen an.
Ein Analog Multimeter oder lieber digital?
Ende der 70er Jahre der Traum jedes Fernsehtechniker-Lehrlings.
Die ersten Vielfachmessgeräte waren Analog-Multimeter und verfügten über ein Zeigerinstrument, um die Messwerte darzustellen. Dies führte aber oft zu Ablesefehlern. Entweder hat man den Wert auf der falschen Skala abgelesen oder seitlich auf das Instrument geblickt.
Um zumindest die seitlichen Blickwinkelfehler (Parallaxenfehler) zu vermeiden, haben einige Hersteller spiegelnde Flächen mit in die Skalen integriert.
Wenn sich der Zeiger und das Spiegelbild decken, schaut man gerade auf die Skala und kann den richtigen Wert ablesen. Mit der Entwicklung der Digitaltechnik wurden auch die Multimeter digital. Anstelle eines ausschlagenden Zeigers wird der Messwert nun in großen Ziffern digital angezeigt.
Damit hat das mechanisch anfällige Zeigerinstrument endgültig ausgedient. Die neuen Geräte werden als Digitalmultimeter oder DMM bezeichnet.
Besonders bei den Hand-Multimetern hat sich die digitale Anzeige bestens bewährt. Denn auch wenn große und gut ablesbare Displays eingesetzt werden, sind Hand-Multimeter immer noch sehr kompakt und ausgesprochen handlich.
Bereits mit einem preisgünstigen digitalen Multimeter können die unterschiedlichsten elektrischen Größen erfasst werden. Doch bevor es an das Messen geht, muss man sich im Klaren sein, welcher Messwert erfasst werden soll. Da besonders Einsteiger in der Messtechnik Strom und Spannung gerne einmal verwechseln, erläutern wir die wichtigsten Messgrößen genauer:
Spannung
Die elektrische Spannung ist quasi der Antrieb des elektrischen Stromes. Da der elektrische Strom ein Austausch von Ladungsträgern (Elektronen) ist, herrscht bei einer Spannungsquelle an einem Pol ein Elektronenüberschuss (-) und am anderen Pol ein Elektronenmangel (+). Je größer der Unterschied zwischen Überschuss bzw. Mangel ist, desto höher ist die Spannung. Vereinfacht kann man sagen, dass die Spannung die Kraft bzw. Stärke einer Spannungsquelle beschreibt.
Das Formelzeichen für die Spannung ist U und die Einheit ist 1Volt (V).
Gleichspannung
Batterien sind typische Gleichspannungsquellen.
Wenn sich die Höhe der Spannung über einen bestimmten Zeitraum nicht verändert, spricht man von Gleichspannung V/DC (DC = Direct Current).
Typische Spannungsquellen mit Gleichspannung sind Batterien, Akkus oder Netzteile.
Wechselspannung
Steckdosen geben eine Wechselspannung ab.
Wenn sich die Höhe der Spannung periodisch verändert und die Mittelwerte der positiven und negativen Anteile gleich groß sind, spricht man von Wechselspannung V/AC (AC = Alternating Current). Typische Spannungsquellen für Wechselspannung sind Netzsteckdosen oder Netztransformatoren.
Strom
Wenn die beiden Pole einer Spannungsquelle über einen Verbraucher leitend miteinander verbunden werden, fließt ein elektrischer Strom. Das bedeutet, dass auf der Seite der Spannungsquelle mit dem Elektronenüberschuss die Elektronen in den Stromkreis eingespeist werden. Auf der Seite der Spannungsquelle mit dem Elektronenmangel werden Elektronen aus dem Stromkreis abgezogen.
Im Prinzip versucht die Spannungsquelle über den Stromkreis die Überschuss-/Mangel-Situation auszugleichen. Die Höhe des Stromes ist von der Höhe der Spannung an der Spannungsquelle und vom Widerstand des Verbrauchers abhängig.
Das Formelzeichen für den Strom ist I und die Einheit ist 1 Ampere (A).
Gleichstrom
Einfacher Stromkreis mit einer Batterie als Spannungsquelle.
Wenn die Spannungsquelle eine Gleichspannung liefert, fließt der Strom ständig in eine Richtung. In diesem Fall handelt es sich um Gleichstrom (A/DC).
Wechselstrom
Einfacher Stromkreis mit einer Steckdose als Spannungsquelle.
Bei einer Wechselspannungsquelle wechselt der Strom ebenso wie die Spannung die Richtung. In diesem Fall spricht man von Wechselstrom (A/AC).
Je nach Ausstattung bieten digitale Multimeter noch weitere Messmöglichkeiten.
Widerstand
Bereits in der untersten Preiskategorie bieten viele Digitalmultimeter die Möglichkeit Durchgänge und Widerstände zu messen.
So lassen sich einerseits problemlos Leitungen, Schalter oder auch Schmelz-Sicherungen prüfen.
Andererseits können aber auch die exakten Werte von Widerständen gemessen werden.
Das Formelzeichen für den Widerstand ist R und die Einheit ist 1 Ohm (Ω).
Kapazität
Die Kapazitätsmessung bei Kondensatoren funktioniert ähnlich wie bei Widerständen. Doch anstelle der Gleichspannung (DC) für die Widerstandsmessung erzeugt das Digital Multimeter nun eine Wechselspannung.
Dadurch wird der zu prüfende Kondensator ständig mit wechselnder Polung geladen und entladen. Aufgrund des dabei fließenden Ladestromes kann das Messgerät die Kapazität des Kondensators ermitteln und anzeigen. Das Formelzeichen für die elektrische Kapazität ist C und die Einheit ist 1 Farad (F).
Dioden
Mit Hilfe der Dioden-Testfunktion können die PN-Übergänge von Dioden geprüft werden. Das bedeutet, mit Hilfe des Digital Multimeters wird geprüft, ob der jeweilige Halbleiter den Strom in eine Richtung durchlässt und in der anderen Richtung zuverlässig sperrt.
Mit Hilfe der Dioden-Testfunktion können aber auch Transistoren auf die gleiche Weise geprüft werden. Denn Transistoren haben jeweils zwischen Basis (B) und Emitter (E) sowie zwischen Basis (B) und Kollektor (C) eine Diodenstrecke.
Temperatur
Die Temperaturmessung mit einem Digital Multimeter ist im Regelfall mit einem speziell auf das Messgerät abgestimmten Fühler möglich.
Bei diesen Fühlern handelt es sich größtenteils um Nickel-Chrom-Nickel-Fühler (NiCrNi-Fühler) Typ K, die in Abhängigkeit von der Temperatur eine Spannung abgeben.
Diese Temperaturfühler-Spannung wird von dem Messgerät erfasst und der Spannungswert einer Temperatur zugeordnet.
Frequenz
Bei der Frequenzmessung ermittelt das Messgerät, wie oft ein Signal pro Sekunde um einen Mittelwert schwingt.
Wichtig dabei ist, dass immer ein positiver und ein negativer Wert eine Schwingung ergeben. Im Falle der Netzfrequenz von 50 Hz ergibt das 50 positive Halbwellen und 50 negative Halbwellen. Die Spannung wechselt also 100 Mal pro Sekunde die Polung.
Das Formelzeichen für die Frequenz ist f und die Einheit ist 1 Hertz (Hz).
Damit Spannung, Strom oder sonstige elektrische Größen exakt gemessen werden, muss das digitale Messgerät richtig eingestellt und angeschlossen werden.
Dazu stehen unterschiedliche Bedienelemente und Anschlüsse zur Verfügung, die wir bespielhaft an einem VOLTCRAFT Multimeter der VC 100-Serie aufzeigen wollen:
Bedienelemente eines Multimeters
1. Display
Das Display zeigt nicht nur das Messergebnis an. Oftmals werden auch weitere Informationen wie z.B. der Messbereich, Auto Ranging und die Spannungslage der internen Batterie mit angezeigt.
2. Drehschalter für die manuelle Messbereichswahl
Mit Hilfe des Drehschalters wird der Messbereich von Hand eingestellt. Da das Multimeter über eine Auto Range-Funktion verfügt, gibt es für Gleich- und Wechselspannung jeweils nur eine Schalterstellung. Den Spannungsmessbereich bzw. das Komma in der Anzeige legt das Messgerät anhand der gemessenen Werte selber fest.
Im Gegensatz dazu muss der Anwender bei der Strommessung per Schalterstellung wählen, ob sich der gemessene Strom im µA-Bereich, im mA-Bereich oder im Ampere-Bereich befindet.
3. Messbuchse (-)
An dieser Buchse wird die schwarze Messleitung angeschlossen. Sie dient für Spannungs- und Strom-Messungen als gemeinsames Massepotential (COM).
4. Messbuchse (+)
An dieser Buchse wird die rote Messleitung angeschlossen. Außer bei der Strommessung von 0,2 bis 10 A dient diese Buchse für Spannungs- und Strom-Messungen als gemeinsames Pluspotential.
5. Messbuchse 10 A
Bei einer Strommessung von 0,2 bis 10 Ampere muss diese Buchse als Plusanschluss für die Messleitungen genutzt werden.
6. Funktionsschalter
Mit diesen Schaltern können diverse Mess- und Sonderfunktionen aktiviert werden.
7. Messleitungen
Mit den Messleitungen wird das Messgerät mit dem Messobjekt verbunden.
Anschließen der Messleitungen an das Multimeter
Wenn Spannungen und geringe Ströme gemessen oder auch Bauteile geprüft werden sollen, muss die rote Messleitung in die Messbuchse (4) gesteckt werden. Die schwarze Messleitung muss mit der mittleren Messbuchse (3) verbunden werden.
Im Regelfall sind die Messgeräte-Buchsen übersichtlich beschriftet, sodass ein falscher Anschluss der Messleitungen nicht vorkommt. Im Zweifelsfall hilft die beiliegende Bedienungsanleitung weiter.
Den korrekten Messbereich wählen
Die Wahl des richtigen Messbereiches ist extrem wichtig.
Bevor mit der Messung begonnen werden kann, muss mit dem Drehschalter der erforderliche Messbereich (z.B. Spannung, Strom oder Widerstand) ausgewählt werden. Das ist sehr wichtig und muss gewissenhaft gemacht werden.
Denn je nachdem, welcher Messbereich eingestellt wurde, verhält sich das Messgerät unterschiedlich.
Wenn das Digital Multimeter auf die Spannungsmessung eingestellt wurde, ist das Messgerät hochohmig. Das bedeutet, dass der Innenwiderstand des Messgerätes sehr groß ist.
Wenn das Digital Multimeter auf die Strommessung eingestellt wurde, ist das Messgerät niederohmig. Das bedeutet, dass der Innenwiderstand des Messgerätes sehr klein ist.
Wichtig
Sollte z.B. eine Spannungsmessung geplant sein und das Messgerät wurde irrtümlich auf einen Strommessbereich eingestellt, verhält sich das Messgerät wie eine Drahtbrücke und stell somit einen Kurzschluss dar! Die Messschaltung und das Messgerät können dabei zerstört werden!
Unser Praxistipp:
Viele Multimeter sind mit Schmelzsicherungen ausgestattet, die bei zu hohen Strömen durch falsche Bedienung auslösen. Sollte also der Fehlerfall eintreten, so muss u.U. nicht das komplette Messgerät entsorgt, sondern nur die Sicherung gewechselt werden. Teilweise legen die Hersteller sogar Ersatzsicherungen ihren Geräten bei.
Multimeter einschalten
Viele Multimeter schalten sich automatisch ein, wenn der Drehschalter von der Stellung „AUS“ auf den erforderlichen Messbereich gestellt wird. Nach der Messung muss der Drehschalter wieder in die Stellung „AUS“ gebracht werden. Andere Multimeter haben einen zusätzlichen Ein-/Aus-Schalter, mit dem das Gerät in Betrieb genommen wird.
Um die interne Batterie zu schonen, schalten sich die meisten Multimeter nach einiger Zeit ohne Bedienung automatisch ab.
Wenn die Messleitungen korrekt angeschlossen wurden und der richtige Messbereich eingestellt wurde, ist das Multimeter für die Messung bereit.
Die Spannungsmessung ist eine der einfachsten Messungen, die es in der Elektronik oder Elektrotechnik gibt. Denn das Multimeter wird einfach parallel zur Spannungsquelle oder dem zu messenden Objekt geschaltet.
Damit über das Messgerät kein zu hoher Strom fließt und dadurch u.U. das Messergebnis verfälscht, hat es bei der Spannungsmessung einen sehr großen Innenwiderstand.
Die nebenstehende Abbildung zeigt einen einfachen Stromkreis mit einer 9 V Batterie, einem Vorwiderstand für die Spannungsreduzierung (R1) und einer LED (D1).
Stromkreis mit verschieden Möglichkeiten Spannungen zu messen.
Wenn die Spannung über den Widerstand gemessen werden soll, muss das Digital Multimeter als Voltmeter (V) arbeiten und entsprechend V1 angeschlossen werden. Wenn die Spannung über die LED gemessen werden soll, muss das Digital Multimeter entsprechend V2 angeschlossen werden.
Beide Spannungen zusammen müssen die Batteriespannung ergeben. Um diese zu messen, muss das Multimeter entsprechend V3angeschlossen werden.
Richtig messen!
Wichtig bei der Spannungsmessung ist die Polung der Messleitungen. Werden die Messspitzen verkehrt auf die Messpunkte gesetzt, würde der Zeiger eines analogen Messgerätes nach links ausschlagen. Bei einem Digital Multimeter würde ein negativer Messwert (z.B. -5.62 V) angezeigt werden.
Batterie mit einem Multimeter testen
Die Spannungsmessung an einer Batterie wird zwar oft praktiziert, ist aber nicht unbedingt sehr aussagekräftig. Denn durch das hochohmige Messgerät wird die Batterie nicht ausreichend belastet.
So kann es durchaus vorkommen, dass bei der Messung die volle Spannung angezeigt wird, aber die Batterie bereits nach kurzem Einsatz zusammenbricht.
Sollte das Multimeter bereits bei der Messung ohne Last einen viel zu geringen Spannungswert anzeigen, kann die Batterie gleich entsorgt werden.
Netzspannung mit dem Multimeter prüfen
Beim Renovieren ist es oftmals unumgänglich, dass Lampen oder Steckdosen demontiert bzw. versetzt werden müssen. Da ist es überlebenswichtig, dass vor dem Lösen der Klemmverbindungen geprüft wird, ob auf den Leitungen und Anschlüssen Spannung anliegt. Hier leisten geeignete Multimeter gute Dienste. Allerdings muss der Anwender genau wissen, was zu tun ist.
Messungen in Stromkreisen >33 V/AC und >70 V/DC dürfen nur von Fachkräften und eingewiesenen Personen durchgeführt werden, die mit den einschlägigen Vorschriften und den daraus resultierenden Gefahren vertraut sind.
Achtung wichtig: Auf den richtigen Messbereich kommt es an
Bei der 230 V Netzspannung handelt es sich um eine Wechselspannung. Darum muss das Multimeter auch unbedingt auf Wechselspannung eingestellt sein. Sollte es auf Gleichspannung stehen wird es 0 V oder nur einen geringen Wert von einigen Volt anzeigen, auch wenn die volle Netzspannung anliegt. Ein Messfehler, der fatale Folgen haben kann.
Spannungsmessungen in der Elektronik
Ebenfalls leicht durchzuführen sind Spannungsmessungen in der Elektronik. Denn da müssen die Messspitzen lediglich auf die Lötaugen oder auf die Anschlussbeine der Bauteile aufgesetzt werden.
Allerdings bedarf es etwas elektronisches Know-how, um die Messergebnisse zu beurteilen und den Fehler in der Schaltung zu finden.
LED-Solarleuchten eignen sich ideal für den Einstieg in die Messtechnik. Denn der Schaltungsaufbau ist überschaubar und mit etwas Übung stellt sich schnell heraus, warum die teure Edelstahlleuchte nicht mehr funktioniert.
Lambdasonde mit dem Multimeter prüfen
Erfahrene Kfz-Autoschrauber greifen bei Elektronikproblemen ebenfalls gerne zu einem Digital Multimeter. Spezialisten schaffen es sogar, damit die Funktionstüchtigkeit der Lambdasonde zu testen. Besonders dann, wenn kein OBD-Diagnosegerät zum Auslesen von Fehlercodes zur Verfügung steht.
Allerdings muss man dazu ganz genau wissen, an welchen Kabeln die Sondenspannung ausgegeben wird und welche Anschlüsse der Sonde zur Heizung dienen.
Auch wenn ein Digital Multimeter im Grunde genommen viel zu träge ist, um die schnellen Spannungssprünge der Sonde exakt anzuzeigen sieht man zumindest im Bereich von 0,2 bis 0,8 V, ob die Sonde ein Regelverhalten zeigt.
Die Strommessung mit einem Multimeter ist schon etwas aufwändiger. Denn nun muss der Stromkreis an einer beliebigen Stelle aufgetrennt und das Messgerät in den Stromkreis geschaltet werden. Nur so kann der tatsächlich fließende Strom gemessen werden.
Damit das Messgerät im Stromkreis keinen zusätzlichen Widerstand darstellt, hat es einen sehr kleinen Innenwiderstand. Es kann quasi als „Drahtbrücke“ angesehen werden.
Wie bei der Spannungsmessung, ist auch bei der Strommessung auf die richtige Polung der Messleitungen zu achten. Bei falscher Polung wird im Display ein negativer Messwert angezeigt.
Die nebenstehende Abbildung zeigt einen einfachen Stromkreis mit einer 9 V Batterie, einem Vorwiderstand (R1) und einer LED (D1).
Einfacher Stromkreis mit Amperemeter zur Strommessung.
Wenn innerhalb dieses Stromkreises der Strom gemessen werden soll muss das Digital Multimeter als Amperemeter (A) fungieren. Dabei ist es absolut unerheblich wo der Stromkreis aufgetrennt und das Amperemeter dazwischengeschaltet wird. Denn der Strom ist an jeder Stelle eines Stromkreises gleich hoch.
Unser Praxistipp:
Wenn nicht klar ist, wie hoch der zu messende Strom (innerhalb der zulässigen Grenzen des Messgerätes) sein wird, muss immer im größten Messbereich gestartet werden. Bei Bedarf kann man auf einen kleineren Messbereich wechseln, um exaktere Messungen durchführen zu können.
Hinweis:
Beim Service und bei der Instandsetzung wird die Strommessung eher selten durchgeführt, da sie für die Fehlersuche nicht so hilfreich ist, wie die Spannungsmessung. Schließlich muss erst eine Spannung vorhanden sein, damit ein Strom fließen kann. Es gibt aber einige Bereiche, wo die Strommessung nach wie vor wichtig ist.
Bei Solarmodulen gibt es zwei wichtige Parameter, die mit einem Multimeter geprüft werden können. Der erste Wert ist die Leerlaufspannung die das Solarmodul erzeugt, wenn die Sonne mit voller Kraft im 90°-Winkel auf das Modul scheint. Für die korrekte Messung darf nur das hochohmige Spannungsmessgerät am Solarmodul angeschlossen sein.
Der zweite wichtige Wert ist der Kurzschlussstrom. Im Gegensatz zu Akkus oder Batterien darf ein Solarmodul bedenkenlos kurzgeschlossen werden. Der dabei fließende Strom wird, ebenso wie die Leerlaufspannung, in den technischen Daten angegeben. Da beide Werte problemlos mit einem Multimeter gemessen werden können, lässt sich so schnell und einfach die Leistungsfähigkeit eines Solarmodules testen.
Während des Betriebs kann zudem auch der Ladestrom gemessen werden.
Stromzange für Multimeter
Wenn im Kfz-Bereich oder bei Elektromodellflugzeugen besonders hohe Ströme fließen, wie ist die Strommessung schwierig.
Denn man kann nicht so einfach den Stromkreis auftrennen und das Messgerät dazwischen zu schalten. Aus diesem Grund wurden schon vor Jahren Stromzangen entwickelt.
Jeder stromdurchflossene Leiter erzeugt ein Magnetfeld. Die Stärke des Magnetfeldes ist von der Höhe des Stromes abhängig.
Eine Stromzange umfasst den Leiter und kann anhand des Magnetfelds eine Spannung erzeugen. Diese Spannung wird vom Multimeter gemessen und einem Stromwert zugeordnet, der dann im Display angezeigt wird.
So genial einfach diese Methode auch ist, funktioniert sie leider nur bei einzelnen Leitern.
Bei einem Netzverlängerungskabel, mit mehreren stromdurchflossenen Leitern innerhalb einer Ummantelung funktioniert eine Stromzange leider nicht.
Durch die unterschiedlichen Stromrichtungen innerhalb des Kabels heben sich die Magnetfelder gegenseitig auf.
Für diesen Fall gibt es aber spezielle Messadapter, bei denen jede stromführende Leitung einzeln vom Zangenamperemeter umfasst werden kann.
Wie bereits angesprochen ist für die Temperaturmessung ein für das Messgerät passender Fühler erforderlich.
Diese Fühler werden entweder dem Multimeter gleich beigelegt oder optional angeboten.
Je nach Ausführung des Multimeters wird der Temperaturfühler anstelle der Messleitungen oder bei älteren Geräten auch an separat ausgewiesenen Flachstecker-Buchsen angeschlossen.
Die ermittelten Sensorwerte ordnet das Multimeter einer Temperatur zu und zeigt diese im Display an.
Mit den passenden Fühler lassen sich leicht Temperaturen messen.
Neben der Spannungs- und Strommessung bieten viele Multimeter noch die Möglichkeit Bauteile zu testen. Wichtig dabei ist, dass die Bauteile im ausgebauten und stromlosen Zustand geprüft werden müssen. Kondensatoren können eine Restladung aufweisen, die vor der Messung entladen werden muss.
Widerstand mit einem Multimeter messen
Bei der Widerstandsmessung dient die Batterie des Multimeters als Spannungsquelle.
Das heißt bei der Widerstandsmessung steht an den Messspitzen des Multimeters eine geringe Gleichspannung an, wenn der Drehschalter auf den Messbereich „Ohm“ geschaltet wird.
Wenn die beiden Messspitzen mit den beiden Anschlüssen des Widerstandes verbunden werden, fließt ein geringer Messstrom.
Je nachdem, wie hoch der Strom ist, ermittelt das Multimeter einen Widerstandswert und zeigt ihn zusammen mit dem Messbereich (Ω, kΩ oder MΩ) an.
Anhand der Farbcodierung kann der Messwert beurteilt werden.
Multimeter als Durchgangsprüfer
Manche Multimeter bieten neben der Widerstandsmessung auch noch die Durchgangsfunktion an. Mit dieser Funktion können niederohmige Bauteile wie Sicherungen, Schalter oder auch Leiterbahnen schnell und einfach geprüft werden. Damit man sich auf das Messobjekt konzentrieren kann, wird der elektrisch leitende Durchgang auch akustisch angezeigt. Man muss also nicht den Widerstandswert am Display ablesen.
Isolationswiderstand mit einem Multimeter messen
Die Messung des Isolationswiderstands ist sowohl elektrischen Anlagen und Betriebsmitteln als auch bei Elektrofahrzeugen gesetzlich vorgeschrieben.
Dadurch können vorzeitig Mängel, welche die Funktionstüchtigkeit und Sicherheit beeinflussen, erkannt und beseitigt werden.
Da ein Standard-Multimeter die erforderliche Messspannung von bis zu 1000 V/DC nicht erzeugen kann, sind für die Isolationsmessung spezielle Isolations-Messgeräte erforderlich.
Schaut aus wie ein Multimeter, ist aber ein Isolationsmessgerät.
Kondensator mit einem Multimeter prüfen
Die Kapazitätsmessung erfolgt nach demselben Schema, wie die Widerstandsmessung. Das bedeutet, der zu messende Kondsator wird mit den beiden Messleitungen verbunden.
Bei der Kapazitätsmessung muss das Multimeter anstelle der Gleichspannung für die Widerstandsmessung eine Wechselspannungausgeben. Nur so kann der Kondensator kontinuierlich wechselseitig geladen werden.
Der Strom, der beim ständigen Umpolen des Kondensators fließt, ist abhängig von der Kapazität des Kondensators. Dieser Ladestrom wird vom Multimeter gemessen und einem Kapazitätswert zugeordnet, der dann angezeigt wird.
Der gemessene Wert sollte dem aufgedruckten Wert entsprechen.
Dioden mit einem Multimeter prüfen
Ebenso wie bei der Widerstandsmessung gibt das Multimeter beim Diodentest an den Messleitungen eine Spannung aus. Ist die Spannung an den Messspitzen so gepolt, dass die Diode sperrt und keinen Stomfluss zulässt, wird keine Spannung im Display angezeigt.
Ist die Spannung an den Messspitzen so gepolt, dass die Diode einen Stomfluss zulässt, wird die Durchlassspannung der Diode im Display angezeigt.
Bei intakten Standard-Dioden beträgt die Spannung in Durchlassrichtung ca. 0,6 – 0,7 V und bei Schottky-Dioden ca. 0,4 V. Bei Leuchtdioden ist die Durchlassspannung vom Typ und von der Farbe abhängig und kann im Durchschnitt von 1,6 – 3,7 V betragen.
Zum Teil reicht der Messstrom in Durchlassrichtung aus, um Leuchtdioden zum Leuchten zu bringen.
Intakte Leuchtdioden können beim Test zu leuchten beginnen.
Hinweis:
Bei manchen Digitalmultimetern wird anstelle der Durchlassspannung der Widerstandswert angezeigt. In Sperrrichtung ist der Widerstand unendlich groß und in Durchlassrichtung beträgt der Widerstand je nach Diodentyp zwischen 400 und 800 Ohm.
Oft kann man in den Beschreibungen von Digital Multimetern Begriffe finden, die nicht eindeutig erklärt sind. Darum wollen wir die wichtigsten Fachausdrücke näher erläutern.
Auto Range
Multimeter mit Auto Range-Funktion erkennen anhand des gemessenen Wertes den Bereich, der angezeigt werden muss. So wird bei einer Widerstandsmessung nicht nur der Messwert von z.B. 10.8 sondern auch der Messbereich Ω, kΩ oder MΩ angezeigt. Digitalmultimeter ohne Auto Ranging haben für die unterschiedlichen Messbereiche jeweils eigene Schalterstellungen.
True RMS
Die Bezeichnung True RMS bzw. die Abkürzung RMS steht für Root Mean Square und bedeutet soviel wie quadratischer Mittelwert oder auch Effektivwert. Ein TRMS-Multimeter ist demzufolge in der Lage den echten Effektivwert anzuzeigen.
Dies ist bei unsymmetrischen Wechselspannungen oder Wechselströmen, die nicht der Grundform eines Sinus entsprechen, wichtig. Derartige Spannungen werden z.B. von Dimmern, getakteten Schaltreglern oder gepulsten Ladegeräten erzeugt. Herkömmliche Mittelwert-Messgeräte können bei diesen speziellen Messaufgaben zum Teil große Abweichungen in den Messergebnissen aufweisen.
Counts
Mit der Angabe Counts wird die Auflösung der Anzeige definiert. Ein Multimeter mit 2000 Counts kann einen Ziffernbereich von 0 – 1999 anzeigen. Bei 4000 Counts beträgt der Anzeigebereich 0 – 3999. Die Position des Kommas wird vom Messgerät selbsttätig ermittelt. Ein Messgerät mit 2000 Counts kann demzufolge Spannungen bis 199,9 V mit einer Nachkommastelle anzeigen. Wird eine höhere Spannung (z.B. 230,6 V) gemessen, fällt die Nachkommastelle weg und es werden 230 V angezeigt. Ein Messgerät mit 4000 Counts (0 – 3999) kann den gemessenen Wert von 230,6 V korrekt anzeigen. Mit der Anzahl der Counts ergibt sich auch die Auflösung des Messwertes. Im Messbereich von 20 V ergibt sich bei 2000 Counts eine Auflösung von 10 mV (20 V : 2000 = 0,01 V). Bei 4000 Counts wäre die Auflösung bei 0,005 V oder 5 mV.
Digits
Mit dem Begriff Digits wird bei einem Messgerät die Anzahl der Anzeigestellen bezeichnet. Handmultimeter beispielsweise haben im Durchschnitt 3½ oder 4½ Digits. Wobei das halbe Digit immer die ganz linke Ziffernanzeige beschreibt, die entweder 0 oder 1 darstellen kann. Tischgeräte haben 5½, 6½ oder mehr Digits. Die Angabe Counts und Digits stehen in direktem Zusammenhang. Je mehr Counts bei einem Messgerät angegeben werden, desto mehr Digits muss die Anzeige aufweisen.
| Counts (max.) | Erforderliche Digits | Tasächlicher Anzeigebereich |
|---|---|---|
| 2.000 | 3½ | ±1999 |
| 20.000 | 4½ | ±19999 |
| 200.000 | 5½ | ±199999 |
| 2.000.000 | 6½ | ±1999999 |
CAT
Die Abkürzung CAT beschreibt die Messkategorie, für die das Messgerät ausgelegt ist. Folgende Kategorien sind laut EN 61010-1 definiert:
CAT I: Für die Messung an batteriebetriebenen Stromkreisen, die keine direkte Verbindung zum Stromnetz haben. Beispiele: Taschenlampen, Fernsteuerungen oder Kfz-Elektrik.
CAT II: Für die Messungen an Stromkreisen, die über einen Netzstecker eine direkte Verbindung zum Stromnetz haben. Beispiele: Haushaltsgeräte oder Elektrowerkzeuge.
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: Für Messungen an der Quelle der Niederspannungsinstallation. Beispiele: Stromzähler, Hauptanschluss, Hauptsicherungen, Photovoltaikanlagen oder Kfz mit Elektroantrieb.
Kalibrierung
Anwender, die ihre Messergebnisse aufgrund geltender Vorschriften rückführbar dokumentieren müssen, setzen nach DIN oder ISO kalibrierte Digitalmultimeter ein. Bei einem kalibrierten Messgerät wird nachweislich dokumentiert, dass es innerhalb der zulässigen Toleranzen arbeitet. Ein Eingriff oder eine Veränderung fand am kalibrierten Messgerät nicht statt. Bei Bedarf können Messgeräte bereits vor dem Kauf kalibriert werden. Die Kalibrierung muss in regelmäßigen Abständen wiederholt werden.
Duty Cycle
Der Auslastungsgrad oder auch Tastgrad bzw. Einschaltdauer gibt bei einem Rechtecksignal das Verhältnis vom positiven Impuls (Einschaltimpuls) zur Periodendauer an. Bei einer Frequenz von 50 Hz beträgt die Periodendauer 20 ms. Wenn der positive Impuls eine Breite von 1 ms aufweist, beträgt die Einschaltdauer 5%.
Ein kleines digitales Hand-Multimeter gehört in jeden Haushalt. Denn die multifunktionalen Messhilfen sind perfekt, um elektrische Fehler in Anlagen, Fahrzeugen oder Geräten zu finden. Doch nicht nur das: Selbst in der untersten Preisklasse bekommt man mittlerweile hochwertige Messtechnik mit vielen genialen Zusatzfunktionen. Und wenn erst einmal die ersten Spannungsmessungen erfolgreich absolviert wurden, wird man sehr schnell weitere Einsatzmöglichkeiten für sein Messgerät entdecken.