null  null
6½-Digit Precision
multimeter
HM8112-3
Handbuch / Manual
Deutsch / English
A l l g e m e i n e H i n w e i s e z u r CE - K e n n z e i c h n u n g Hersteller
Manufacturer
Fabricant
HAMEG Instruments GmbH
Industriestraße 6
D-63533 Mainhausen
KONFORMITÄTSERKLÄRUNG
DECLARATION OF CONFORMITY
DECLARATION DE CONFORMITE
Überspannungskategorie / Overvoltage category / Catégorie de surtension: II
Bezeichnung / Product name / Designation:
Präzisions-Multimeter
Precision Multimeter
Multimétre de précision
Elektromagnetische Verträglichkeit / Electromagnetic compatibility /
Compatibilité électromagnétique
Typ / Type / Type:
HM8112-3
HO820
Optionen / Options / Options: HO880
mit den folgenden Bestimmungen / with applicable regulations / avec les directives
suivantes
EMV Richtlinie 89/336/EWG ergänzt durch 91/263/EWG, 92/31/EWG
EMC Directive 89/336/EEC amended by 91/263/EWG, 92/31/EEC
Directive EMC 89/336/CEE amendée par 91/263/EWG, 92/31/CEE
Niederspannungsrichtlinie 73/23/EWG ergänzt durch 93/68/EWG
Low-Voltage Equipment Directive 73/23/EEC amended by 93/68/EEC
Directive des equipements basse tension 73/23/CEE amendée par 93/68/CEE
Angewendete harmonisierte Normen / Harmonized standards applied / Normes
harmonisées utilisées
Sicherheit / Safety / Sécurité
EN 61010-1:2001 (IEC 61010-1:2001)
Verschmutzungsgrad / Degree of pollution / Degré de pollution: 2
EN 61326-1/A1 Störaussendung / Radiation / Emission:
Tabelle / table / tableau 4; Klasse / Class / Classe B.
Störfestigkeit / Immunity / Imunitee: Tabelle / table / tableau A1.
EN 61000-3-2/A14 Oberschwingungsströme / Harmonic current emissions / Émissions
de courant harmonique:
Klasse / Class / Classe D.
EN 61000-3-3 Spannungsschwankungen u. Flicker / Voltage fluctuations and flicker /
Fluctuations de tension et du flicker.
Datum /Date /Date
01.12.2004
Unterschrift / Signature /Signatur
G. Hübenett
Produktmanager
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung
HAMEG Messgeräte erfüllen die Bestimmungen der EMV
Richtlinie. Bei der Konformitätsprüfung werden von HAMEG die
gültigen Fachgrund- bzw. Produktnormen zu Grunde gelegt. In
Fällen, wo unterschiedliche Grenzwerte möglich sind, werden
von HAMEG die härteren Prüfbedingungen angewendet. Für die
Störaussendung werden die Grenzwerte für den Geschäfts- und
Gewerbebereich sowie für Kleinbetriebe angewandt (Klasse 1B).
Bezüglich der Störfestigkeit finden die für den Industriebereich
geltenden Grenzwerte Anwendung.
Die am Messgerät notwendigerweise angeschlossenen Messund Datenleitungen beeinflussen die Einhaltung der vorgegebenen Grenzwerte in erheblicher Weise. Die verwendeten
Leitungen sind jedoch je nach Anwendungsbereich unterschiedlich. Im praktischen Messbetrieb sind daher in Bezug
auf Störaussendung bzw. Störfestigkeit folgende Hinweise und
Randbedingungen unbedingt zu beachten:
1. Datenleitungen
Die Verbindung von Messgeräten bzw. ihren Schnittstellen
mit externen Geräten (Druckern, Rechnern, etc.) darf nur mit
ausreichend abgeschirmten Leitungen erfolgen. Sofern die
Bedienungsanleitung nicht eine geringere maximale Leitungslänge vorschreibt, dürfen Datenleitungen (Eingang/Ausgang,
Signal/Steuerung) eine Länge von 3 Metern nicht erreichen
und sich nicht außerhalb von Gebäuden befinden. Ist an einem
Geräteinterface der Anschluss mehrerer Schnittstellenkabel
möglich, so darf jeweils nur eines angeschlossen sein.
Bei Datenleitungen ist generell auf doppelt abgeschirmtes
Verbindungskabel zu achten. Als IEEE-Bus Kabel ist das von
HAMEG beziehbare doppelt geschirmte Kabel HZ72 geeignet.
2
Änderungen vorbehalten
2. Signalleitungen
Messleitungen zur Signalübertragung zwischen Messstelle
und Messgerät sollten generell so kurz wie möglich gehalten
werden. Falls keine geringere Länge vorgeschrieben ist, dürfen
Signalleitungen (Eingang/Ausgang, Signal/Steuerung) eine
Länge von 3 Metern nicht erreichen und sich nicht außerhalb
von Gebäuden befinden.
Alle Signalleitungen sind grundsätzlich als abgeschirmte
Leitungen (Koaxialkabel - RG58/U) zu verwenden. Für eine
korrekte Massever-bindung muss Sorge getragen werden. Bei
Signalgeneratoren müssen doppelt abgeschirmte Koaxialkabel
(RG223/U, RG214/U) verwendet werden.
3. Auswirkungen auf die Geräte
Beim Vorliegen starker hochfrequenter elektrischer oder
magnetischer Felder kann es trotz sorgfältigen Messaufbaues
über die angeschlossenen Kabel und Leitungen zu Einspeisung
unerwünschter Signalanteile in das Gerät kommen. Dies führt
bei HAMEG Geräten nicht zu einer Zerstörung oder Außerbetriebsetzung. Geringfügige Abweichungen der Anzeige – und
Messwerte über die vorgegebenen Spezifikationen hinaus
können durch die äußeren Umstände in Einzelfällen jedoch
auftreten.
HAMEG Instruments GmbH
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung
I n h a l t s v e r z e i c h n i s
English35
Deutsch
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung
2
6½-Digit Precision-Multimeter HM8112-3
4
Technische Daten
5
1
Wichtige Hinweise
1.1Symbole
1.2 Aufstellen des Gerätes
1.3Transport
1.4Lagerung
1.5Sicherheitshinweise
1.6 CAT II
1.7 Bestimmungsgemäßer Betrieb
1.8 Gewährleistung und Reparatur
1.9Wartung
1.10 Umschalten der Netzspannung
1.11Gerätesicherung
1.12Netzschalter
6
6
6
6
6
6
7
7
7
8
8
8
8
2
9
Bezeichnung der Bedienelemente
3Messgrundlagen
3.1Messbereichsanzeige
3.2 Overranging (Messbereichsüberschreitung)
3.3 Messbereichsauflösung
3.4Messgenauigkeit
3.5 Single-Slope (Ein-Rampen-Verfahren)
3.6 Dual-Slope (Zwei-Rampen-Verfahren)
3.8Genauigkeitsangaben
10
10
10
10
10
12
12
13
4Gleichspannungsmessung 4.1 Eingangswiderstand bei Gleichspannung
4.2Serientaktunterdrückung
4.3 Gleichtaktunterdrückung 4.4 Thermospannungen 4.5 Störeinflüsse durch induktive Einstreuungen
14
14
14
14
14
15
5
Widerstandsmessung 5.1 Zweidraht-Widerstandsmessung 5.2Vierdraht-Widerstandsmessung
5.3 Verlustleistung der Widerstände
15
15
15
15
6
Wechselspannungsmessung 6.1 Wechselspannungsmessung Grundlagen
6.2 Arithmetischer Mittelwert
6.3Gleichrichtwert
6.4Effektivwert
6.5Formfaktor
6.6Crestfaktor
6.7 Gleich- und Wechselstrom 16
16
16
16
16
17
17
17
7Temperaturmessung 7.1Temperaturmessfühler
7.2 Platin-Temperaturfühler PT100
7.3 Temperaturmessung mit PT100 / PT1000
7.4 NiCr-Ni Thermoelement (K-Typ)
7.5Referenzstelle
17
18
18
18
18
19
8Gerätekonzept des HM8112-3
8.1Referenz
8.2 Integrierende AD-Wandler
20
20
20
8.3
8.4
Gleitender Mittelwert
Messung der Wechselgrößen
20
20
9Einführung in die Bedienung des HM8112
9.1 Inbetriebnahme 9.2Werkseinstellung
21
21
21
10
Bedienelemente und Anzeigen
10.1Allgemeine
10.2 Tasten für die verschiedenen Messfunktionen
10.3Durchgangsprüfung
10.4 Max / Min Werte
10.5Messbereichswahl
10.6 Menüstruktur / Menüsteuerung
10.7 Menüaufbau und Funktion
10.8Mess-Eingänge
10.9 Sicherungswechsel der Messkreissicherung
10.10 Rückseite des HM8112-3
21
21
22
24
24
24
24
27
28
29
29
11Messstellenumschalter HO112
29
12
Befehlsliste 30
13Fernbedienung
31
14
Datenübertragung 14.1Befehlsaufbau
14.2Befehlsreferenz
31
31
31
Änderungen vorbehalten
3
H M 8 1 1 2 - 3 HM8112-3
6½-Digit Präzisions-Multimeter
HM8112-3 [HM8112-3S]
HM8112­3S: Multimeter
mit Messstellenumschalter
(8+1 Kanäle, je 2­ und
4­Draht)
HZ42 19" Einbausatz 2 HE
R
R
R
R
R
R
R
R
R
Genaue Temperatur­
messung mit Messfühler
R
R
R
R
4
Änderungen vorbehalten
6½-stelligeAnzeige(1.200.000Punkte)
Auflösung:100nV,100pA,100µΩ,0,01°C/F
DC-Grundgenauigkeit0,003%
2-Draht/4-DrahtMessungen
EinstellbareMessintervallevon0,1…60s
Biszu100MessungenproSekundezumPC
EchteEffektivwertmessungACundDC+AC
Mathematikfunktionen:Grenzwerttest,Minimum/Maximum,
MittelwertundOffset
TemperaturmessungenmitTemperaturfühlern(PT100/PT1000)
undmitNi-Thermoelementen(K-Typbzw.J-Typ)
InternerDatenloggerfürbiszu32.000Messwerte
Offset-Korrektur
6½-Digit Precision-Multimeter HM8112-3
GalvanischgetrennteUSB/RS-232Dual-Schnittstelle,
optionalIEEE-488(GPIB)
[HM8112-3S]:HM8112-3inkl.Messstellenumschalter
(8+1Kanäleje2-und4-Draht)
T e c h n i s c h e D a t e n
6½-Digit Präzisions-Multimeter
HM8112-3 [HM8112-3S]
Genauigkeit, errechnet aus ±(% rdg. + % f.s.):
Messbereich
100 Ω
1 kΩ
10 kΩ
100 kΩ
1 MΩ
10 MΩ
Alle Angaben bei 23 °C nach einer Aufwärmzeit von 30 Minuten.
Gleichspannung
Messbereiche HM8112-3:
0,1 V; 1 V; 10 V; 100 V; 600 V
Messbereiche HM8112-3S: 0,1 V; 1 V; 10 V; 100 V
Eingangswiderstand:
0,1 V, 1,0 V:
>1 GΩ
10 V, 100 V, 600 V:
10 MΩ
Genauigkeit:
Errechnet aus ±[% angezeigter Wert (rdg.) + % Messbereich (f.s.)]
Messbereich
0,1 V
1,0 V
10,0 V
100,0 V
600,0 V
1 Jahr;
% rdg.
0,005
0,003
0,003
0,003
0,004
Integrationszeit:
Anzeigeumfang:
600 V-Bereich
Auflösung:
Nullpunkt:
Temperaturdrift
Langzeitstabilität
23°C ±2 °C
% f.s.
0,0006
0,0006
0,0006
0,0006
0,0006
0,1 s
120,000 Digit
60,000 Digit
1 µV
Temp. Koeffizient
10…21 °C + 25…40 °C
0,0008
0,0008
0,0008
0,0008
0,0008
1…60 s
1.200,000 Digit
600,000 Digit
100 nV
besser als 0,3 µV/°C
besser als 3 µV über 90 Tage
Wechselspannung
Messbereiche HM8112-3:
Messbereiche HM8112-3S:
Messmethode:
0,1 V; 1 V; 10 V; 100 V; 600 V
0,1 V; 1 V; 10 V; 100 V
echter Effektivwert mit DC-Kopp­lung oder
mit AC-Kopplung (nicht im 0,1 V-Bereich)
Eingangswiderstand im Messbereich:
0,1 V und 1 V
1 GΩ II <60 pF
10…600 V
10 MΩ II <60 pF
Einschwingzeit:
1,5 sec bis 0,1 % vom Messwert
Genauigkeit:
Für Sinussignal >5 % f.s.
Errechnet aus ±(% angezeigter Wert (rdg.)+ % Messbereich (f.s.));
23 °C ±2 °C für 1 Jahr
Bereich: 20 Hz…1 kHz 1…10 kHz 10…50 kHz 50…100 kHz 100…300 kHz
0,1 V
0,1 + 0,08 5 + 0,5 (5 kHz)
1,0 V
0,08 + 0,08 0,15 + 0,08
0,3 + 0,1
0,8 + 0,15
7 + 0,15
10,0 V
0,08 + 0,08
0,1 + 0,08
0,3 + 0,1
0,8 + 0,15
4 + 0,15
100,0 V
0,08 + 0,08
0,1 + 0,08
0,3 + 0,1
0,8 + 0,15
600,0 V
0,08 + 0,08
0,1 + 0,08
Temperaturkoeffizient 10…21 °C und 25…40 °C; (% rdg. + % f.s.):
bei 20 Hz…10 kHz
0,01 + 0,008
bei 10…100 kHz
0,08 + 0,01
Crestfaktor:
7:1 (max. 5 x Messbereich)
Integrationszeit:
0,1 s
1…60 s
Messbereichsende:
120,000 Digit
1.200,000 Digit
600 V-Bereich:
600,00 Digit
600,000 Digit
Auflösung:
1 µV
100 nV
Überlastschutz (V/Ω-HI gegen V/Ω-LO) und gegen Gehäuse:
Messbereiche:
alle
andauernd:
850 VSpitze oder 600 VDC
Max. Eingangsspannung Masse gegen Gehäuse:
250 VEff bei max. 60 Hz oder 250 VDC
Strom
Messbereiche:
100 µA; 1 mA; 10 mA; 100 mA; 1 A
Integrationszeit:
0,1 s
1…60 s
Technische
Daten
Messbereichsende:
120,000
Digit
1.200,000 Digit
1 A-Bereich
100,000 Digit
1.000,000 Digit
Auflösung:
1 nA
100 pA
Genauigkeit:
DC
45 Hz…1 kHz 1…5 kHz
0,02 + 0,002
0,1 + 0,08
0,2 + 0,08
(1 Jahr; 23 ±2 °C)
Temperaturkoeffizient/°C:
10…21 °C
25…40 °C
0,002 + 0,001 0,01 + 0,01
(%rdg. + %f.s.)
Bürde:
<600 mV…1,5 V
Einschwingzeit:
1,5 s bis 0,1 % vom Messwert
Crestfaktor:
7:1 (max 5 x Messbereich)
Eingangsschutz:
Sicherung, FF 1 A 250 V
Widerstand
Messbereiche:
Integrationszeit:
Messbereichsende:
Auflösung:
100 Ω, 1 kΩ, 10 kΩ, 100 kΩ, 1 MΩ, 10 MΩ
0,1s1…60s
120,000 Digit
1.200,000 Digit
1 mΩ
100 µΩ
1 Jahr;
% rdg.
0,005
0,005
0,005
0,005
0,05
0,5
Max. Messspannung:
Überlastschutz:
Temperaturmessung
PT100/PT1000 (EN60751):
Messbereich
Auflösung
Toleranz
Temperaturkoeffizient
10…21 °C und 25…40 °C
NiCr-Ni (K-Typ):
Messbereich
Auflösung
Toleranz
NiCr-Ni (J-Typ):
Messbereich
Auflösung
Toleranz
Temp. Koeffizient/°C
10…21 °C
25…40 °C
0,0008
0,0008
0,0008
0,0008
0,0008
0,0008
0,0008
0,0008
0,002
0,002
0,01
0,01
BereichStrom
100 Ω, 1 kΩ
1 mA
10 kΩ
100 µA
100 kΩ
10 µA
1 MΩ
1 µA
10 MΩ
100 nA
ca. 3 V
250 VS
2- und 4-Draht Messung
-200…+800 °C
0,01 °C; Messstrom 1 mA
±(0,05 °C + Messfühlertoleranz + 0,08 K)
<0,0018 °C/°C
-270…+1.372 °C
0,1 °C
±(0,7 % rdg. + 0,3 K)
-210…+1.200 °C
0,1 °C
±(0,7 % rdg. + 0,3 K)
Frequenzmessung und Periodendauer
Messbereich:
1 Hz…100 kHz
Auflösung:
0,00001…1 Hz
Genauigkeit:
0,05 % (rdg.)
Messzeit:
1…2 s
Technische Daten Messstellenumschalter HO112: siehe Seite 29
Schnittstelle
Schnittstelle:
Funktionen:
Eingangsdaten:
Ausgangsdaten:
Verschiedenes
Messpausen Bereichsoder Funktionswechsel:
Speicher:
Schutzart:
Netzanschluss:
Leistungsaufnahme:
Arbeitstemperatur:
Lagertemperatur:
Rel. Luftfeuchtigkeit:
Abmessungen (B x H x T):
Gewicht:
*)
Dual-Schnittstelle USB/RS-232 (HO820),
IEEE-488 (GPIB) (optional)
Steuerung/Datenabfrage
Messfunktion, Messbereich,
Integrationszeit, Startbefehl
Messwerte, Messfunktion, Messbereich,
Integrationszeit (10 ms…60 s)
ca. 125 ms bei Gleichspannung,
Gleichstrom, Widerstand
ca. 1 s bei Wechsel­spannung, Wechselstrom
30.000 Messungen/128 kB
Schutzklasse I (EN 61010-1)
105…254 V~; 50…60 Hz, CAT II
ca. 8 W
+5…+40 °C
-20…+70 °C
5…80 % (ohne Kondensation)
285 x 75 x 365 mm
ca. 3 kg
max. 1 μV nach einer Aufwärmzeit von 1,5 Stunden
bei rel. Luftfeuchtigkeit <60 %
**)
Im Lieferumfang enthalten: Netzkabel, Bedienungsanleitung,
Messleitung (HZ15), Schnittstellenkabel (HZ14), CD
Empfohlenes Zubehör:
HO112 Mess­stellen­umschalter (Einbau nur ab Werk) als HM8112-3S
HO880 IEEE-488 (GPIB) Schnittstelle, galvanisch getrennt
HZ10S 5 x Silikon-Messleitung (Schwarz)
HZ10R 5 x Silikon-Messleitung (Rot)
HZ10B 5 x Silikon-Messleitung (Blau)
HZ13 Schnittstellenkabel (USB) 1,8 m
HZ33
Messkabel 50 Ω, (BNC/BNC), 0,5 m
HZ34
Messkabel 50 Ω, (BNC/BNC), 1,0 m
HZ42 19" Einbausatz 2HE
HZ72 IEEE-488 (GPIB) Schnittstellenkabel 2 m
HZ887 Temperaturmesssonde (PT100 -50…+400° C)
Änderungen vorbehalten
5
W i c h t i g e H i n w e i s e Es sollte darauf geachtet werden, dass nicht mehr als drei bis
vier Geräte übereinander gestapelt werden. Ein zu hoher Geräteturm kann instabil werden und auch die Wärmeentwicklung
kann bei gleichzeitigem Betrieb aller Geräte, zu groß werden.
1 Wichtige Hinweise
1.1Symbole
1.3Transport
(1) (2) (3) (4) Symbol 1:
Symbol 2:
Symbol 3:
Symbol 4:
Symbol 5:
Symbol 6:
(5) (6)
Achtung - Bedienungsanleitung beachten
Vorsicht Hochspannung
Erdanschluss
Hinweis – unbedingt beachten
Tipp! – Interessante Info zur Anwendung
Stop! – Gefahr für das Gerät
Auspacken
Prüfen Sie beim Auspacken den Packungsinhalt auf Vollständigkeit. Entspricht die Netzversorgung den auf dem Gerät
angegebenen Werten? Nach dem Auspacken sollte das Gerät
auf mechanische Beschädigungen und lose Teile im Innern
überprüft werden. Falls ein Transportschaden vorliegt, ist
sofort der Lieferant zu informieren. Das Gerät darf dann nicht
betrieben werden.
1.2 Aufstellen des Gerätes
Das Gerät kann in zwei verschiedenen Positionen aufgestellt
werden:
Die vorderen Gerätefüße werden wie in Bild 1 aufgeklappt. Die
Gerätefront zeigt dann leicht nach oben. (Neigung etwa 10°)
Bewahren Sie bitte den Originalkarton für einen eventuell
späteren Transport auf. Transportschäden aufgrund einer
mangelhaften Verpackung sind von der Gewährleistung ausgeschlossen.
1.4Lagerung
Die Lagerung des Gerätes muss in trockenen, geschlossenen
Räumen erfolgen. Wurde das Gerät bei extremen Temperaturen transportiert, sollte vor dem Einschalten eine Zeit von
mindestens 2 Stunden für die Akklimatisierung des Gerätes
eingehalten werden.
1.5Sicherheitshinweise
Dieses Gerät ist gemäß VDE 0411 Teil 1, Sicherheitsbestimmungen für elektrische Mess-, Steuer-, Regel- und Laborgeräte,
gebaut, geprüft und hat das Werk in sicherheitstechnisch
einwandfreiem Zustand verlassen. Es entspricht damit auch
den Bestimmungen der europäischen Norm EN 61010-1 bzw.
der internationalen Norm IEC 61010-1. Um diesen Zustand zu
erhalten und einen gefahrlosen Betrieb sicherzustellen, muss
der Anwender die Hinweise und Warnvermerke beachten, die in
dieser Bedienungsanleitung enthalten sind. Gehäuse, Chassis
und alle Messanschlüsse sind mit dem Netzschutzleiter verbunden. Das Gerät entspricht den Bestimmungen der Schutzklasse
I. Die berührbaren Metallteile sind gegen die Netzpole mit 2200V
Gleichspannung geprüft.
Das Gerät darf aus Sicherheitsgründen nur an vorschriftsmäßigen Schutzkontaktsteckdosen betrieben werden. Der
Netzstecker muss eingesteckt sein, bevor Signalstromkreise
angeschlossen werden.
Bild 1
Bild 2
Bild 3
Sind Zweifel an der Funktion oder Sicherheit der Netzsteckdosen aufgetreten, so sind die Steckdosen nach DIN VDE0100,
Teil 610, zu prüfen.
Das Auftrennen der Schutzkontaktverbindung
innerhalb oder außerhalb des Gerätes ist unzulässig!
– Die Netzversorgung entspricht den auf dem Gerät angegebenen Werten
– Das Öffnen des Gerätes darf nur von einer entsprechend
ausgebildeten Fachkraft erfolgen.
– Vor dem Öffnen muss das Gerät ausgeschaltet und von allen
Stromkreisen getrennt sein.
In folgenden Fällen ist das Gerät außer Betrieb zu setzen und
gegen unabsichtlichen Betrieb zu sichern:
Bleiben die vorderen Gerätefüße eingeklappt, wie in Bild 2,
lässt sich das Gerät mit vielen weiteren Geräten von HAMEG
sicher stapeln.
Werden mehrere Geräte aufeinander gestellt sitzen die eingeklappten Gerätefüße in den Arretierungen des darunter liegenden Gerätes und sind gegen unbeabsichtigtes Verrutschen
gesichert. (Bild 3).
6
Änderungen vorbehalten
–
–
–
–
–
–
Sichtbare Beschädigungen am Gerät
Beschädigungen an der Anschlussleitung
Beschädigungen am Sicherungshalter
Lose Teile im Gerät
Das Gerät arbeitet nicht mehr
Nach längerer Lagerung unter ungünstigen Verhältnissen
(z.B. im Freien oder in feuchten Räumen)
– Schwere Transportbeanspruchung
W i c h t i g e H i n w e i s e
1.6CAT II
Die folgenden Erläuterungen beziehen sich lediglich auf die
Benutzersicherheit. Andere Gesichtspunkte, wie z.B. die maximal zulässige Eingangsspannung, sind den technischen Daten
zu entnehmen und müssen ebenfalls beachtet werden. Es ist
auch möglich mit Hilfe geeigneter Wandler (z.B. Stromzangen), welche mindestens die Anforderungen der Schutzklasse
der durchzuführenden Messung erfüllen, indirekt am Netz zu
messen. Bei der Messung muss die Messkategorie – für die
der Hersteller den Wandler spezifiziert hat – beachtet werden.
Messkategorien CAT
Die Messkategorien beziehen sich auf Transienten im Spannungsversorgungsnetz. Transienten sind kurze, sehr schnelle
und steile Spannungs- und Stromänderungen. Diese können
periodisch und nicht periodisch auftreten. Die Höhe möglicher
Transienten nimmt zu, je kürzer die Entfernung zur Quelle der
Niederspannungsinstallation ist.
CAT IV Messungen an der Quelle der Niederspannungsinstallation (z.B. an Zählern).
CAT III Messungen in der Gebäudeinstallation (z.B. Verteiler,
Leistungsschalter, fest installierte Steckdosen, fest
installierte Motoren etc.).
CAT II Messungen an Stromkreisen, die elektrisch direkt mit
dem Niederspannungsnetz verbunden sind (z.B. Haushaltsgeräte, tragbare Werkzeuge etc.)
CAT I Elektronische Geräte und abgesicherte Stromkreise in
Geräten.
1.7 Bestimmungsgemäßer Betrieb
Betrieb in folgenden Bereichen: Industrie-, Wohn-, Geschäftsund Gewerbebereich sowie Kleinbetriebe. Die Geräte sind zum
Gebrauch in sauberen, trockenen Räumen bestimmt. Sie dürfen
nicht bei besonders großem Staub- bzw. Feuchtigkeitsgehalt
der Luft, bei Explosionsgefahr sowie bei aggressiver chemischer
Einwirkung betrieben werden.
Die zulässige Umgebungstemperatur während des Betriebes
reicht von +5 °C ... +40 °C. Während der Lagerung oder des
Transportes darf die Temperatur zwischen –20 °C und +70 °C
betragen. Hat sich während des Transportes oder der Lagerung
Kondenswasser gebildet muss das Gerät ca. 2 Stunden akklimatisiert und getrocknet werden. Danach ist der Betrieb erlaubt.
Die Betriebslage ist beliebig. Eine ausreichende Luftzirkulation
(Konvektionskühlung) ist jedoch zu gewährleisten. Bei Dauerbetrieb ist folglich eine horizontale oder schräge Betriebslage
(Aufstellbügel aufgeklappt) zu bevorzugen.
Nenndaten mit Toleranzangaben gelten nach einer Anwärmzeit
von 30 Minuten, bei einer Umgebungstemperatur von 23 °C.
Werte ohne Toleranzangabe sind Richtwerte eines durchschnittlichen Gerätes.
1.8Gewährleistung und Reparatur
HAMEG Geräte unterliegen einer strengen Qualitätskontrolle.
Jedes Gerät durchläuft vor dem Verlassen der Produktion einen
10-stündigen „Burn in-Test“. Im intermittierenden Betrieb wird
dabei fast jeder Frühausfall erkannt. Anschließend erfolgt ein
umfangreicher Funktions- und Qualitätstest, bei dem alle Betriebsarten und die Einhaltung der technischen Daten geprüft
werden. Die Prüfung erfolgt mit Prüfmitteln, die auf nationale
Normale rückführbar kalibriert sind.
Es gelten die gesetzlichen Gewährleistungsbestimmungen
des Landes, in dem das HAMEG-Produkt erworben wurde. Bei
Beanstandungen wenden Sie sich bitte an den Händler, bei dem
Sie das HAMEG-Produkt erworben haben.
Freileitungen
Hausanschluss fest installierte Maschinen
Zählertafel
Verteilerschränke
Sammelschienen
Steckdosen nahe der
Verteiler
CAT IV
Steckdosen und
Verteilerdosen für
Handbohrmaschine,
PC oder Kühlschrank
CAT II
Änderungen vorbehalten
7
W i c h t i g e H i n w e i s e Nur für die Länder der EU:
Um den Ablauf zu beschleunigen, können Kunden innerhalb der
EU die Reparaturen auch direkt mit HAMEG abwickeln. Auch
nach Ablauf der Gewährleistungsfrist steht Ihnen der HAMEG
Kundenservice für Reparaturen zur Verfügung.
Return Material Authorization (RMA):
Bevor Sie ein Gerät an uns zurücksenden, fordern Sie bitte in
jedem Fall per Internet: http://www.hameg.de oder Fax eine
RMA-Nummer an. Sollte Ihnen keine geeignete Verpackung
zur Verfügung stehen, so können Sie einen leeren Originalkarton über den HAMEG-Service (Tel: +49 (0) 6182 800 500,
E-Mail: [email protected]) bestellen.
1.9Wartung
Die Außenseite des Gerätes sollte regelmäßig mit einem weichen, nicht fasernden Staubtuch gereinigt werden.
Bevor Sie das Gerät reinigen stellen Sie bitte sicher, dass es ausgeschaltet und von allen Spannungsversorgungen getrennt ist.
Keine Teile des Gerätes dürfen mit Alkohol oder
anderen Lösungsmitteln gereinigt werden!
Die Anzeige darf nur mit Wasser oder geeignetem Glasreiniger
(aber nicht mit Alkohol oder Lösungsmitteln) gesäubert werden,
sie ist dann noch mit einem trockenen, sauberen, fusselfreien
Tuch nachzureiben. Keinesfalls darf die Reinigungsflüssigkeit in
das Gerät gelangen. Die Anwendung anderer Reinigungsmittel
kann die Beschriftung oder Kunststoff- und Lackoberflächen
angreifen.
8
Änderungen vorbehalten
1.10Umschalten der Netzspannung
Vor Inbetriebnahme des Gerätes prüfen Sie bitte, ob die verfügbare Netzspannung (115 V oder 230 V) dem auf dem Netz-spannungswahlschalter des Gerätes angegebenen Wert entspricht.
Ist dies nicht der Fall, muss die Netzspannung umgeschaltet
werden. Der Netzspannungswahlschalter befindet sich auf der
Geräterückseite.
1.11Gerätesicherung
Das Gerät hat zwei Netzsicherungen: T 0,2 A
intern. Sollte einer dieser Sicherungen
ausfallen liegt ein Reparaturfall vor. Aus
Auswechseln der Sicherungen durch den
Kunden ist nicht vorgesehen.
1.12Netzschalter
Normalerweise ist der Netzschalter auf der Geräterückseite
eingeschaltet, sodass die hochwertige Referenz ständig verfügbar ist. Mit der „Stand-by Taste“ auf der Vorderseite des
Gerätes werden nur das Bedienteil und die Anzeige ausgeschaltet. Das eigentliche Messgerät bleibt – solange es mit
dem Stromversorgungsnetz verbunden ist – eingeschaltet. Dies
hat den Vorteil, dass das Gerät nach dem Einschalten aus der
Standby-Funktion sofort betriebsbereit ist. Auch die Referenz
wird geschont, da das Ein/Ausschalten entfällt. Soll das Gerät
komplett ausgeschaltet werden, muss der Netzschalter auf
der Rückseite des Gerätes betätigt werden.
Bleibt das Gerät für längere Zeit unbeaufsichtigt,
muss das Gerät aus Sicherheitsgründen am Netzschalter ausgeschaltet werden.
B e z e i c h n u n g d e r B e d i e n e l e m e n t e
2
3 4
5
1
6
7
8
27
9
10 11
12 13
14 15
16 17
2 Bezeichnung der Bedienelemente
19 20
18 21
22 23
24
25
26
18 MENU – Auswahl Menüsystem, Übernahme von Menüpunkt
/ Parameter
19 ESC – Verlassen des Menüsystems ohne Werte zu überneh-
men
1 Display – 16-stelliges Display
2 POWER – Stand-By / EIN
3 HOLD DISPLAY – angezeigter Wert im Diplay speichern
4 ZERO – Nullabgleich der Messstrecke
20 – Abwärts: Messbereichstaste und Scrollfunktion im
Menü
21 AUTO – Umschalten manuelle / automatische Messbe-
reichswahl
5 RM/LOCAL-Taste –
22 ENTER – Sonderfunktion: Auswahl der Parameter im
6 VDC – Gleichspannungs-Messung
23 Fernbedienung über Interface ausschalten
7 ADC – Gleichstrom-Messung
8 VAC – Wechselspannungs-Messung mit AC-Kopplung
Logger-Menü
– Aufwärts: Messbereichstaste und Scrollfunktion im
Menü
24 V SENSE – Eingang für Spannungs-, Frequenz-, Wider-
stands-, Temperaturmessung
9 AAC – Wechselstrom-Messung
25 LO – Bezugsmasse für Messung
10 VAC+DC – Wechselspannungs-Messung mit DC-Kopplung
26 A SOURCE – Eingang für Strommessung
11 Ω – Widerstandsmessung, 2- und 4-Draht
27 FUSE – Messkreissicherung 1 A / 250 V (superflink)
12 FREQ./PERIOD – Frequenz und Periodendauer mit VAC
13 δPT - Temperaturmessung mit PT-Messfühler,
2- und 4-Draht
14 - Dioden- / Durchgangsprüfung
15 δTH – Temperaturmessung mit Thermoelement, 2-Draht
16 MAX – maximaler Messwert während einer Messreihe
17 MIN – minimaler Messwert während einer Messreihe
29
Geräterückseite
28 Kaltgeräteeinbaustecker mit Netzschalter
29 USB/RS-232 Schnittstelle
Option: HO880 IEEE-488 (GPIB), eingebauter Messstellenumschalter im HM8112-3S
30 Netzspannungswahlschalter (115 V bzw. 230 V)
28
30
Änderungen vorbehalten
9
M e s s g r u n d l a g e n 3Messgrundlagen
1 2,6 0 0 0 0 V
Messwert 3:
1 2,6 0 0 0 0 V
Anzeige 3:
1 2,6 0 0 0 0 1 2,6 0 0 0
Dekadenwechsel
Messen bedeutet:
Der reproduzierbare Vergleich einer unbekannten Größe mit
einer bekannten Bezugsgröße und die Darstellung als Vielfaches der Einheit der Bezugsgröße.
3.1Messbereichsanzeige
Es gibt unterschiedliche Arten die Anzeige eines Multimeters
zu beschreiben. Am einfachsten ist die Angabe der möglichen
Messpunkte. Der Anzeigeumfang eines Digitalmultimeters,
kurz DMM, gibt somit an wie viele Anzeigeschritte das DMM
darstellen kann. Die Definition des Anzeigebereiches lässt sich
am besten anhand von Beispielen erklären.
Zur Erklärung dienen ein 6-stelliges, ein 6½-stelliges und ein
6¾-stelliges DMM.
6-stelliges DMM
6½-stelliges DMM 6¾-stelliges DMM
Anzeigeumfang:
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
bisbisbis
0000000
1999999
3999999
9 9 9 9 9 9
Messpunkte:
1.0 0 0.0 0 0 Digit 2.0 0 0.0 0 0 Digit 4.0 0 0.0 0 0 Digit
Die 6 gibt an wie viele Ziffern im Display immer angezeigt werden. Der Bruch ½ bzw. ¾ gibt an, bei welcher Ziffer an der
ersten Stelle des Displays eine Umschaltung in den nächsten
Messbereich erfolgt (Dekadenwechsel). Diese Umschaltung
in den nächst größeren Messbereich ist mit der Einbuße einer
Stelle in der Anzeige verbunden. Die Auflösung reduziert sich
somit um eine Stelle.
Nachfolgend ein Beispiel zur Umschaltung der Stellenzahl in der
Anzeige wenn in den nächsten Messbereich gewechselt wird.
Messwert 1:
1 0 V
1 0 V
10V
Anzeige 1:
1 0,0 0 0
1 0,0 0 0 0 0
1 0,0 0 0 0 0
Messwert 2:
2 0 V
2 0 V
20V
Anzeige 2:
2 0,0 0 0
2 0,0 0 0 0
2 0,0 0 0 0 0
Dekadenwechsel
Messwert 3:
3 9,9 9 9 9 9 V
3 9,9 9 9 9 9 V
3 9,9 9 9 9 9 V
Anzeige 3:
3 9,9 9 9
3 9,9 9 9 9
3 9,9 9 9 9 9
Messwert 4:
4 0 V
4 0V
40V
Anzeige 4:
4 0,0 0 0
4 0,0 0 0 0
4 0,0 0 0 0
Dekadenwechsel
Die Messbereichtsanzeige von 6½ Stellen ist nur
bei einer Messzeit von 60s möglich.
3.2Overranging (Messbereichsüberschreitung)
Im vorherigen Beispiel hat unser 6½-stelliges DMM einen Anzeigeumfang von 2.000.000 Digit. Der Dekadensprung erfolgte
an der ersten Stelle im Display beim Übergang von der Ziffer
1 zur Ziffer 2. Ein anderes 6½-stelliges DMM hat einen Anzeigeumfang von 1.250.001 Digit. Hier erfolgt der Dekadensprung
ebenfalls an der ersten Stelle im Display, aber beim Übergang
der dritten Stelle im Display von der Ziffer 5 zur Ziffer 6.
6½-stelliges DMM1
6½-stelliges DMM2
Anzeigeumfang:
0 0 0 0 0 0 0
0000000
bis
bis
1999999
1250000
Messpunkte:
2.0 0 0.0 0 0 Digit
1.2 5 0 0 0 1 Digit
Messwert 1:
1 0 V
10V
Anzeige 1:
1 0,0 0 0 0 0
1 0,0 0 0 0 0
Messwert 2:
1 2,5 0 0 0 0 V
1 2,5 0 0 0 0 V
Anzeige 2:
1 2,5 0 0 0 0
1 2,5 0 0 0 0
10
Änderungen vorbehalten
Das DMM1 mit 2.000.000 Digit kann bis 1 999 999 anzeigen,
das DMM2 mit 1.250.001 Digit kann jedoch nur Werte bis
1 250 000 anzeigen. Das DMM1 wird mit einem Overrange von
100% angegeben. Dagegen hat das DMM2 ein Overrange von
25%. Würde bei DMM2 die Anzahl der Messpunkte 1.400.000
Digit betragen, hätte das Gerät einen Overange von 40%.
Der Messbereich eines DMM ergibt sich aus dem
Messbereichsendwert minus Overrange.
Beispiel:6½-stelliges DMM mit 1.2 5 0.0 0 1 Digit
Messbereichsendwert:
– Overrange:
Messbereich:
12,50000 V
2,50000 V
10,00000 V
3.3 Messbereichsauflösung
Die Auflösung eines digitalen Messgerätes entspricht dem Wert
der letzten Stelle der Anzeige. Der digital erfasste Messwert
wird somit quantisiert dargestellt. Im Gegensatz dazu ist die
Auflösung eines analogen Messgerätes durch den kleinsten
vom Betrachter erkennbaren Ausschlag vorgegeben. Bei der
analogen Messung wird zu jedem Messwert eindeutig eine
Messwertanzeige zugeordnet.
Die Auflösung eines DMM ergibt sich aus der Anzahl
der Digit. Dazu wird der Kehrwert der Digit ohne
Messbereichsüberschreitung gebildet.
Beispiel: 6½-stelliges DMM mit 1.2 0 0.0 0 0 Digit
Der Overrangebereich beträgt 200.000 Digit, somit
ergibt sich für die Auflösung:
1
= 0,000001
1.200.000 – 200.000
dies entspricht 0,0001% vom Messbereich
Ein DMM hat im 100 V-Bereich eine Auflösung von 0,1 V. Wird
nun eine Spannung von 100,05 V gemessen, kann das DMM
unter Vernachlässigung der restlichen möglichen Messabweichungen, entweder 100,0 V oder 100,1 V anzeigen.
Bedingt durch die Auflösung kann das DMM niemals genauer
als mit einer Abweichung von 0,1% messen.
3.4Messgenauigkeit
Die Messgenauigkeit eines digitalen Messgerätes wird von
vorneherein durch die Auflösung des Messgerätes begrenzt.
Die theoretisch maximale Genauigkeit der Messung und auch
die letzte sinnvolle Stelle der Anzeige ist bestimmt durch den
kleinsten Quantisierungsschritt (LSB = lowest significant Bit)
des analog/digital-Wandlers (A/D-Wandler).
Die Messgenauigkeit eines digitalen Multimeters wird durch
folgende Faktoren beeinflusst:
– Bauteiltoleranzen und Temperaturabhängigkeit der Bauteile
und Verstärker
– Stabilität der Referenzspannung des DMM
– Eigenschaften des A/D-Wandlers
M e s s g r u n d l a g e n
Z(Ue)
e
Z(Ue)
e
Ideale Funktion
des A/D-Wandlers
Ideale Funktion
des A/D-Wandlers
0110
0110
0101
0101
0100
0100
Funktion des A/D-Wandlers
durch Offsetfehler verschoben
0011
0001
0001
Ue
Abb. 2: A/D-Wandler Verstärkungsfehler
Z(Ue)
Z(Ue)
e
Ideale Funktion
des A/D-Wandlers
(linear)
0110
Ideale Funktion
des A/D-Wandlers
(linear)
Nichtlinearität
des A/D-Wandlers
0101
0101
IST von
Intervall Ue
bei 0110
0100
SOLL von Intervall Ue bei 0110
0100
0011
0010
0010
0001
Ue
Ue
Bild 32:
A/D-Wandler differentielle
Nichtlinearit‰t
Abb.
1: A/D-Wandler
Offsetfehler
0011
0011
0010
0010
0110
Funktion des A/D-Wandlers
durch Verstärkungsfehler
in der Steigung beeinflusst
Nichtlinearität
des A/D-Wandlers
Max. Abweichung der nichtlinearen
Steigungskurve des A/D-Wandlers
von der idealen linearen Funktion
0001
Ue
Ue
Ue
Ue
Abb. 3: A/D-Wandler differentielle Nichtlinearität
Abb. 4: A/D-Wandler integrale Nichtlinearität
Offsetfehler des A/D-Wandlers
Der Eingangsverstärker des DMM ist nicht richtig abgeglichen
und besitzt einen Offset. Dieser Offset führt bei der A/D-Wandlung zum Offsetfehler (Abb. 1).
analogen Spannung Ue, von dem idealen Spannungs-intervall
(SOLL) ΔUe unterscheidet (Abb. 3).
Differentieller Linearitätsfehler = k x ΔUe; k= Faktor beschreibt Verhältnis ΔUe (IST) zu ΔUe (SOLL)
Steigungsfehler (Verstärkungsfehler)
des A/D-Wandlers
Der Eingangsverstärker ändert mit der Temperatur sein Verstärkungsverhalten oder der Verstärkungsabgleich wurde
nicht gewissenhaft durchgeführt. Somit weicht die Steigung
der Funktion vom idealen Wert ab (Abb. 2).
Linearitätsfehler (Integrale Nichtlinearität) des A/D-Wandlers
Aufgrund der einzelnen differentiellen Linearitätsfehler und
deren Summierung ergibt sich ein maximaler Fehler zwischen
der idealen Umsetzungsfunktion und der wirklichen Umsetzungsfunktion. Der Linearitätsfehler gibt den größten Wert
des Abstandes zwischen den beiden Funktionen an (Abb. 4).
Differentielle Nichtlinearität des A/D-Wandlers
Die Quantisierungsschritte eines A/D-Wandlers sind nicht alle
gleich groß und weichen von dem idealen theoretischen Wert
ab. Die differentielle Nichtlinearität gibt an, um wie viel sich
jeder wirkliche (IST) Spannungsintervall, bei der Umsetzung der
Wandelverfahren
Nachfolgend werden das Single Slope, Dual Slope und das Multi
Slope Verfahren beschrieben. Diese Sägezahn A/D-Umsetzer
beruhen auf einem gemeinsamen Prinzip. Die Umsetzung der
Eingangsspannung in eine dazu proportionale Zeit.
Änderungen vorbehalten
11
Name: Single Slope
M e s s g r u n d l a g e n 3.5Single-Slope (Ein-Rampen-Verfahren)
Rampenspannung Ur. Beim Zeitpunkt t3 beträgt die Rampenspannung Ur = 0 V und der Zähler stoppt. Die Größe der Zeit
Δt2 = t3 - t2 ist direkt proportional zur Eingangsspannung. Wird
eine große Eingangsspannung an den Integrator angelegt, wird
nach Ablauf der Integrationszeit Δt1 eine höhere Rampenspannung Ur1 erreicht als beim Anlegen einer kleinen Eingangsspannung. Eine kleine Eingangsspannung ergibt eine Rampe
mit kleinerer Steigung und geringerer Rampenspannung (siehe
Ur2). Weil die zum Zeitpunkt t2 an den Integrator angeschlossene
Referenzspannung Uref konstant ist, dauert es unterschiedlich
lange, bis die Kapazität des Integrators entladen ist. Es dauert
länger, die höhere Rampenspannung Ur1 zu entladen als die
kleinere Rampenspannung Ur2. Aus dieser unterschiedlichen
Entladezeit Δt2 = t3 – t2 und der konstanten Referenzspannung
lässt sich die zu messende Eingangsspannung Ue bestimmen.
U
U
r
0V
t1
Vorteile:
Die Genauigkeit der Messung ist jetzt nicht mehr von der Genauigkeit des RC-Gliedes des Integrators abhängig. Nur während der
Zeitspanne Δt1 + Δt2 müssen die Werte von R und C konstant
sein. Ändern sich die Werte von R und C langfristig, ändert sich
auch die Steigung der Rampenspannung.
t
t2
Abb. 5: Single-Slope
Das einfachste Verfahren ist das Single Slope Verfahren. Dabei
wird die Referenzspannung Uref integriert. Es ergibt sich eine
vom negativen ins positive ansteigende Rampenspannung Ur.
Mit zwei Komparatoren wird nun das Eingangssignal Ue mit 0V
und mit Ur verglichen. Beginnt die Rampenspannung Ur bei t1
mit 0 V, wird ein Zähler gestartet. Erfüllt die Rampenspannung
die Bedingung Ur(t2) = Ue, wird der Zähler wieder gestoppt.
Die Anzahl der gezählten Impulse ist proportional zu der gemessenen Eingangsspannung Ue. Ein großer Nachteil ist die
Genauigkeit dieses Verfahrens. Es ist direkt von R und C des
Integrators abhängig.
Wird die Steigung der Rampe beim Aufintegrieren der Eingangsspannung größer, ergibt sich zum Zeitpunkt t2 ein höherer
Spannungswert für Ur. Die größere Steigung wirkt aber auch
beim Integrieren der Referenzspannung, so dass die Kapazität
des Integrators schneller entladen wird.
Der Nulldurchgang wird trotz der höheren Spannung Ur(t2)
schneller erreicht. Die abfallende Rampe schneidet die Nulllinie
wieder bei t3.
Ur
t1 = const.
3.6 Dual-Slope (Zwei-Rampen-Verfahren)
*
U r1
t2
U r1
t2
0V
t
t3
U r1
t1
U r2
0V
t
t3
t1
t2
t3
Abb. 6: Dual-Slope Prinzip
Beim Dual-Slope-Verfahren gibt es keine direkte Abhängigkeit
vom RC-Glied des Integrators. Zu Beginn der Messung startet
ein Zähler beim Zeitpunkt t1. Für die konstante Zeitspanne Δt1
wird die Eingangsspannung Ue mit dem Integrator aufintegriert.
Hat der Zähler seinen Maximalwert erreicht, ist die Zeitspanne
Δt1 vorbei und die Eingangsspannung Ue wird vom Integrator
getrennt. Die Referenzspannung Uref wird nun mit entgegengesetzter Polarität an den Integrator geschaltet. Der Zähler
beginnt beim Zeitpunkt t2 erneut zu zählen. Die Rampenspannung Ur ändert ihre Steigung und strebt Richtung Null-Linie.
Der Zähler erfasst jetzt die Zeit bis zum Nulldurchgang der
12
Änderungen vorbehalten
t2
t3
Abb. 7: Dual-Slope: Drift von RC-Konstante
Da nicht der Momentanwert der Messung, sondern der Mittelwert über die Zeit Δt1 für das Messergebnis relevant ist, werden
Wechselspannungen hoher Frequenz gedämpft. Besitzt die
Wechselspannung eine Frequenz mit ganzzahligem Vielfachen
von 1/Δt1, wird diese vollständig unterdrückt. Wird Δt1 gleich der
Periodendauer oder einem ganzzahligen Vielfachen der Netzfrequenz gewählt, werden Netzbrummspannungen unterdrückt.
3.7Multi-Slope (Mehr-Rampen-Verfahren)
Das Multi-Slope-Verfahren baut auf dem Dual-Slope-Verfahren
auf. Es wird aus mehreren Messungen nach dem Dual-SlopeVerfahren rechnerisch der Mittelwert gebildet. Dieser errech3
nete Wert wird dann angezeigt. tDie
Anzahl der einzelnen Werte
zur Mittelwertbildung ist entscheidend, wie stark Störungen
t1
t2
t3
M e s s g r u n d l a g e n
unterdrückt werden. Da kontinuierlich über die Eingangsspannung aufintegriert und anschließend die Referenzspannung
abintegriert wird, sind drei weitere Schritte notwendig. Die
einzelnen Schritte zur Wandlung eines einzelnen Messwertes
werden nachfolgend beschrieben. Zur Mittelwertbildung ist eine
Anzahl mehrerer Messwerte erforderlich.
Ur
#Uedt
Auto-Zero
#Urefdt
Auto-Zero
U r1
U r1
0V
t
t0
Phase 1
t1
Phase 2
t2
Phase 3
t1
Abb. 8: Multi-Slope
Phase 1: Auto-Zero - konstante Zeitspanne Δt1
Die Dauer des Auto-Zero ist im allgemeinen genau so lange
wie die Integrationszeit der zu messenden Spannung Ue. Damit
wird sichergestellt, dass alle zu erwartenden Fehler erfasst
werden. Die durch Offsetspannungen der Komparatoren und
des Integrators erzeugten Fehler werden durch einen gezielten
Offset (meist separat geladenes C) kompensiert.
Beispiel: Messbereich 10V;
± (0,001% rdg /°C) im Temperaturbereich (10 ... 21°C).
Die Langzeitstabilität (long term stability) gibt die nicht reversible Abweichung (Drift) des Gerätes über einen bestimmten
Zeitraum an. Als gebräuchliche Intervalle werden verwendet:
30 Tage, 90 Tage, 6 Monate, 1 Jahr, 2 Jahre.
Beispiel: Langzeitstabilität besser als 3 µV über 90 Tage bei
23 ±2 °C
Die Kurzzeitstabilität (short term stability) zeigt an in wieweit
ein Messgerät für vergleichende Messungen mit anderen
Messgeräten geeignet ist. Dies gilt für einen kurzen Zeitraum
in einem eingeengten Temperaturbereich.
Beispiel: Kurzzeitstabilität besser als 0,02 µV innerhalb 24
Std. bei 23 ±1 °C
Gesucht: Die mögliche Gesamtabweichung bei
16 °C Umgebungstemperatur im Messbereich 10 V,
innerhalb einer Zeit von 14 Std. Der angezeigte
Messwert beträgt 6,000000 V ?
Berechnung:
± (0,004% von 6,0 V + 0,001% von 10 V)
über 24 h bei 23 ±1 °C
± (0,001% von 6,0 V / °C) x ΔT im
Temperaturbereich (10 ... 21 °C)
mit ΔT = (23-1 °C) – 16 °C = 6 °C
Die mögliche Gesamtabweichung
errechnet sich aus der Summe und ergibt 0,00034 V
ergibt 0,00036 V
beträgt 0,00070 V
Phase 2: Integration der zu messenden Spannung Ue
konstante Zeitspanne Δt1
Phase 3: Integration der Referenzspannung Uref
Δt2 ist abhängig von der Höhe der Rampenspannung Ur zum
Zeitpunkt t2. Die Dauer dieser Zeitspanne muss sehr genau gemessen werden, da daraus die gemessene Eingangsspannung
Ue bestimmt wird.
Phase 4: Überschwingen Δt3
Aufgrund von Verzögerungen im Integrator und in der Ansteuerung (z.B. µController) kommt es zum Überschwingen.
Die Kapazität C des Integrators lädt sich entgegengesetzt auf.
Diese Ladung wird in Phase 5 beseitigt.
Phase 5: Integrator Output Zero Δt4
Die durch das Überschwingen des Integrators entstandene
Ladung im C wird entladen.
3.8Genauigkeitsangaben
Die Genauigkeitsangaben bei Multimetern bestehen aus verschiedenen Größen.
Die Messabweichung wird angegeben als:
± (xx % vom angezeigten Messwert + xx % vom Messbereich)
bei einer Temperatur xx °C ± xx % ; über einen Zeitraum von (xx
Stunden, xx Tage, xx Jahren)
Beispiel: Messbereich 10 V;
± (0,004% rdg + 0,001% f.s.) über 24 h bei 23 ±1 °C
Der Temperaturkoeffizient (TK) gibt die Abweichung pro °C
über einen definierten Temperaturbereich an.
Änderungen vorbehalten
13
G l e i c h s p a n n u n g s s m e s s u n g 4Gleichspannungsmessung
4.1Eingangswiderstand bei Gleichspannung
Um die hohe Linearität des Messverfahrens auszunutzen, ist
der Eingangswiderstand für Spannungsmessungen bis 1 V sehr
hochohmig gewählt (>1 GΩ). In diesem Bereich erlaubt das
Gerät noch genaue Messungen mit maximal 1 ppm Lastfehler
an Messobjekten mit 1 kΩ Innenwiderstand.
Im 10 V-, 100 V- und 1.000 V-Bereich verursachen
beispielsweise 100 Ω Innenwiderstand des Messobjektes bei 100.000 Auflösung schon den entsprechenden Fehler von einem Ziffernschritt.
Die Werte des Eingangswiderstandes in den einzelnen Messbereichen und der max. Anzeigeumfang sind in der folgenden
Tabelle angegeben, max. Anzeigeumfang bei 1 sec oder 10 sec
Integrationszeit:
maximaler
Anzeige-
Eingangsmaximale
Bereich
umfang
widerstandAuflösung
100 mV
1 V
10 V
100 V 600 V 1 200 000 1 GΩ100 nV
1 200 000 1 GΩ 1 µV
1 200 000
10 MΩ 10 µV
1 200 000
10 MΩ100 µV
1 600 000
10 MΩ 1 mV
Den Einfluss des Quellenwiderstandes veranschaulicht die
folgende Abbildung.
Rq
ergibt sich theoretisch eine unendlich hohe Störunterdrückung.
Wegen des vollintegrierenden Messverfahrens heben sich so
die positiven und negativen Halbwellen des Netzbrummens
auf. Die Netzeinstreuungen können somit fast vollständig unterdrückt werden. Das Multifunktionsmeter HM8112-3 erreicht
eine Serientaktunterdrückung von >100 dB bei Netzfrequenzen
von 50/60 Hz ± 5%.
4.3Gleichtaktunterdrückung
Als Gleichtaktunterdrückung bezeichnet man die Fähigkeit eines Messgerätes, nur das gewünschte Differenzsignal zwischen
„HI“- und „LO“- Eingang anzuzeigen, eine für beide Klemmen
gleiche Spannung gegen Erde dagegen möglichst zu unterdrücken. In einem idealen System würde kein Fehler entstehen. In
der Praxis wandeln Streukapazitäten, Isolationswiderstände
und ohmsche Unsymmetrien einen Teil der Gleichtaktspannung
in eine Serienspannung um.
4.4Thermospannungen
Eine der häufigsten Fehlerursachen bei Gleichspannungsmessungen im Kleinsignalbereich sind die thermoelektrisch
hervorgerufenen Spannungen. Sie entstehen an Kontaktübergangsstellen von unterschiedlichen Metallen, die sich auf
gleichem oder verschiedenem Temperaturniveau befinden.
Die Skizze veranschaulicht die möglichen Thermospannungsquellen in einem Messkreis, die an einer externen Verbindungsstelle (Kontakt 1/2), aber auch in den Buchsen des
Messgerätes vorhanden sein können.
Deshalb ist immer darauf zu achten, die Verbindungen stets mit
gleichem Material auszuführen oder zumindest Materialien zu
verwenden, die, wenn sie miteinander verbunden werden, nur
sehr kleine Thermospannungen erzeugen.
Kontakt 1
bei T1
DMM
Material 1
U0
Ri =
Rq =
U0 =
Ri
V Um
Eingangswiderstand des
Multimeters (10 MΩ oder >1 GΩ)
Quellenwiderstand des Messobjektes
Spannung des Messobjektes
Der Fehler in % für eine Messung ergibt sich dann wie folgt:
100 x Rq
Fehler (%) = ——————
Rq + Ri
Beispiel:
Ri ≥1 GΩ; Rq = 10 kΩ, Messfehler = 0,001% (10 ppm)
Der in der Messtechnik oft verwendete Fehler in
ppm (parts per million) ergibt sich aus Fehler (%) x
10 000.
4.2Serientaktunterdrückung
Einer der Hauptvorteile eines integrierenden Messverfahrens
liegt in der hohen Unterdrückung von Serien-Wechselspannungsanteilen (z.B. Netzeinstreuungen), die der eigentlichen
Signalspannung überlagert sind. Für Frequenzen, bei denen die
Messzeit ein ganzzahliges Vielfaches der Periodendauer bildet,
14
Änderungen vorbehalten
DMM
Kontakt 3
(HI-Buchse)
Material 2
Uo
V
Material 1
Kontakt 2
bei T2
Um
Material 2
Kontakt 4
(LO-Buchse)
Die untenstehende Tabelle zeigt die unterschiedlichen Thermospannungen für diverse Materialkombinationen.
Kontaktmaterialien
Cu - Cu
Cu - Ag (Silber)
Cu - Au (Gold)
Cu - Sn (Zinn)
ca. Thermospannung
<0,3 µV/°C
0,4 µV/°C
0,4 µV/°C
2-4 µV/°C; je nach Zusammensetzung
Besteht beispielsweise Material 1 aus einer Silberzuleitung und Material 2 aus einem Kupferkabel, so
ergibt sich bei einem Temperaturunterschied von
nur 1 °C zwischen den Kontakten 1 und 2 bereits
eine Thermospannung von 400 nV. Dies würde im
kleinsten Spannungsbereich bei einer 7½-stelliger
Auflösung (10 nV Empfindlichkeit) einen Fehler von
±40 Digit ergeben. Bei 6½-stelliger Auflösung einen
Fehler von ±4 Digit. Beim HM8112-3 mit 6½-stelliger Auflösung läge der Einfluss der Thermospannung im letzten Digit.
W i d e r s t a n d s m e s s u n g
4.5 Störeinflüsse durch induktive Einstreuungen
Befinden sich die Messleitungen in der Nähe von sich zeitlich
ändernden Magnetfeldern, so wird in den Leitungen eine Störspannung induziert, die in Serie zur Messspannung liegt. So ein
Störer kann beispielsweise die benachbarte Starkstromleitung
oder ein Transformator sein.
Durch Verwendung von verdrillten Messleitungen kann die induktive Einstreuung im Bereich eines Magnetfeldes sehr stark
vermindert werden. Leitungen sollen nicht lose herumhängen
und sich während der Messung nicht bewegen, da es auch
hierdurch zu Fehlspannungen kommen kann.
Eine weitere Maßnahme zur Verminderung der Störungen
ist die Vergrößerung des Abstandes zum Störfeld oder eine
mögliche Abschirmung.
Die in der Praxis oft verwendeten Kabel mit 1m Länge besitzen
einen Widerstand von ca. 10–20 mΩ. Bei einem zu messenden
Widerstand von 100 Ω ergibt dies bereits einen Fehler von
0.04%. Bei niedrigen Widerstandswerten, insbesondere im
100-Ω-Bereich, macht sich der Zuleitungswiderstand also recht
stark bemerkbar. Für diese Bereiche ist daher eine VierdrahtMessung zu empfehlen
5.2Vierdraht-Widerstandsmessung
Damit die durch Zuleitungswiderstände vorhandenen Messprobleme nicht auftreten, verwendet man für die Messung
kleiner Widerstände die Vierdraht-Anordnung. Bei der 4-DrahtWiderstandsmessung fließt auch ein eingeprägter Strom durch
den Widerstand R. Um den Einfluss der Messleitungen zu
eliminieren wird der Spannungsabfall an R mit zwei weiteren
Leitungen direkt gemessen. Der gemessene Spannungsabfall
ist zum Widerstandswert R proportional.
5Widerstandsmessung
DMM
RL
R
Die Widerstandsmessung beim Multimeter HM8112-3 wird als
spannungsrichtige Schaltung mit der Gleichstrom-Methode in
2- oder 4-Draht-Anordnung durchgeführt. Es fließt ein eingeprägter Strom durch den Prüfling R und der Spannungsabfall
an R wird gemessen.
RL1
RL1
V
Um
Im
RL
5.1Zweidraht-Widerstandsmessung
Es fließt ein eingeprägter Strom durch den Prüfling R und die
Messleitungen RL. Es wird der Spannungsabfall an R gemessen. Es entseht aber auch ein kleiner Spannungsabfall an den
Messleitungen RL. Deswegen ist vor allem bei der Messung
kleiner Widerstände (<1 kΩ) darauf zu achten, dass eine
sorgfältige Kompensation der Messkabelwiderstände und der
Thermospannungen mit Hilfe der Offsetkorrektureinrichtung
durchgeführt wird.
Hierzu werden die beiden Messkabel mit ihren Prüfklemmen
auf einer Seite des Prüflings angeschlossen, was einem Kurzschluss entspricht, und eine Offsetkorrektur durch die Taste
ZERO 4 ausgelöst.
Die Fehlerquellen, wie Zuleitungswiderstand, Übergangswiderstand und Thermospannungen an den Übergängen verschiedener Metalle werden somit eliminiert.
Wird eine Offsetkorrektur nicht durchgeführt, erhält man einen
Messwert für Rm, der sich aus der Summe aller im Messpfad
befindlichen Widerstände zusammensetzt und um den Zuleitungswiderstand zu hoch ist.
RL
DMM
Die „äußeren“ Anschlüsse der Vierdraht-Widerstandsmessung
prägen über die Kabel mit den Leitungswiderständen RL den
Messstrom in den zu messenden Widerstand R ein SOURCE 26 .
Die „inneren“ Messleitungen mit den Zuleitungswiderständen RL1
sind mit dem V-Sense-Eingang des Messgerätes verbunden,
der eine hochohmige Eingangsstufe besitzt, so dass es zu einem
vernachlässigbaren Spannungsabfall an RL1 kommt.
Sowohl in der 2-Draht- als auch in der 4-DrahtWiderstands-Messung sollten bei großen Widerständen (ab 100 kΩ) abgeschirmte Messleitungen
verwendet werden, wobei die Abschirmung mit
Erde verbunden sein muss, um störende Einstreuungen durch Fremdspannungen (Netzbrummen)
zu verhindern.
Auch sollten die Kabel einen sehr hohen Isolationswiderstand besitzen (z.B. Teflonisolierung),
da sonst mit Leckstromproblemen zu rechnen
ist, die aus der Parallelschaltung von R und dem
Kabel-isolationswiderstand herrühren.
Weiterhin von Vorteil ist auch eine Integrationszeit
von größer 1 sec, da hier die störenden Einstreuungen durch die längere Integration des Messsignals unterdrückt werden.
5.3 Verlustleistung der Widerstände
R
V
RL
Rm = R + RL + RL
Um
Im
Eine bei der Messung von Widerstandssensoren (z.B. Temperatur-Sensoren) immer wieder übersehene Fehlerquelle ist
die Verlustleistung in den zu messenden Widerständen und die
damit verbundene Eigenerwärmung.
Dadurch kann vor allem bei Sensoren mit hohem Temperaturkoeffizienten das Messergebnis stark verfälscht werden. Eine
Reduzierung dieser Störgröße erreicht man durch entsprechenÄnderungen vorbehalten
15
W
eh
c sh
hesssslee
esllllp
sap
pn
a nn
nn
nu
un
nsgg
gm
sm
m
essssu
s nu
un
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WW
e cee
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W
W
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W
ecccch
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e lssssp
paa
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n un
n nu
u gn
ng
gssssm
m
e sssssu
u gn
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g
de
Bereichsvorwahl.
Die
folgende
Tabelle
gibt
einen
Überblick
de
Bereichsvorwahl.
Die
folgende
Tabelle
gibt
einen
Überblick
dede
Bereichsvorwahl.
Die
folgende
Tabelle
gibt
einen
Überblick
Bereichsvorwahl.
Die
folgende
Tabelle
gibt
einen
Überblick
de
Bereichsvorwahl.
Die
folgende
Tabelle
gibt
einen
Überblick
de
Bereichsvorwahl.
Die
folgende
Tabelle
gibt
einen
Überblick
zur
Verlustleistung
bei
Vollaussteuerung
in
den
jeweiligen
zur
Verlustleistung
bei
Vollaussteuerung
in
den
jeweiligen
zur
Verlustleistung
bei
Vollaussteuerung
inin
den
jeweiligen
zur
Verlustleistung
bei
Vollaussteuerung
den
jeweiligen
zur
Verlustleistung
bei
Vollaussteuerung
in
den
jeweiligen
zur
Verlustleistung
bei
Vollaussteuerung
in
den
jeweiligen
Widerstandsbereichen.
Widerstandsbereichen.
Widerstandsbereichen.
Widerstandsbereichen.
Widerstandsbereichen.
Widerstandsbereichen.
Bereich Messstrom
Messstrom Verlustleistung
Verlustleistung
bei
max.Anzeige
Bereich
Messstrom
Verlustleistung
bei
max.Anzeige
Bereich
bei
max.Anzeige
Bereich
Messstrom
Verlustleistung
bei
max.Anzeige
Bereich
Messstrom
Verlustleistung
bei
max.Anzeige
Bereich
Messstrom
Verlustleistung
bei
max.Anzeige
100
Ω
1
mA
100
μW
100
Ω
1
mA
100
μW
100
ΩΩ
1 mA
100
µW
100
11
mA
100
μW
100
Ω
mA
100
μW
100
Ω
1
mA
100
μW
1
kΩ
1
mA
1
mW
kΩ
mA
mW
1 kΩ 1 mA 1 mW
11
11
11
1
kΩ
1
mA
1
mW
1 kΩ
kΩ
1 mA
mA
1 mW
mW
10
kΩ 100
100
μA
100
μW
10
kΩ
100
μA
100
μW
1010
kΩ
µA
100
µW
kΩ
100
μA
100
μW
10
kΩ
100
μA
100
μW
10
kΩ
100
μA
100
μW
100
kΩ
10
μA
10
μW
100
kΩ
10
μA
10
μW
100
kΩ µA 1010
µW
100
kΩ
μA
μW
100
kΩ
10
μA
10
μW
100
kΩ 1010
10
μA
10
μW
1
MΩ
1
μA
1
μW
MΩ
μA
μW
1 MΩ 1 µA
1 µW
11
11
11
1
MΩ
1
μA
1
μW
1 MΩ
MΩ
1 μA
μA
1 μW
μW
10
MΩ 100
100
mA
100
mW
10
MΩ
100
mA
100
mW
1010
MΩ
mA
100
mW
MΩ
100
mA
100
mW
10
MΩ
100
mA
100
10 MΩ 100 mA
100 mW
mW
Wechselspannungsmessung
6Wechselspannungsmessung
Wechselspannungsmessung
Wechselspannungsmessung
Das
Multimeter
HM8112-3
misst
eine
Wechselspannung
als
Das
Multimeter
HM8112-3
misst
eine
Wechselspannung
als
Das
Multimeter
HM8112-3
misst
eine
Wechselspannung
als
Das
Multimeter
HM8112-3
misst
eine
Wechselspannung
als
Das
Multimeter
HM8112-3
misst
eine
Wechselspannung
als
Das
Multimeter
HM8112-3
misst
eine
Wechselspannung
als
Echteffektivwert
mit
oder
ohne
Gleichanteil.
Eine
für
WechEchteffektivwert
mit
oder
ohne
Gleichanteil.
Eine
für
WechEchteffektivwert
mit
oder
ohne
Gleichanteil.
Eine
fürfür
WechEchteffektivwert
mit
oder
ohne
Gleichanteil.
Eine
WechEchteffektivwert
mit
oder
ohne
Gleichanteil.
Eine
für
WechEchteffektivwert
mit
oder
ohne
Gleichanteil.
Eine
für
Wechselspannungsmessungen
zu
empfehlende
Messanordnung
selspannungsmessungen
zu
empfehlende
Messanordnung
selspannungsmessungen
zuzu
empfehlende
Messanordnung
selspannungsmessungen
empfehlende
Messanordnung
selspannungsmessungen
zu
empfehlende
Messanordnung
selspannungsmessungen
zu
empfehlende
Messanordnung
besteht
aus
einem
Zwei-Leiter-Kabel
mit
Abschirmung.
Die
besteht
aus
einem
Zwei-Leiter-Kabel
mit
Abschirmung.
Die
besteht
aus
einem
Zwei-Leiter-Kabel
mit
Abschirmung.
Die
besteht
aus
einem
Zwei-Leiter-Kabel
mit
Abschirmung.
Die
besteht
aus
einem
Zwei-Leiter-Kabel
mit
Abschirmung.
Die
besteht
aus
einem
Zwei-Leiter-Kabel
mit
Abschirmung.
Die
Abschirmung
sollte
mit
Erde
verbunden
sein.
Etwas
weniger
Abschirmung
sollte
mit
Erde
verbunden
sein.
Etwas
weniger
Abschirmung
sollte
mit
verbunden
sein.
Etwas
weniger
Abschirmung
sollte
mit
Erde
verbunden
sein.
Etwas
weniger
Abschirmung
sollte
mit
Erde
verbunden
sein.
Etwas
weniger
Abschirmung
sollte
mitErde
Erde
verbunden
sein.
Etwas
weniger
Abschirmung
erreicht
man
bei
Verwendung
eines
einfachen
Abschirmung
erreicht
man
bei
Verwendung
eines
einfachen
Abschirmung
erreicht
man
bei
Verwendung
eines
einfachen
Abschirmung
erreicht
man
bei
Verwendung
eines
einfachen
Abschirmung
erreicht
man
bei
Verwendung
eines
einfachen
Abschirmung
Koaxialkabels.erreicht man bei Verwendung eines einfachen
Koaxialkabels.
Koaxialkabels.
Koaxialkabels.
Koaxialkabels.
Koaxialkabels.
Im
100
V
und
600-V-Bereich
ist
bei
höheren
Frequenzen
Im
100
und
600-V-Bereich
ist
bei
höheren
Frequenzen
ImIm
100
V VV
und
600-V-Bereich
istist
bei
höheren
Frequenzen
100
und
600-V-Bereich
bei
höheren
Frequenzen
Im
100
V
und
600-V-Bereich
ist
bei
höheren
Frequenzen
Im
100
V
und
600-V-Bereich
ist
bei
höheren
Frequenzen
(100
V-Bereich
über
100
kHz,
600-V-Bereich
über
10
kHz)
zu
(100
V-Bereich
über
100
kHz,
600-V-Bereich
über
10
kHz)
zu
(100
V-Bereich
über
100
kHz,
600-V-Bereich
über
10
kHz)
zuzu
(100
V-Bereich
über
100
kHz,
600-V-Bereich
über
10
kHz)
(100
V-Bereich
über
100
kHz,
600-V-Bereich
über
10
kHz)
zu
(100
V-Bereich
über
100
kHz,
600-V-Bereich
über
10
kHz)
zu
beachten,
dass
die
angelegte
Wechselspannung
nicht
das
beachten,
dass
die
angelegte
Wechselspannung
nicht
das
beachten,
dass
die
angelegte
Wechselspannung
nicht
das
beachten,
dass
die
angelegte
Wechselspannung
nicht
das
beachten,
dass
die
angelegte
Wechselspannung
nicht
das
beachten,
dass
die
angelegte
Wechselspannung
nicht
das
Spannungs-Frequenz-Produkt
(Volt-Herz-Produkt)
10.000.000
Spannungs-Frequenz-Produkt
(Volt-Herz-Produkt)
10.000.000
Spannungs-Frequenz-Produkt
(Volt-Herz-Produkt)
10.000.000
Spannungs-Frequenz-Produkt
(Volt-Herz-Produkt)
10.000.000
Spannungs-Frequenz-Produkt
(Volt-Herz-Produkt)
10.000.000
Spannungs-Frequenz-Produkt
(Volt-Herz-Produkt)
10.000.000
VHz
übersteigt.
VHz
übersteigt.
VHz
übersteigt.
VHz
übersteigt.
VHz
übersteigt.
VHz übersteigt.
Das
Spannungs-Frequenz-Produkt
gibt
an
wie
groß
Das
Spannungs-Frequenz-Produkt
gibt
an
wie
groß
Das
Spannungs-Frequenz-Produkt
gibt
anan
wie
groß
Das
Spannungs-Frequenz-Produkt
gibt
wie
groß
Das
Spannungs-Frequenz-Produkt
gibt
an
wie
groß
Das
Spannungs-Frequenz-Produkt
gibt
an
wie
groß
die
maximale
Frequenz
einer
angelegten
Wechseldie
maximale
Frequenz
einer
angelegten
Wechseldie
maximale
Frequenz
einer
angelegten
Wechseldie
maximale
Frequenz
einer
angelegten
Wechseldie
maximale
Frequenz
einer
angelegten
Wechseldie
maximale
Frequenz
einer
angelegten
Wechselspannung
sein
darf.
Die
Wechselspannung
wird
als
spannung
sein
darf.
Die
Wechselspannung
wird
als
spannung
sein
darf.
Die
Wechselspannung
wird
als
spannung
sein
darf.
Die
Wechselspannung
wird
als
spannung
sein
darf.
Die
Wechselspannung
wird
als
spannung
sein
darf.
Die
Wechselspannung
wird
als
Effektivwert
angegeben.
Für
die
Bezeichnung
SpanEffektivwert
angegeben.
Für
die
Bezeichnung
SpanEffektivwert
angegeben.
Für
die
Bezeichnung
SpanEffektivwert
angegeben.
Für
die
Bezeichnung
SpanEffektivwert
angegeben.
die
SpanEffektivwert
angegeben. Für
Für
die Bezeichnung
Bezeichnung
Spannungs-Frequenz-Produkt
werden
oftmals
auch
die
nungs-Frequenz-Produkt
werden
oftmals
auch
die
nungs-Frequenz-Produkt
werden
oftmals
auch
die
nungs-Frequenz-Produkt
werden
oftmals
auch
die
nungs-Frequenz-Produkt
werden
oftmals
auch
die
nungs-Frequenz-Produkt
werden
oftmals
auch
die
Namen
Effektivwertprodukt
oder
Volt-Hertz-ProNamen
Effektivwertprodukt
oder
Volt-Hertz-ProNamen
Effektivwertprodukt
oder
Volt-Hertz-ProNamen
Effektivwertprodukt
oder
Volt-Hertz-ProNamen
Effektivwertprodukt
oder
Volt-Hertz-ProNamen
Effektivwertprodukt
oder
Volt-Hertz-Produkt
verwendet.
Das
Spannungs-Frequenz-Produkt
dukt
verwendet.
Das
Spannungs-Frequenz-Produkt
dukt
verwendet.
Das
Spannungs-Frequenz-Produkt
dukt
verwendet.
Das
Spannungs-Frequenz-Produkt
dukt
verwendet.
Das
Spannungs-Frequenz-Produkt
dukt
verwendet.
Das
Spannungs-Frequenz-Produkt
wird
bestimmt
durch
die
Eingangsimpedanz
des
wird
bestimmt
durch
die
Eingangsimpedanz
des
wird
bestimmt
durch
die
Eingangsimpedanz
des
wird
bestimmt
durch
die
Eingangsimpedanz
des
wird
bestimmt
durch
die
Eingangsimpedanz
des
wird
bestimmt
durch
die
Eingangsimpedanz
des
Messgerätes
und
die
Anstiegsgeschwindigkeit
Messgerätes
und
die
Anstiegsgeschwindigkeit
Messgerätes
und
die
Anstiegsgeschwindigkeit
Messgerätes
und
die
Anstiegsgeschwindigkeit
Messgerätes
und
die
Anstiegsgeschwindigkeit
Messgerätes
und
die
Anstiegsgeschwindigkeit
(slew
rate)
des
Eingangsverstärkers.
Wird
die
slew
(slew
rate)
des
Eingangsverstärkers.
Wird
die
slew
(slew
rate)
des
Eingangsverstärkers.
Wird
die
slew
(slew
rate)
des
Eingangsverstärkers.
Wird
die
slew
(slew
rate)
des
Eingangsverstärkers.
Wird
die
slew
(slew
rate)
des
Eingangsverstärkers.
Wird
die
slew
rate
des
Eingangsverstärkers
überschritten,
wird
rate
des
Eingangsverstärkers
überschritten,
wird
rate
des
Eingangsverstärkers
überschritten,
wird
rate
des
Eingangsverstärkers
überschritten,
wird
rate
des
Eingangsverstärkers
überschritten,
wird
rate
des
Eingangsverstärkers
überschritten,
wird
das
Ausgangssignal
des
Verstärkers
verzerrt
und
das
Ausgangssignal
des
Verstärkers
verzerrt
und
das
Ausgangssignal
des
Verstärkers
verzerrt
und
das
Ausgangssignal
des
Verstärkers
verzerrt
und
das
Ausgangssignal
des
Verstärkers
verzerrt
und
das
Ausgangssignal
des
Verstärkers
verzerrt
und
das
Messergebnis
ist
verfälscht.
Die
zum
Eingangsdas
Messergebnis
ist
verfälscht.
Die
zum
Eingangsdas
Messergebnis
ist
verfälscht.
Die
zum
Eingangsdas
Messergebnis
ist
verfälscht.
Die
zum
Eingangsdas
Messergebnis
ist
verfälscht.
Die
das
Messergebnis
istliegende
verfälscht.
Die zum
zum EingangsEingangswiderstand
parallel
Eingangskapazität
widerstand
parallel
liegende
Eingangskapazität
widerstand
parallel
liegende
Eingangskapazität
widerstand
parallel
liegende
Eingangskapazität
widerstand
parallel
liegende
Eingangskapazität
widerstand
parallel
liegende
Eingangskapazität
bildet
einen
Tiefpass
und
belastet
bei
höheren
bildet
einen
Tiefpass
und
belastet
bei
höheren
bildet
einen
Tiefpass
und
belastet
bei
höheren
bildet
einen
Tiefpass
und
belastet
bei
höheren
bildet
einen
Tiefpass
und
belastet
bei
höheren
bildet einen Tiefpass
und belastet
bei
höheren das
Frequenzen
das
Eingangssignal,
was
ebenfalls
Frequenzen
das
Eingangssignal,
was
ebenfalls
das
Frequenzen
das
Eingangssignal,
was
ebenfalls
das
Frequenzen
das
Eingangssignal,
was
ebenfalls
das
Frequenzen
das
Eingangssignal,
was
das
Frequenzen
das
Eingangssignal,
was ebenfalls
ebenfalls
das
Messergebnis
beeinfl
usst.
Messergebnis
beeinfl
usst.
TiPP
Messergebnis
beeinflusst.
Messergebnis
beeinfl
usst.
Messergebnis
beeinfl
usst.
TiPP
TiPP
Messergebnis
beeinfl
usst.
TiPP
TiPP
Wechselspannungsmessung
Grundlagen
Wechselspannungsmessung
Grundlagen
6.1
Wechselspannungsmessung
Grundlagen
Wechselspannungsmessung
Grundlagen
Wechselspannungsmessung
Grundlagen
Wechselspannungsmessung
Grundlagen
Verwendete
Abkürzungen
und
Zeichen
Verwendete
Abkürzungen
und
Zeichen
Verwendete
Abkürzungen
und
Zeichen
Verwendete
Abkürzungen
und
Zeichen
Verwendete
Abkürzungen
und
Zeichen
Verwendete
Abkürzungen
und
Zeichen
U
Spannung
Momentanwert
(t)
U
Spannung
Momentanwert
U(t)
(t)(t)
Spannung
Momentanwert
U
Spannung
Momentanwert
U
Spannung
Momentanwert
(t)
U
Spannung
Momentanwert
²
(t)
U²²²²(t)(t)
Spannung
quadratischer
Mittelwert
(t)
U
Spannung
quadratischer
Mittelwert
U²U
Spannung
quadratischer
Mittelwert
Spannung
quadratischer
Mittelwert
(t)
U
Spannung
quadratischer
Mittelwert
(t)
U
Spannung
quadratischer
IUI(t) Spannung
Spannung
GleichrichtwertMittelwert
IUI
Spannung
Gleichrichtwert
IUI
Gleichrichtwert
IUI
Spannung
Gleichrichtwert
IUI
Spannung
IUI
Spannung Gleichrichtwert
Gleichrichtwert
Ueff
Spannung
Effektivwert
eff
U
Spannung
Effektivwert
Ueff
Spannung
Effektivwert
U
Spannung
Effektivwert
eff
U
Spannung
Effektivwert
eff
U
Spannung
Effektivwert
eff
û
Spannung
Spitzenwert
Spannung
Spitzenwert
ûûû
Spannung
Spitzenwert
Spannung
Spitzenwert
û
Spannung
Spitzenwert
ûeff
Spannung
Spitzenwert
Strom
Effektivwert
Strom
Effektivwert
IeffIIIIIeff
Strom
Effektivwert
Strom
Effektivwert
eff
Strom
eff
Strom Effektivwert
Effektivwert
eff
î
Strom
Spitzenwert
Strom
Spitzenwert
î îîîî
Strom
Spitzenwert
Strom
Spitzenwert
Strom
Spitzenwert
Strom
Spitzenwert
Arithmetischer
Mittelwert
Arithmetischer
Mittelwert
6.2
Arithmetischer
Mittelwert
Arithmetischer
Mittelwert
Arithmetischer
Mittelwert
Arithmetischer
Mittelwert
_
1 TTTTT
__
_
11
_
x(t)
=—
—
dt
1
(t) =
1 ∫
=
—
∫∫xxxx(t)(t)(t)(t)(t)||||| ····· dtdt
xx
(t)
x
dt
x(t)
= —
—
dt
(t) =
TTTT 0000∫x
T
0
Der
arithmetische
Mittelwert
eines
periodischen
Signals
ist
Der
arithmetische
Mittelwert
eines
periodischen
Signals
ist
Der
arithmetische
Mittelwert
eines
periodischen
Signals
istist
Der
arithmetische
Mittelwert
eines
periodischen
Signals
Der
arithmetische
Mittelwert
eines
periodischen
Signals
ist
Der
arithmetische
Mittelwert
eines
periodischen
Signals
ist
der
gemittelte
Wert
aller
Funktionswerte,
die
innerhalb
einer
der
gemittelte
Wert
aller
Funktionswerte,
die
innerhalb
einer
der
gemittelte
Wert
aller
Funktionswerte,
die
innerhalb
einer
der
gemittelte
Wert
aller
Funktionswerte,
die
innerhalb
einer
der
der gemittelte
gemittelte Wert
Wert aller
aller Funktionswerte,
Funktionswerte, die
die innerhalb
innerhalb einer
einer
16
16
1616
Änderungen vorbehalten
vorbehalten
16
Änderungen
16Änderungen
vorbehalten
Änderungen
vorbehalten
Änderungen
vorbehalten
Änderungen vorbehalten
Periode
T vorkommen.
vorkommen.
Der
Mittelwert
eines
Signals
entspricht
Periode
Der
Mittelwert
eines
Signals
entspricht
Periode
T vorkommen.
Der
Mittelwert
eines
Signals
entspricht
Periode
TT
Der
Mittelwert
eines
Signals
entspricht
Periode
T
vorkommen.
Der
Mittelwert
eines
Signals
entspricht
Periode
T vorkommen.
vorkommen.
Der
Mittelwert
eines
Signals
entspricht
dem
Gleichanteil.
dem
Gleichanteil.
dem
Gleichanteil.
dem
Gleichanteil.
dem
Gleichanteil.
dem
Gleichanteil.
Ist
der
Mittelwert
= ,00
0liegt
liegt
ein
reines
Wechselsignal
vor.
Ist
der
Mittelwert
,,,, liegt
liegt
ein
reines
Wechselsignal
vor.
IstIst
der
Mittelwert
= 0==
ein
reines
Wechselsignal
vor.
der
Mittelwert
ein
reines
Wechselsignal
vor.
Ist
der
Mittelwert
=
liegt
ein
reines
Wechselsignal
vor.
Ist
der
Mittelwert
=ist0
0 ,der
liegt
ein
reines
Wechselsignal
vor.
Für
Gleichgrößen
Mittelwert
= Augenblickswert
Augenblickswert
Für
Gleichgrößen
ist
der
Mittelwert
=
Augenblickswert
Für
Gleichgrößen
ist
der
Mittelwert
=
Augenblickswert
.
Für
Gleichgrößen
ist
der
Mittelwert
=
.....
Für
Gleichgrößen
ist
=
Für
Gleichgrößen
ist der
der Mittelwert
Mittelwert
= Augenblickswert
Augenblickswert
Für
Mischsignale
entspricht
der
Mittelwert
dem
Gleichanteil
Für
Mischsignale
entspricht
der
Mittelwert
dem
Gleichanteil
Für
Mischsignale
entspricht
der
Mittelwert
dem
Gleichanteil
Für
Mischsignale
entspricht
der
Mittelwert
dem
Gleichanteil
Für
Mischsignale
entspricht
der
Mittelwert
dem
Gleichanteil
Für
Mischsignale
entspricht
der
Mittelwert
dem
Gleichanteil
Gleichrichtwert
Gleichrichtwert
6.3Gleichrichtwert
Gleichrichtwert
Gleichrichtwert
Gleichrichtwert
I_
I_
1 TTTTT
I_
I_
11
I_
IxI(t)
=—
—
∫IxIx
Ix(t)
dt
1
(t) =
(t)III ··· dt
1 ∫
IxI
=
—
dt
IxI
(t)
(t)
IxI
=
—
(t)
IxI(t) = —
Ix(t)
dt
(t)II ·· dt
TTTT 0000∫ Ix
T
0
Der
Gleichrichtwert
ist
das
arithmetische
Mittel
der
Beträge
der
Der
Gleichrichtwert
ist
das
arithmetische
Mittel
der
Beträge
der
Der
Gleichrichtwert
istist
das
arithmetische
Mittel
der
Beträge
der
Der
Gleichrichtwert
das
arithmetische
Mittel
der
Beträge
der
Der
Gleichrichtwert
ist
das
arithmetische
Mittel
der
Beträge
der
Der
Gleichrichtwert
ist
das
arithmetische
Mittel
der
Beträge
der
Augenblickswerte.
Die
Beträge
der
Augenblickswerte
ergeben
Augenblickswerte.
Die
Beträge
der
Augenblickswerte
ergeben
Augenblickswerte.
Die
Beträge
der
Augenblickswerte
ergeben
Augenblickswerte.
Die
Beträge
der
Augenblickswerte
ergeben
Augenblickswerte.
Die
Beträge
der
Augenblickswerte
ergeben
Augenblickswerte.
Die
Beträge
der
Augenblickswerte
ergeben
sich
durch
Gleichrichtung
des
Signals.
Der
Gleichrichtwert
wird
sich
durch
Gleichrichtung
des
Signals.
Der
Gleichrichtwert
wird
sich
durch
Gleichrichtung
des
Signals.
Der
Gleichrichtwert
wird
sich
durch
Gleichrichtung
des
Signals.
Der
Gleichrichtwert
wird
sich
durch
Gleichrichtung
des
Signals.
Der
Gleichrichtwert
wird
sich
durch
Gleichrichtung
des
Signals.
Der
Gleichrichtwert
wird
berechnet
durch
das
Integral
über
eine
Periode
von
Beträgen
berechnet
durch
das
Integral
über
eine
Periode
von
Beträgen
berechnet
durch
das
Integral
über
eine
Periode
von
Beträgen
berechnet
durch
das
Integral
über
eine
Periode
von
Beträgen
berechnet
durch
das
Integral
über
eine
Periode
von
Beträgen
berechnet
durch
das
Integral
über
eine
Periode
von
Beträgen
der
Spannungsoder
Stromwerte.
der
Spannungsoder
Stromwerte.
der
Spannungsoder
Stromwerte.
der
Spannungsoder
Stromwerte.
der
Spannungsoder
Stromwerte.
der
Spannungsoder
Stromwerte.
û
û ûû
û
û
0
0
0 00
0
t ttttt
IuI
IuI
IuIIuI
IuI
IuI
t ttttt
Bei
einer
sinusförmigen
Wechselspannungu(t)
u(t)= =û
= ûsin
û sin
sin
ωt
ist
Bei
einer
sinusförmigen
Wechselspannung
u(t)
=
û
sin
ωt
ist
Bei
einer
sinusförmigen
Wechselspannung
ωtωt
istist
Bei
einer
sinusförmigen
Wechselspannung
u(t)
Bei
einer
sinusförmigen
Wechselspannung
u(t)
=
ωt
ist
Bei
einer
sinusförmigen
Wechselspannung
u(t) des
=û
û sin
sin
ωt
ist
der
Gleichrichtwert
das2/p
2/π
-fache (0,637fache)
(0,637fache)
Scheitelder
Gleichrichtwert
das
2/π
-fache
(0,637fache)
des
Scheitelder
Gleichrichtwert
das
-fache
Scheider
Gleichrichtwert
das
2/π
-fache
des
Scheitelder
Gleichrichtwert
der
Gleichrichtwert das
das 2/π
2/π -fache
-fache (0,637fache)
(0,637fache) des
des ScheitelScheitelwertes.
wertes.
telwertes.
wertes.
wertes.
wertes.
I_
I_
1 TTTTT
2
I_
I_
11
22
I_ ==
IuI
=—
—
∫IûIû
Iû sin
sinωtI
ωtI dt
dt ==
=—
—
û ==
= 0,637û
0,637û
1
2
1 ∫
2 ûû
IuI
—
sin
ωtI
dt
—
0,637û
IuI
IuI
=
—
IuI = —
Iû sin
sin ωtI
ωtI dt
dt =
=—
—
û =
= 0,637û
0,637û
ππππ û
TTTT 0000∫ Iû
T
π
0
Effektivwert
Effektivwert
6.4Effektivwert
Effektivwert
Effektivwert
Effektivwert
Der
quadratische
Mittelwert
x²(t)
eines
Signals
entspricht
dem
Der
quadratische
Mittelwert
x²(t)
eines
Signals
entspricht
dem
Der
quadratische
Mittelwert
x²(t)
eines
Signals
entspricht
dem
Der
quadratische
Mittelwert
x²(t)
eines
Signals
entspricht
dem
Der
quadratische
Mittelwert
x²(t)
eines
Signals
entspricht
dem
Der
quadratische
Mittelwert
x²(t)
eines
Signals
entspricht
dem
Mittelwert
des
quadrierten
Signals.
Mittelwert
des
quadrierten
Signals.
Mittelwert
des
quadrierten
Signals.
Mittelwert
des
quadrierten
Signals.
Mittelwert
Mittelwert des
des quadrierten
quadrierten Signals.
Signals.
_
_
1 TTTTT 22
__
2 = —
1
11
_(t)
x
∫xxx(t)(t)(t)(t)222|||| ···· dtdt
dt
(t)22
2
1 ∫
x
=
—
xx
=
—
2
(t)
=
—
x(t)
x(t) | · dt
dt
(t) = —
TTTTT 00000∫x
Wird
aus
dem
quadratischen
Mittelwert
die
Wurzel
gezogen,
Wird
aus
dem
quadratischen
Mittelwert
die
Wurzel
gezogen,
Wird
aus
dem
quadratischen
Mittelwert
die
Wurzel
gezogen,
Wird
aus
dem
quadratischen
Mittelwert
die
Wurzel
gezogen,
Wird
aus
dem
quadratischen
Mittelwert
die
Wurzel
gezogen,
Wird
aus
dem
quadratischen
Mittelwert
die
Wurzel
gezogen,
ergibt
sich
der
Effektivwert
des
Signals
X
eff
ergibt
sich
der
Effektivwert
des
Signals
X
ergibt
sich
der
Effektivwert
des
Signals
Xeff
ergibt
sich
der
Effektivwert
des
Signals
XX
eff
ergibt
sich
der
Effektivwert
des
Signals
eff
ergibt
sich
der
Effektivwert
des
Signals
Xeff
eff
1 TTTTT 22
1
11
—
∫xxx(t)(t)(t)(t)222|||| ···· dtdt
dt
1 ∫
—
—
—
—
x(t) | · dt
dt
TTTT 0000∫x
xeff
=
eff =
x
=
xx
eff
xeff
=
eff =
T
0
Bei
Wechselspannungssignalen
möchte
man,
wie
bei
GleichBei
Wechselspannungssignalen
möchte
man,
wie
bei
GleichBei
Wechselspannungssignalen
möchte
man,
wie
bei
GleichBei
Wechselspannungssignalen
möchte
man,
wie
bei
GleichBei
Wechselspannungssignalen
möchte
man,
wie
bei
GleichBei
Wechselspannungssignalen
möchte
man,
wie
bei
Gleichspannungssignalen,
die
selben
Formeln
zur
Berechnung
von
spannungssignalen,
die
selben
Formeln
zur
Berechnung
von
spannungssignalen,
die
selben
Formeln
zur
Berechnung
von
spannungssignalen,
die
selben
Formeln
zur
Berechnung
von
spannungssignalen,
die
selben
Formeln
zur
Berechnung
von
spannungssignalen,
die
selben
Formeln
zur
Berechnung
von
Widerstand,
Leistung,
etc
verwenden.
Wegen
der
wechselnden
Widerstand,
Leistung,
etc
verwenden.
Wegen
der
wechselnden
Widerstand,
Leistung,
etc
verwenden.
Wegen
der
wechselnden
Widerstand,
Leistung,
etc
verwenden.
Wegen
der
wechselnden
Widerstand,
Leistung,
etc
verwenden.
Wegen
der
wechselnden
Widerstand,
Leistung,
etc
verwenden.
Wegen
der„RMS“
wechselnden
Momentangrößen
wird
der
Effektivwert
(engl.
–
Root
Momentangrößen
wird
der
Effektivwert
(engl.
„RMS“
–
Root
Momentangrößen
wird
der
Effektivwert
(engl.
„RMS“
– –Root
Momentangrößen
wird
der
Effektivwert
(engl.
„RMS“
Momentangrößen
wird
der
Effektivwert
(engl.
„RMS“
–
Root
Momentangrößen
wird
der
Effektivwert
(engl.
„RMS“
– Root
Root
Mean
Square)
definiert.
niert.
Der
Effektivwert
eines
WechselsigMean
Square)
defi
niert.
Der
Effektivwert
eines
WechselsigMean
Square)
definiert.
Der
Effektivwert
eines
WechselsigMean
Square)
defi
Der
Effektivwert
eines
WechselsigMean
Square)
defi
niert.
Der
Effektivwert
eines
WechselsigMeanerzeugt
Square)den
defiselben
niert. Der
Effektivwert
eines Wechselsignals
Effekt
wie
ein
entsprechend
großes
nals
erzeugt
den
selben
Effekt
wie
ein
entsprechend
großes
nals
erzeugt
den
selben
Effekt
wie
ein
entsprechend
großes
nals
erzeugt
den
selben
Effekt
wie
ein
entsprechend
großes
nals
erzeugt
den
selben
Effekt
wie
ein
entsprechend
großes
nals
erzeugt
den
selben
Effekt
wie
ein
entsprechend
großes
Gleichsignal.
Gleichsignal.
Gleichsignal.
Gleichsignal.
Gleichsignal.
Gleichsignal.
Beispiel:
Beispiel:
Beispiel:
Beispiel:
Beispiel:
Beispiel:
Eine
Glühlampe,
versorgt
mit
einer
Wechselspannung
von
Eine
Glühlampe,
versorgt
mit
einer
Wechselspannung
von
Eine
Glühlampe,
versorgt
mit
einer
Wechselspannung
von
Eine
Glühlampe,
versorgt
mit
einer
Wechselspannung
von
Eine
Glühlampe,
versorgt
mit
einer
Wechselspannung
von
Eine
Glühlampe,
versorgt
mit
einer
Wechselspannung
von
230
V
,
nimmt
die
gleiche
Leistung
auf
und
leuchtet
genauso
eff
230
V
,
nimmt
die
gleiche
Leistung
auf
und
leuchtet
genauso
230 V
, nimmt
die
gleiche
Leistung
auf
und
leuchtet
genauso
230
VV
,,, nimmt
die
gleiche
Leistung
auf
und
leuchtet
genauso
eff
230
nimmt
die
gleiche
Leistung
auf
und
leuchtet
genauso
eff
230eff
Veff
nimmt
die
gleiche
Leistung
auf
und
leuchtet
genauso
eff
hell,
wie
eine
Glühlampe
versorgt
mit
einer
Gleichspannung
hell,
wie
eine
Glühlampe
versorgt
mit
einer
Gleichspannung
hell,
wie
eine
Glühlampe
versorgt
mit
einer
Gleichspannung
hell,
wie
eine
Glühlampe
versorgt
mit
einer
Gleichspannung
hell,
wie
eine
Glühlampe
versorgt
mit
einer
Gleichspannung
hell,
wie
Glühlampe
versorgt
mit
einer
Gleichspannung
von230 V
230
Veine
. Bei
Bei
einersinusförmigen
sinusförmigen
Wechselspannung
DC
von
230
V
.
Bei
einer
sinusförmigen
Wechselspannung
von
.
Bei
einer
Wechselspannung
von
230
V
.
einer
sinusförmigen
Wechselspannung
DC
DC
DC
von
230
V
.
Bei
einer
sinusförmigen
Wechselspannung
DC
von
230
V
.
Bei
einer
sinusförmigen
Wechselspannung
DC
u(t)
= ûsin
û sin
sin
ωt
ist
der
Effektivwertdas
das1/√2-fache
1/2-fache
(0,707fache)
u(t)
û
ωt
ist
der
Effektivwert
das
1/2-fache
(0,707fache)
u(t)
= =û=
ωtωt
istist
der
Effektivwert
(0,707fache)
u(t)
der
Effektivwert
(0,707fache)
u(t)
=
û
sin
ωt
ist
der
Effektivwert
das
1/2-fache
(0,707fache)
u(t)
=Scheitelwertes.
û sin
sin
ωt
ist
der
Effektivwert das
das 1/2-fache
1/2-fache
(0,707fache)
des
des
Scheitelwertes.
des
Scheitelwertes.
des
Scheitelwertes.
des
des Scheitelwertes.
Scheitelwertes.
û
1 TTTTT
û
ûû
11
—
∫(û(û
(û sin
sinωt)
ωt)22222 dt
dt ==
=—
—
= 0,707û
0,707û
U ==
= —
1
û ==
1
—
∫
sin
ωt)
dt
—
U
∫
U
(û
sin
ωt)
dt
=
—
= 0,707û
0,707û
U
T
0
—
∫
(û
sin
ωt)
dt
=
—
U =
= —
2222 = 0,707û
TTT 000
T
0
2
T e m p e r a t u r m e s s u n g
Die Genauigkeit des berechneten Effektivwertes ist abhängig vom Crestfaktor und verschlechtert sich mit höherem
Crestfaktor des Messsignals. Die Angabe des maximal zulässigen Crestfaktors (techn. Daten) bezieht sich auf das Messbereichende. Wird nur ein Teil des Messbereiches genutzt
(z.B. 230 V im 500 V-Bereich), darf der Crestfaktor größer
sein. (siehe Abbildung Formfaktoren).
u2 (t)
Ueff
0
t
u(t)
6.5Formfaktor
Wird der vom Messgerät ermittelte Gleichrichtwert mit dem
Formfaktor des Messsignals multipliziert, ergibt sich der Effektivwert des Signals. Der Formfaktor eines Signals ermittelt
sich nach folgender Formel:
6.7Gleich- und Wechselstrom
Die Strommessung im Multifunktionsmeter HM8112-3 wird mit
Hilfe von genauen Shunt-Widerständen durchgeführt. Hierbei
wird der durch den Strom verursachte Spannungsabfall über
dem Shunt gemessen. Bedingt durch den Leitungswiderstand
RL und den Shunt-Widerstand R wird eine Belastungsspannung
UB (Bürdenspannung) erzeugt. Dies kann unter Umständen zu
Fehlmessungen führen.
Rq
Ueff Effektivwert
F = ——=——————————
IûIGleichrichtwert
Bei reinen sinusförmigen Wechselgrößen beträgt
der Formfaktor p / 2 √2 = 1,11
DMM
RL
U0
R
V
6.6Crestfaktor
Der Crestfaktor (auch Scheitelfaktor genannt) beschreibt um
welchen Faktor die Amplitude (Spitzenwert) eines Signals größer ist als der Effektivwert. Er ist wichtig bei der Messung von
impulsförmigen Größen.
û Spitzenwert
C = ——=——————————
UeffEffektivwert
Bei reinen sinusförmigen Wechselgrößen beträgt
das Verhältnis √2 = 1,414
Abb.: Prinzip der Strommessung mit Shunt-Widerständen
Uo = Quellenspannung
UB = Bürdenspannung RL = Leitungswiderstand
Rq = Quellenwiderstand
R = Shunt-Widerstand im Multimeter
Der Fehler in % für eine Messung ergibt sich dann wie folgt:
100 x UB
Fehler (%) = —————–
U0
Wird bei einem Messgerät der maximal zulässige
Crestfaktor überschritten, sind die ermittelten
Messwerte ungenau, da das Messgerät übersteuert
wird.
Formfaktoren
Crest-Form-
faktorfaktor
C F
2
2
2
p
2 2
= 1,11
p
= 1,11
2 2
p
2
= 1,57
7Temperaturmessung
Im internationalen Einheitensystem (SI) wurde als Basiseinheit
für die Temperaturmessung das Kelvin (K) vereinbart. Grad
Celsius (°C) ist eine gesetzliche, von den SI-Einheiten abgeleitete Einheit und international gebräuchlich. Im angloamerikanischen Raum werden Temperaturen auch in Grad Fahrenheit
(°F) angegeben.
Absolute Temperaturangaben erfolgen meist in
Grad Celsius (°C). Relative Temperaturangaben
oder Temperaturdifferenzen werden in Kelvin (K)
angegeben.
Kelvin (K)
3
2
3
= 1,15
0 K
255,38 K
273,15 K
373,15 K
Celsius (°C)
-273,15 °C
-17,77 °C 0 °C
100 °C
Fahrenheit (°F)
459,67 °F
0 °F
32 °F
212 °F
Änderungen vorbehalten
17
T e m p e r a t u r m e s s u n g Umrechnung
°C in K: T[K] =
°K in °C: T[°C] =
°C in °F: T[°F] =
°F in °C: T[°C] =
nung direkt am PT100 abgreift und der Eingangsverstärker des
Messeingangs sehr hochohmig ist, fließt ein vernachlässigbarer
kleiner Strom in den SENSE-Messleitungen (Imess ≅0). Somit
geht der Spannungsabfall über den SENSE-Messleitungen,
hervorgerufen durch den Strom in den SENSE-Leitungen,
nicht (bzw. vernachlässigbar) in die Messung mit ein. Auch
hat eine Widerstandsänderung von RL in den SENSE-Messleitungen einen nur unmerklichen Einfluss. Durch den
Abgriff der Messspannung nach den SOURCE-Zuleitungen
wird nur die Widerstandsänderung des PT100 erfasst. Die
Widerstandsänderung von RL der SOURCE-Zuleitungen aufgrund der Temperaturänderung hat ebenfalls keinen Einfluss
auf die Messung.
Verwendete Abkürzungen und Zeichen:
T[K] Temperatur in Kelvin [K]
T[°C] Temperatur in Grad Celsius [°C]
T[°F] Temperatur in Grad Fahrenheit [°F]
7.1Temperaturmessfühler
Die meist gebräuchlichen Temperaturfühler sind das NiCr-Ni
Thermoelement (K-Type) und der Platin-Temperaturfühler
PT100. Die Kennlinien der Temperaturfühler werden in den
Normen nur über einen bestimmten Bereich definiert. Außerhalb dieser Bereiche sind keine verlässlichen Werte vorhanden.
Wird der Messbereich der Temperaturfühler überschritten,
zeigt deshalb das HM8112-3 „Overrange“ an.
RL
FUSE
1A
F250V
max. INPUT
600V rms / 1A rms
V
A
SOURCE
SENSE
HI
max. max.
850 850
Vpk Vpk
Mess-Spannung
UPT100
Ω, ϑ
max.
250Vrms
LO
PT100
RL
7.2 Platin-Temperaturfühler PT100
Der Platin-Temperaturfühler PT100 ist ein Widerstandssensor.
Aufgrund seiner zeitlichen Konstanz des Widerstandswertes
und der guten Beständigkeit gegen aggressive Medien eignet
sich Platin gut als Widerstandsmaterial für Temperaturfühler.
Eine Änderung der Temperatur bewirkt am Temperaturfühler
eine Änderung des Widerstandes. Der Nominalwiderstand R0
beträgt:
R0 = 100 Ω bei T0 = 0 °C
Der Temperaturbereich zum Einsatz des PT100 erstreckt sich
von –200 °C bis +850 °C.
Weitere PT Widerstandsfühler gibt es mit der Bezeichnung PT10, PT25, PT500, PT1000. Die Nominalwiderstände betragen hier bei T0 = 0 °C entsprechend 10 Ω, 25 Ω, 500 Ω und 1000 Ω. Die Typen PT10,
PT25, PT500 kommen beim HM8112-3 nicht zum
Einsatz.
Bei nicht so hohen Ansprüchen an die Genauigkeit kann auch
eine 2-Draht-Widerstandsmessung ausreichen. Da sich die
Messstelle mit dem PT100 und das Messgerät meist auf unterschiedlichem Temperaturniveau befinden, erfolgt durch eine
Temperaturänderung an den Messleitungen zum PT100 auch
eine Änderung des Leitungswiderstandes RL. Diese Temperaturabhängigkeit der Zuleitungswiderstände, Thermospannungen
und der Spannungsabfall über den Zuleitungswiderständen
gehen mit in die Messung des PT100 ein.
7.4NiCr-Ni Thermoelement (K-Typ)
Der Einsatzbereich eines NiCr-Ni Thermo-Element K-Typ liegt
im Bereich von ca. –270 °C bis +1300 °C.
Das Thermoelement liefert, wie der Name Element schon andeutet, eine Spannung. Diese temperaturabhängige Spannung
entsteht an der Kontaktstelle von zwei verschiedenen MetalKontaktstelle KS1
Temperatur TKS2 >TKS1
7.3Temperaturmessung mit PT100 / PT1000
Elektronen im
Metallgitter
IDrift
Messspannung mit Imess ≅ 0
FUSE
1A
F250V
max. INPUT
600V rms / 1A rms
V
A
Messstrom IPT100 = const
SOURCE
SENSE
Draht Ni
–1,9 mV/100K
HI
max. max.
850 850
Vpk Vpk
Ω,ϑ
max.
250Vrms
LO
PT100
Draht NiCr
+2,2 mV/100K
I1Drift
I2Drift
Die gebräuchlichste und genauere Art der Temperaturmessung ist eine 4-Draht-Widerstandsmessung. Ein konstanter
Strom fließt von SOURCE 26 des Messgerätes zum PT100.
Die Widerstandsänderung des PT100 ist abhängig von der
Temperatur-änderung am PT100. Eine Temperaturänderung
ruft aber auch in den Messleitungen eine Änderung des Leitungswiderstandes RL hervor. Weil SENSE 24 die Messspan18
Änderungen vorbehalten
IDiffusion
KS2
Kontaktstelle KS2
Temperatur TKS2 <TKS1
T e m p e r a t u r m e s s u n g
len. Sie wird Kontaktspannung oder auch Thermospannung
genannt. Durch die immer vorhandene Wärmebewegung der
Elektronen im Metallgitter können einige Elektronen an der Metalloberfläche das Gitter verlassen. Dazu wird Energie benötigt,
um die Austrittsarbeit zu verrichten und die Bindungskräfte im
Metallgitter zu überwinden. Berühren sich nun zwei Metalle,
deren Bindungskräfte unterschiedlich sind so treten aus dem
Metall mit den kleineren Bindungskräften Elektronen aus und
fließen zum Metall mit den größeren Bin-dungskräften. Schaltet
man nun zwei solche Kontaktstellen zusammen, und besitzen
die beiden Enden des Thermoelementes ein unterschiedliches
Temperaturniveau, fließt ein Strom.
Temperaturmessung mit dem NiCr-Ni Thermoelement
– Der NiCr-Draht und der Ni-Draht sind an beiden Enden
miteinander verbunden.
– Die Kontaktstelle 1 (KS1) besitzt in unserem Fall eine höhere
Temperatur als Kontaktstelle 2 (KS2).
– Wegen der Temperaturbewegung an KS1 lösen sich Elektronen im NiCr-Draht aus dem Metallgitter.
– Die Elektronen fließen zum Ni-Draht und bilden den Driftstrom I1Drift.
– Der Driftstrom I1Drift fließt über KS2 und bildet dort den
Diffusionsstrom IDiffusion.
– An KS2 bildet sich aufgrund der Temperaturbewegung
ebenfalls ein Driftstrom I2Drift .
–I2Drift wirkt dem Driftstrom an KS1 entgegen.
–I2Drift ruft auch an KS1 einen Diffusionsstrom hervor.
– Der Gesamtstrom ITherm ergibt sich aus der vorzeichenrichtigen Addition der einzelnen Ströme.
ITherm = I1Drift + I2Drift
– Wird die Temperatur an KS1 kleiner als an KS2 kehrt sich
die Stromrichtung von ITherm um.
– Ist die Temperatur an KS1 und KS2 identisch, heben sich
die beiden Ströme I1Drift und I2Drift auf.
Um verschiedene Metalle und deren thermoelektrischen Eigenschaften zueinander zu beschreiben,
wurde die Temperaturabhängigkeit der Metalle zu
Platin ermittelt. Es ergibt sich die thermoelektrische Spannungsreihe in [mV/100 K] bezogen auf
Platin.
Die Cu-Zuleitungen beeinflussen die Messung nicht, sofern
diese sich auf dem selben Temperaturniveau befinden wie die
Referenzstelle. Die Referenzstelle (KS2), auch Isothermalblock
genannt, wird mit einem weiteren Temperatursensor und einer
entsprechenden Regelschaltung auf einem konstanten Temperaturniveau gehalten.
7.5Referenzstelle
Für die Temperaturmessung mit einem Thermoelement ist es notwendig,
außer der Mess-Stelle
auch eine Vergleichstelle
zu definieren. Die Tempera-turdifferenz zwischen der Mess-Stelle
und dieser Referenzstelle
erzeugt eine zur Temperaturdifferenz proportionale Thermospannung. Eine einfache Möglichkeit diese Referenzstelle zu
erzeugen ist das „Eisbad“. Dies ist ein Wasserbad mit Eisstücken. Es hält, mit einer Unsicherheit von 1 mK, relativ genau die
Temperatur von 0 °C. Dieses thermodynamische System „Eisbad“ regelt sich so lange selbst, bis alle Eistücke geschmolzen
sind oder alles Wasser gefroren ist.
In der Praxis ist dieses Verfahren etwas umständlich. Wer
möchte schon eine Schüssel Wasser und einen Eisblock mit
sich herumschleppen. Und dies alles nur um schnell mal in
der Produktion die Temperatur eines Ofens zu kontrollieren.
Um dem Anwender den benötigten Handwagen zum Transport
der Utensilien und die Kühltruhe für die Erzeugung der Referenzstelle zu ersparen, besitzen die meisten Messgeräte eine
interne Referenzstelle oder die Möglichkeit zur Angabe der
Referenztemperatur. Das HM8112-3 erlaubt durch Messung
mit einem PT-Fühler die genaue Bestimmung der Referenztemperatur und somit das genaue Messen mit Thermoelementen.
Thermoelemente sind im Vergleich zu PT-Fühlern günstig und
werden oft über Messstellenumschalter in größerer Anzahl
am Messgerät angeschlossen. So braucht es nur noch die
Messfühler und das passende Messgerät, sprich HM8112-3.
Thermoelektrische Spannungsreihe
Bezugstemperatur ist 0 °C,
Messtemperatur 100 °C, in [mV/100 K]
PlatinNickel
(Pt)(Ni)
0,0
-1,2 ...-1, 94
Kupfer Eisen Chrom-Nickel
(Cu) (Fe) (CrNi)
+0,75
+1,88
+2,2
Messfühler
Cu-Leitung
NiCr-Draht
Temperatur
TMess
UTherm
Ni-Draht
Cu-Leitung
TRef = const
Isothermalblock
Referenzstelle KS2
TReferenz = const
MessStelle
KS1
Wird die eine Kontaktstelle (KS2) als Referenz auf einem
bekannten Temperaturniveau gehalten, kann die andere Kontaktstelle (KS1) zur Temperaturmessung benutzt werden. Die
Thermospannung ist proportional zur Temperaturdifferenz an
den Kontaktstellen KS1 und KS2.
ITherm ist proportional zu ΔT = TKS1 – TKS2
(Seebeck-Effekt)
Änderungen vorbehalten
19
G e r ä t e k o n z e p t d e s H M 8 1 1 2 - 3 8Gerätekonzept des HM8112-3
8.1Referenz
Der integrierende AD-Wandler muss mit einer Referenz beschaltet werden. Die Eigenschaften dieser Referenz bestimmen
letztendlich die Langzeitstabilität des Gerätes. Beim HM8112-3
dient als Referenz ein hochgenauer Referenzbaustein.
8.2Integrierende AD-Wandler
Als integrierende AD-Wandler wird ein Wandler nach dem
Multi-Slope-Verfahren benutzt.
8.3Gleitender Mittelwert
bestimmt. Es wird gemessen, wie lange es bis zum folgenden
Nulldurchgang dauert. Aus dieser kombinierten Messung wird
dann die Frequenz des Signals bestimmt und die Periodendauer
berechnet. Die kombinierte Messung von der Anzahl der Nulldurchgänge und Zeit einer Periode des Signals ermöglicht das
Messen von sehr kleinen und auch großen Frequenzen innerhalb einer vernünftigen Zeit. Bei Anlegen einer Gleichspannung
wird die Frequenz zu 0 Hz bestimmt.
Da die Periodendauer aber berechnet wird, erfolgt eine Division
durch 0. Deswegen zeigt das Gerät bei der Periodendauermessung einer Gleichspannung „INF“ im Display. (INF = Infinity
= Unendlich).
Effektivwertgleichrichter
Die Wechselspannungsmessung wird durch einen hochgenauen Effektivwertgleichrichterbaustein realisiert. Dieser
Baustein bestimmt aus der anliegenden Wechselspannung eine
proportionale Gleichspannung, die dem Echt-Effektivwert der
Wechselspannung entspricht.
Crestfaktormessung
Bei Überschreiten des Crestfaktors von 7 lässt sich durch
den Echteffektivwertgleichrichter die Wechselspannung oder
Wechselstrom nicht mehr korrekt bestimmen.
Der vom AD-Wandler ermittelte Messwert kann direkt angezeigt werden. Es kann jedoch aus n-Messwerten auch zuerst
der Mittelwert gebildet werden, welcher dann angezeigt wird.
Zuerst werden 1 bis n Werte erfasst. Aus diesen n Werten
wird der Mittelwert gebildet und anschließend angezeigt. Im
folgenden Schritt wird der nächste Messwert n+1 vom ADWandler ermittelt. Von den zuvor ermittelten n Werten wird der
erste gemessene Wert 1 verworfen. Aus den restlichen 2 bis
n Werten und dem neuen Wert n+1 wird ein neuer Mittelwert
gebildet. Dies hat den Vorteil, dass Spitzen oder Störungen
geglättet werden.
8.4Messung der Wechselgrößen
Frequenz, Periodendauer
Frequenz und Periodendauer werden prinzipiell anhand einer
Impulszähl-Schaltung gemessen. Als Basiszeit dient eine
Sekunde. Die erste auftretende negative Flanke triggert die
Messung und startet den Zähler. Eine Sekunde lang löst jede
negative Flanke einen Zählimpuls aus. Nach Ablauf der ersten
Sekunde wartet die Messschaltung auf den nächsten Nulldurchgang des Signals. Ab jetzt wird die Periodendauer des Signals
20
Änderungen vorbehalten
B e d i e n e l e m e n t e u n d A n z e i g e n
2
3 4
5
27
1
6
7
8
9
10 11
12 13
14 15
16 17
9Einführung in die Bedienung des HM8112
19 20
18 21
22 23
24
25
26
10 Bedienelemente und Anzeigen
9.1Inbetriebnahme
10.1Allgemeine
Beachten Sie bitte besonders bei der ersten Inbetriebnahme
des Gerätes folgende Punkte:
1 Display
16-stelliges Display zur Anzeige der Messwerte, Auswahl des
Menüs und der Menüpunkte.
– Die verfügbare Netzspannung muss mit dem auf der Geräterückseite (Netzspannungswahlschalter) angegebenen
Wert übereinstimmen.
– Vorschriftsmäßiger Anschluss an Schutzkontaktsteckdose
oder Schutz-Trenntransformatoren der Schutzklasse 2
– Keine sichtbaren Beschädigungen am Gerät
– Keine Beschädigungen an der Anschlussleitung
– Keine losen Teile im Gerät
9.2Werkseinstellung
Das Gerät besitzt folgende Voreinstellung:
– Messbereich 10 VDC
– Die Integrationszeit beträgt 100ms
– Filterfunktion ausgeschaltet
– Temperatur in °C
–Messsensor PT100
–Datenlogger ausgeschaltet
– RS-232 Schnittstelle ausgeschaltet
2 POWER
Taster für Standby-Funktion. Das Bedienteil und die Anzeige
werden ausgeschaltet. Das eigentliche Messgerät bleibt,
solange es mit dem Stromversorgungsnetz verbunden ist,
eingeschaltet. Dies hat den Vorteil, dass das Gerät nach dem
Einschalten aus der Standby-Funktion sofort betriebsbereit
ist. Auch die Referenz wird geschont, da das Ein/Ausschalten
entfällt. Soll das Gerät komplett ausgeschaltet werden, muss
der Netzschalter 28 auf der Rückseite des Gerätes betätigt
werden.
3 HOLD DISPLAY
Die Messwertanzeige im Display wird „eingefroren“.
Durch Betätigen einer der Tasten zur Auswahl der Messfunktionen 6 bis 15 oder MENU 18 wird die HOLD-Funktion verlassen.
4 ZERO
Nullabgleich bei Gleichspannungsmessung, Gleichstrommessung, 4-Draht-Widerstandsmessung und 2-DrahtWiderstandsmessung. In den Wechselspannungs- und
Wechselstrombereichen gibt es keine ZERO-Funktion. Die
beiden Messleitungen werden kurzgeschlossen und dann
die ZERO-Taste 4 betätigt. Es wird eine Offsetkorrektur der
gesamten Messstrecke durch die Taste ZERO 4 ausgelöst.
Der Zuleitungswiderstand der Messleitung, Übergangswiderstände und Thermospannungen an den Übergängen
verschiedener Metalle werden durch diese Offsetkorrektur
„bewusst“ eliminiert.
Die Kompensationswerte bleiben auch nach Ausschalten
des HM8112-3 erhalten und müssen bei Bedarf neu ermittelt
werden!
Ein Betätigen der ZERO-Taste 4 in den Messbereichen δPT für PT-Messfühler oder δTH für
Thermoelemente funktioniert nicht !
Änderungen vorbehalten
21
B e d i e n e l e m e n t e u n d A n z e i g e n Kompensation mit ZERO bei der Temperaturmessung:
1. Abhängig vom Temperaturfühler in folgenden Messbereich
wechseln.
1 kΩ-Bereich
10 kΩ-Bereich
100 mVDC-Bereich
Die Auswahl von 4-Draht-Widerstandsmessung (Ω 4- WIRE)
oder 2-Draht-Widerstandsmessung (Ω 2-WIRE) hängt vom
verwendeten PT-Temperaturfühler ab.
2. Messtrecke bis zum Temperaturfühler kurzschließen
3. ZERO-Taste 4 zur Kompensation der Einflüsse auf die
Messstrecke betätigen
4. Nach der Kompensation mit der ZERO-Taste 4 in die entsprechende Temperaturmessfunktion wechseln.
Es gibt Messgeräte, welche über eine „automatische Zero-Funktion“ verfügen. Diese Funktion unterbricht in regelmäßigen Abständen die
Messung und schließt einen Teil der Messstrecke
kurz. Dann wird ein teilweiser Nullabgleich der
Messstrecke bis zu den Messbuchsen des Gerätes
durchgeführt. Im HM8112-3 wurde darauf verzichtet, da der Nullabgleich der gesamten MessStrecke ein sehr wichtiger Vorgang beim Messen
ist. Diese Prozedur muss vom Anwender bewusst
und überlegt durchgeführt werden.
5 LOCAL
Durch Senden eines Befehles an die Schnittstelle des HM8112-3
geht das Gerät in den Remote-Betrieb.
Mit LOCAL wird die Fernbedienung des HM8112-3 über das
Interface ausgeschaltet. Das Gerät ist wieder in den manuellen
Betrieb zurückgesetzt und an der Frontplatte bedienbar.
10.2Tasten für die verschiedenen Messfunktionen
Bei Änderungen der Messfunktion bleibt das HM8112-3 auf
die vorher eingestellte Messzeit eingestellt. Wird jedoch eine
größere Messzeit als 1 sec eingestellt, schaltet das Gerät bei
Wechsel der Messfunktion die Messzeit im neu gewählten
Bereich automatisch auf 1 sec zurück.
Es sind immer die Tasten beleuchtet, mit welchen weitere
Funktionen verbunden sind. Selbstverständlich kann mit den
nicht beleuchteten Tasten eine andere Messfunktion aufgerufen werden. Die Anschlussbuchsen sind ebenfalls beleuchtet
und zeigen die für die entsprechend gewählte Messfunktion zu
benutzenden Anschlussbuchsen an.
Spannungsmessung
6 VDC
FUSE
1A
F250V
max. INPUT
600V rms / 1A rms
V
+
–
Änderungen vorbehalten
Strommessung
max.
250V rms
LO
FUSE
1A
F250V
max. INPUT
600V rms / 1A rms
V
7 ADC
A
SOURCE
SENSE
Gleichstrommessung. Autorangefunktion
über den vollen
Messbereich
von 1 A .
max. max.
850 850
Vpk Vpk
HI
+
LO
–
Gleich- oder
Wechselstrom
Ω, ϑ
max.
250V rms
9 AAC+DC
Wechselstrommessung als True RMS mit Gleichanteil.
Autorangefunktion über den vollen Messbereich von 1 A .
Widerstandsmessung
Durch wiederholtes Betätigen der Ω-Taste 11 wird zwischen
der 2-Draht-Widerstandsmessung und der 4-Draht-Widerstandsmessung umgeschaltet. Im Display wird dies durch „2w“
für 2-Drahtmessung und mit „4w“ für die 4-Drahtmessung
angezeigt. Zusätzlich leuchten die zu benutzenden Anschlussbuchsen. Um genaue Messungen durchzuführen, ist es notwendig, speziell bei der 2-Drahtmessung, eine Kompensation
der Messstrecke mit ZERO 4 durchzuführen.
11 Ω 2-WIRE
2-Draht-Widerstandsmessung
Als Default sind bei
der 2-Drahtmessung
100 mΩ als Leitungskompensation eingestellt. Dieser Wert
kann über die Geräteschnittstelle geändert
werden.
11 Ω 4-WIRE
4-DrahtWiderstandsmessung
FUSE
1A
F250V
max. INPUT
600V rms / 1A rms
V
A
SOURCE
SENSE
max. max.
850 850
Vpk Vpk
Widerstandsmessung 4-Draht
+
LO
–
2-Draht
max.
250V rms
FUSE
1A
F250V
V
A
max. max.
850 850
Vpk Vpk
Stromeinspeisung
SOURCE
SENSE
+
–
Widerstandsmessung
HI
Ω, ϑ
max. INPUT
600V rms / 1A rms
(Sense)
Ω, ϑ
22
10 VAC+DC
Wechselspannungsmessung bis 600 V als True RMS mit
Gleichanteil. Es wird direkt an den Messkreis angekoppelt und
derselbe hochgenaue Eingangsteiler wie in VDC verwendet. Der
Innenwiderstand des Messgerätes beträgt im 100 mV-Bereich
1 GΩ, ansonsten 10 MΩ.
Spannungsmessung
HI
max. max.
850 850
Vpk Vpk
8 VAC
Wechselspannungsmessung bis 600 V als True RMS ohne
Gleichanteil.
Es wird mit einem Kondensator an den Messkreis angekoppelt.
Es ist kein 100 mV-Bereich vorhanden. Der Innenwiderstand
des Messgerätes beträgt Ri = 10 MΩ
A
SOURCE
SENSE
Gleich- oder
Wechselspannung
Gleichspannungsmessung bis 600 V Es gibt keine AutorangeFunktion für die Messbereiche 100 mV und 1 V.
HI
+
LO
–
Ω, ϑ
max.
250V rms
B e d i e n e l e m e n t e u n d A n z e i g e n
Frequenz und
Periodendauer
FUSE
1A
F250V
max. INPUT
600V rms / 1A rms
V
A
SOURCE
SENSE
+
HI
Gleich- oder
Wechselspannung
max. max.
850 850
Vpk Vpk
–
Ω, ϑ
max.
250V rms
LO
12 FREQ./PERIOD
Durch wiederholtes Betätigen der Taste wird zwischen Frequenzmessung und Periodendaueranzeige umgeschaltet. Bei
einer Frequenz von 0 Hz zeigt das Gerät bei der Periodendauermessung einer Gleichspannung „INF“ im Display. (INF =
Infinity = Unendlich) Da die Periodendauer aus der Frequenz
berechnet wird, erfolgt eine Division durch 0.
Anzeigebereich:
Celsius
Fahrenheit
Messstrom: Messspannung
im Leerlauf:
Messzeit:
Messpause:
Kalibrierung:
Linearisierung: Anzeigeumfang
–200 °C bis + 800 °C
–328 °F bis +1472 °F
PT100
PT1000
ca. 2,5 V
100 ms bis 60 s
nach Bereichs- oder Funktionswechsel 100 ms
mit Widerstandsnormal
PT100
1 kΩ-Bereich
PT1000
10 kΩ-Bereich
nach DIN IEC 751
14 δPT bei 2-Draht-Temperaturmessung
2-Draht-Temperaturmessung mit Platintemperaturfühler PT100
oder PT1000 mit eingeschränkter Genauigkeit der Messung.
FUSE
1A
F250V
max. INPUT
600V rms / 1A rms
In der FREQ./PERIOD-Funktion gibt es kein Autorange. Das heißt, der bei der Wechselspan-nungsmessung eingestellte Messbereich wird verwendet. Es ist notwendig, zuerst in VAC die Wechselspannung zu messen und erst anschließend die
FREQ./PERIOD-Funktion aufzurufen.
V
A
SOURCE
SENSE
Um genaue Messungen durchzuführen ist es notwendig, speziell bei der 2-Drahtmessung, eine
Kompensation der Messstrecke mit ZERO 4
durchzuführen. Diese Kompensation erfolgt im
Widerstandsmessbereich für PT-Fühler oder
Spannungsmessbereich bei Thermoelementen.
Jedoch nicht bei der Temperaturmessfunktion
(siehe ZERO 4 ).
13 δPT bei 4-Draht-Temperaturmessung
V
+
(Sense)
–
Abgleich der Messtrecke mit PT- Messfühler
PT-Messfühler besitzen einen Zuleitungswiderstand, der
meist im Datenblatt angegeben ist. Oftmals ist das Datenblatt
weg und der Fühler noch da. Im HM8112-3 ist als Default
ein Wert von 100 mΩ gespeichert. Es gibt jedoch PT-Fühler
mit einem eingebauten Vorwiderstand (z.B. 10 Ω). Für eine
optimal abgeglichene Mess-Strecke muss der genaue Zuleitungswiderstand bekannt sein. Dies gilt für die 4-Drahtmessung
und noch mehr für die 2-Drahtmessung. Über die Geräteschnittstelle kann der ab Werk gespeicherte Default geändert werden.
Es sind Werte von 0 mΩ bis 100 Ω möglich.
Ermitteln des Zuleitungswiderstandes
Der PT100 oder PT1000 Messfühler wird in ein Eisbad getaucht. Bei 0 °C besitzt der Fühler einen Widerstand von 100 Ω
bzw. 1000 Ω. Nun wird durch eine Widerstandsmessung der
Widerstand des Temperaturfühlers ermittelt. Die Differenz
aus gemessenem Widerstand und dem Sollwert ergibt den
Zuleitungswiderstand
Stromeinspeisung
HI
max. max.
850 850
Vpk Vpk
LO
FUSE
1A
F250V
max. INPUT
600V rms / 1A rms
+
V
Ω, ϑ
max.
250V rms
A
SOURCE
SENSE
–
+
–
4-Draht-Temperaturmessung mit PT100
HI
max. max.
850 850
Vpk Vpk
Ω, ϑ
max.
250V rms
Messverfahren:
Temperaturfühler:
–
LO
A
SOURCE
SENSE
Spannungsmessung
+
Ω, ϑ
FUSE
1A
F250V
max. INPUT
600V rms / 1A rms
Stromeinspeisung
HI
max. max.
850 850
Vpk Vpk
max.
250V rms
Temperaturmessung
Durch wiederholtes Betätigen der δPT-Taste 13 wird zwischen
der 2-Draht-Messung und der 4-Draht-Messung umgeschaltet.
Im Display wird dies durch „2w“ für 2-Drahtmessung und mit
„4w“ für die 4-Drahtmessung angezeigt. Zusätzlich leuchten
die zu benutzenden Anschlussbuchsen. Als Default sind bei der
2-Drahtmessung 100 mΩ als Leitungskompensation eingestellt.
Dieser Wert kann über die Geräteschnittstelle geändert werden.
Auflösung
0,01 °C
0,01 °F
1 mA
100 µA
4-polige Widerstandsmessung mit Linearisierung nach EN 60751 für
PT100, PT1000
PT100-, PT1000-Widerstandsmessfühler
LO
Messverfahren:
Spannungsmessung im 100 mV-Bereich mit Linearisierung nach EN 60584.
Änderungen vorbehalten
23
B e d i e n e l e m e n t e u n d A n z e i g e n Anzeigebereich:
Auflösung: Messzeit:
Messpause:
Anzeige:
Linearisierung:
Thermoelement
Bereich in °C
Typ J (Fe-CuNi)
–210 bis +1200
Typ K (NiCr-Ni)
–270 bis +1372
0,1 °C / °F
100 ms bis 60 s
100 ms (nach Funktionswechsel)
Messwert in °C oder °F
nach EN 60584
10.3Durchgangsprüfung
14
Durchgangsprüfung und Diodentest
FUSE
1A
F250V
max. INPUT
600V rms / 1A rms
V
A
SOURCE
SENSE
max. max.
850 850
Vpk Vpk
HI
+
LO
–
Ω, ϑ
max.
250V rms
Durchgangsprüfung
Die Umschaltung in einen höheren Messbereich erfolgt bei eingeschalteter Automatik mit Erreichen von 90% des jeweiligen
Bereichsendwertes. In den niedrigeren Bereich wird geschaltet,
wenn 10% des Bereichsendwertes unterschritten wird. Ist bei
automatischer Bereichswahl der angelegte Messwert zu groß,
erscheint die Meldung „Overflow“ in der Anzeige.
Die Messbereichsautomatik AUTO ist mit Bedacht
zu benutzen. Wird an einer hochohmigen Quelle
gemessen und liegt die Messspannung in der Gegend (90%) vom Messbereichendwert 1 V kann bei
eingeschalteter AUTO-Funktion die Umschaltung
in den nächst höheren Messbereich 10 V erfolgen. Im 10 V-Bereich besitzt das HM8112-3 einen
Eingangswiderstand von 10 MΩ statt 1 GΩ im 1 VBereich. Das Messgerät belastet die hochohmige
Quelle von mehreren 100 MΩ mit 10 MΩ -Eingangswiderstand und verfälscht das Messergebnis
entsprechend.
10.6Menüstruktur / Menüsteuerung
Durchgangsprüfung: Aktivierung des Lautsprechers von 0 Ω (Durchgang) bis ca.10 Ω.
Diodentest:
Prüfspannung ca. 2,5 V
Prüfstrom const. 1 mA
Max. 1,2 V als Durchgangsspannung in der Anzeige, danach „Overflow VDC“
Bei der Durchgangsprüfung muss der Prüfling
spannungsfrei sein!
10.4Max / Min Werte
16 MAX / 17 MIN
Der maximale Messwert oder der minimale Messwert einer
Messreihe wird im Display angezeigt. Dies ist in jeder Messfunktion möglich. Somit können Min/Max-Werte in einem System
überwacht werden. Es gibt keine zeitliche Begrenzung, d.h.: Ist
diese Funktion ein Jahr lang eingeschaltet, wird der maximale
bzw. minimale Messwert angezeigt, der in diesem Jahr auftrat.
Zum Verlassen von MAX 16 und MIN 17 muss die Taste nochmals betätigt werden. Wird eine andere Messfunktion gewählt,
wird die Funktion von MAX 16 oder MIN 17 ebenfalls verlassen.
10.5Messbereichswahl
Manuelle Messbereichswahl
20 und
23 lassen sich die Messbereiche manuell
Mit
auswählen.
Schaltet in den nächst niedrigeren Messbereich.
Die Automatische Messbereichswahl wird deaktiviert.
20
23
Schaltet in den nächst höheren Messbereich.
Die Automatische Messbereichswahl wird deaktiviert.
Ist bei manueller Bereichswahl der angelegte Messwert zu groß,
erscheint die Meldung „Overflow“ in der Anzeige.
21 AUTO
Die AUTO-Taste dient zur automatischen Messbereichswahl.
Diese Funktion gibt es bei der Spannungsmessung, Strommessung und der Widerstandsmessung.
24
Änderungen vorbehalten
Befindet sich das Gerät in einer Messfunktion erfolgt mit Betätigen der Taste MENU 18 der Sprung in die Menüfunktion.
Innerhalb des Menüs werden alle Tasten, welche betätigt
werden können, beleuchtet. Das Menü kann immer mit ESC 19
ohne Übernahme von Werten verlassen werden.
MENU ruft das Gerätemenü des HM8112-3 auf.
Mit 20 und 23 gewünschtes Menü anwählen. Mit MENU 18
den Menüpunkt öffnen oder Sprung in die nächste Menüebene.
Mit 20 und 23 angezeigte Parameter auswählen. Dann mit
MENU 18 den Parameter übernehmen. Das Menü wird verlassen, das Gerät ist in der vorherigen Messfunktion
19 ESC
Die Menüfunktion wird verlassen. Zur vorherigen Messfunktion
ohne Übernahme der Eingabe zurückkehren.
20
Die Menüsteuerung ist rund laufend. Jeder Tastendruck
veranlasst einen Menüpunkt nach unten, bis zum untersten
Menüpunkt. Danach wird mit dem obersten Menüpunkt wieder
begonnen.
23
Die Menüsteuerung ist rund laufend. Jeder Tastendruck
veranlasst einen Menüpunkt nach oben, bis zum obersten
Menüpunkt. Danach wird mit dem untersten Menüpunkt wieder
begonnen.
22 ENTER
Diese Taste wird nur im Loggermenü „6:Logger“ benötigt. Die
Abfrage von Werten wird dort mit ENTER weitergeschaltet bzw.
die Eingabe übernommen.
Ist der Messstellenumschalter (HO112) aktiv können durch Druck auf dei ENTER-Taste die einzelnen Messstellen ausgewählt werden.
M e n ü s t r u k t u r
Übersicht Menü-Struktur Teil 1
Menü aufrufen mit:
MENU
Sonderfunktion im
Logger-Menü
ENTER
siehe Seite 26:
Menü auswählen mit:
MENU
Menü öffen mit:
Parameter wählen:
Parameter übernehmen
und Menü schließen:
MENU
Einstellen der Messrate
default
0: Time
60s
10s
1s
500ms
100ms
MENU
MENU
default
Filterfunktion: Anzahl der Messwerte für die gleitende Mittelwertbildung
1: Filter
16
8
4
2
Off
MENU
MENU
default
Temperatur: Einheit einstellen
2: Temp
MENU
°F
°C
MENU
last setting
Messfühler auswählen (PT100 / PT100, Fe - CuNi, NiCr - Ni)
3: Sensor
MENU
MENU
default
Referenzstelle für Thermo-Element festlegen
Comp
MENU
externes Eisbad, PT-Sensor oder23°C als Referenztemperatur festlegen
MENU
PT-Fühler zur Referenzmessung verwenden
-PT
2- oder 4-Drahtmessung auswählen
MENU
MENU
angezeigten Messwert als Referenz übernehmen
4: Info
MENU
Version
Cal Date
Ser-Nr
Anzeige
default
MENU
Version 070404
CalL Date 170504
Ser-Nr 00007104
Änderungen vorbehalten
25
M e n ü s t r u k t u r Übersicht Menü-Struktur Teil 2
Math-Menu
➡
5: Math
MENU
➡
Off
Lo Limit
Hi Limit
Offset
➡
MENU
default
Datenlogger starten, stoppen, Messreihe ausgeben
6: LOGGER
➡
MENU
➡
➡
Dump
➡
MENU
➡
00000
➡
ENTER
Messreihe ausgeben
ENTER
ENTER
ENTER
➡
MENU
default
➡
➡
Wert1 00001
➡
➡
Wertn 0000n
Wert2 00002
Storage End
MENU
oder
ESC
➡
MENU
mit
Schnittstelle: Baudrate einstellen
7: Com
➡
MENU
➡
last setting
Geräteabgleich
8: Cal
Dieser Bereich ist passwort-geschützt.
Mess-Stellenumschalter, Kanalwahl
9: Mux
➡
MENU
➡
26
Änderungen vorbehalten
➡
default
MENU
Menü verlassen
M e n ü s t r u k t u r
10.7Menüaufbau und Funktion
Aus dem mit der Taste MENU 18 aufgerufenen Hauptmenü
wird in die nachfolgend beschriebenen Untermenüs verzweigt.
0:Time
Die zeitlichen Abstände der Messungen sind von 0,01 s bis
60 s einstellbar. Das bedeutet, es wird alle 0,01 sec oder auch
nur alle 60 sec ein Messwert erfasst.
Die Messrate lässt sich mit folgenden Werten einstellen:
10 ms
(nur über Schnittstelle)
50 ms
(nur über Schnittstelle)
100 ms
(Default nach Einschalten Netzspannung)
500 ms
1s
10 s
60 s
Das bedeutet, es wird zum Beispiel alle 500 ms eine Messung
vorgenommen und der Wert im Display aktualisiert. Nach
Einschalten der Netzspannung ist als Default ein Wert von 100
ms eingestellt. Wird die Netzspannung entfernt, geht ein zuvor
anders eingestellter Wert verloren.
Bei Änderungen der Messfunktion bleibt das HM8112-3 auf die
vorher eingestellte Messzeit eingestellt. Wird jedoch eine Messzeit von 10 s oder 60 s eingestellt, schaltet das Gerät bei Wechsel
der Messfunktion die Messzeit automatisch auf 1s zurück.
Beispiel: Die Messzeit wird in VDC auf 60 s eingestellt. Nun
erfolgt der Wechsel zur Messfunktion ADC. Das Messgerät
reduziert nun die Messzeit selbständig auf 1 s. Diese neue
Messzeit gilt jetzt für alle anderen Messfunktionen. Wird eine
größere Messzeit als 1 s gewünscht, ist dies bei Wechsel der
Messfunktion jeweils neu einzustellen.
Eine Messrate von 60 s bedeutet:
Der Messwandler des HM8112-3 integriert die
Ein-gangsspannung und danach die Referenzspannung über eine Zeitspanne von 60 s. Nach Ablauf
der Zeit wird der über diese 60 s ermittelte Wert
mit 6½ Stellen angezeigt.
1:Filter
In diesem Menü wird die Anzahl der Messwerte zur gleitenden
Mittelwertbildung ausgewählt. OFF wird für die direkte Anzeige
des Messwertes verwendet. Wird ein Wert größer 1 eingestellt,
wird diese Anzahl an Messwerten zur Mittelwertbildung benutzt. Mit jedem neuen ermittelten Messwert wird der älteste
Messwert verworfen und der Mittelwert neu berechnet.
(siehe Gerätekonzept: Gleitender Mittelwert).
OFF (Default nach Einschalten Netzspannung)
2
4
8
16
2:Temp
In diesem Menü wird die Einheit für die Temperaturmessung
ausgewählt.
Grad Celsius
(°C)
Grad Fahrenheit (°F)
Die zuletzt eingestellte Einheit wird nach Zuschalten der Netzversorgung verwendet.
3:Sensor
Hier erfolgt die Auswahl des verwendeten Temperaturfühlers.
Nach Einschalten der Netzspannung und Auswahl vom Menü
3:Sensor während eine andere Messfunktion als die Tem-
peraturmessung eingestellt ist, wird als default PT100 als
Messfühler angezeigt. Wird nun ein Thermo-Elementfühler
gewählt, springt nach Übernahme des Wertes das HM8112-3
in die Messfunktion δTH 15 .
Ebenso springt nach Auswahl eines PT-Fühlers das Gerät in
die Messfunktion δPT 13 .
Der zuletzt eingestellte Fühlertyp bleibt auch nach Wegschalten der Netzspannung im Gerät gespeichert.
–
–
–
–
K-TYP (Default nach Einschalten Netzspannung)
Thermoelement NiCr-Ni
J-TYP Thermoelement Fe-CuNi
PT1000 Platinwiderstandssensor mit R0 = 1000 Ω
PT100 (Default nach Einschalten Netzspannung)
Platinwiderstandssensor mit R0 = 100 Ω
Comp
Bei Messungen mit Thermoelementen muss eine Referenzstelle mit bekannter Temperatur definiert sein. Diese Referenztemperatur wird dem HM8112-3 vorgegeben. Dazu gibt
es drei Möglichkeiten:
a) Comp Ext/Ice
Als Referenz dient eine externe bekannte Temperaturmess-Stelle,
ein Eisbad oder eine andere Referenz mit 0 °C. Das Thermo-Element ist mit dem geschlossenen Ende an der Mess-Stelle und mit
dem offenen Ende im Eisbad angebracht. Vom offenen Ende des
Thermo-Elements kann dann mit normalen Messleitungen weiter
zum HM8112-3 gefahren werden.
b) Comp PT-Front
Als Referenz für die Messung mit Thermoelement dient die
mit einem Platinmessfühler gemessene Temperatur. Werden
über einen Messstellenumschalter mehrere Thermoelemente
mit dem HM8112-3 verbunden, würde für jedes Thermoelement der Aufwand mit dem Eisbad notwendig sein. So wird
jedoch als Referenz die Umgebungstemperatur oder auch eine
Quelle mit fester Temperatur verwendet (z.B. Eisbad, beheizte
Referenz). Wird mit MENU das Untermenu PT-Front gewählt,
öffnet sich die Messfunktion δPT. Hier wird gewählt, ob die
Messung als 2-Draht oder als 4-Drahtmessung erfolgt. Dann
wird die Referenztemperatur mit dem Platinsensor gemessen
und durch Betätigen von MENU vom HM8112-3 übernommen.
Bei der 2-Drahtmessung kann der PT-Fühler zusammen mit
dem Thermoelement angeschlossen bleiben. Bei der 4-Dahtmessung wird er entfernt und durch den Anschluss zum Thermoelement ersetzt.
c) Comp 23 °C/°F
Als Referenz wird eine Temperatur von 23 °C vorgegeben. Bei
Messungen hoher Temperaturen ist der auftretende Messfehler
bei Abweichung der Referenztemperatur vernachlässigbar,
sofern das offene Ende des Thermoelementes auf Niveau der
Umgebungstemperatur liegt. Die Umgebungstemperatur sollte
dann im Bereich um die 23 °C liegen.
4:Info
In diesem Menü sind allgemeine Gerätefunktionen abrufbar:
Version: Die Revisionsnummer der Gerätesoftware anzeigen.
Ser-Nr: Die Seriennummer des Gerätes wird angezeigt.
Cal Date: Das Datum der letzten Kalibrierung wird angezeigt.
5:Math
Verschiedene Eigenschaften der Messwerte auswerten
OFF
Das Menü 5:Math ist ausgeschaltet
Lo Limit Der untere Grenzwert.
Bei Unterschreiten des Messwertes von Lo Limit
erfolgt eine akustische Warnung und Anzeige
von „Lo Limit“ im Display.
Änderungen vorbehalten
27
M e s s - E i n g ä n g e Hi Limit
Der obere Grenzwert.
Bei Überschreiten des Messwertes von Hi Limit
erfolgt eine akustische Warnung und Anzeige von
„Hi Limit“ im Display.
Offset Ein Offsetwert kann für alle Messfunktionen 6
bis 15 eingestellt werden.
a) Offsetwert an den Anschlussbuchsen anlegen
b) Menü 5:Math auswählen
23 das Untermenü Offset auswählen
c)Mit
d) Mit MENU 18 das Untermenü öffnen, der angelegte Offsetwert wird im Display angezeigt
e) Mit MENU 18 den Offsetwert übernehmen
f) Rücksprung zur Messfunktion, als Messwert
wird 0,00…, die Maßeinheit und „Os“ im Display
angezeigt.
g) Jetzt die eigentliche zu messende Größe an das
Gerät anschließen. Dies wird nun mit dem zuvor
eingestellten Offset verrechnet und angezeigt.
Referenzquellen durchgeführt werden. Hierzu kann ggf. das
Passwort bei der Fa. HAMEG Instruments GmbH (Tel.: 06182800-500 oder per E-Mail: [email protected] de) angefordert
werden.
Wichtig: Mit Erhalt des Passworts erlischt die Gewährleistung
der Fa. HAMEG Instruments GmbH hinsichtlich der Einhaltung
der technischen Daten des Geräts.
9:Mux
Für eine spätere Implementierung eines Scanners/MessStellenumschalters vorgesehen!
10.8Mess-Eingänge
Um den eingestellten Offset zu löschen:
a) Menü 5:Math auswählen
23 das Untermenü „Off“ auswählen
b)Mit
c) Mit MENU 18 übernehmen, Rücksprung zur
Messfunktion, der Messwert ohne Offset wird
im Display angezeigt.
oder
d) Eine andere Messfunktion aufrufen.
Der Offset wird bei Verlassen der Messfunktion
nicht gespeichert.
6:Logger
Verschiedene Eigenschaften der Messwerte auswerten
Start
Stop
Dump
Die Messreihe wird gestartet. Entsprechend
der in 0:Time eingestellten Messrate wird alle
xx Sekunden ein Messwert erfasst und gespeichert.
Die Messreihe wird gestoppt
Die Messreihe wird am Display angezeigt. Mit
jedem Betätigen von ENTER wird ein um der
andere Messwert der Datenreihe am Display
ausgegeben.
7:COM
In diesem Schnittstellenmenü ist die Auswahl der Übertragungsrate möglich. Es sind 9.600 Baud oder
19.200 Baud wählbar. Die restlichen Schnittstellenparameter sind fest eingestellt.
Schnittstellenparameter RS-232 (einstellbar)
Rs Off Default Schnittstelle ausgeschaltet
Rs19200 Baudrate auf 19200 Baud
Rs 9600 Baudrate auf 9600 Baud
Schnittstellenparameter RS-232 (fest)
N kein Paritätsbit
8 8 Datenbits
1 1 Stopbit
Xon-Xoff Xon-Xoff
Pro übertragenes Zeichen wird 1 ms Zeit benötigt.
Wird die Messzeit RATE auf 0,01 sec eingestellt,
muss die Baudrate 19.200 gewählt sein.
8:Cal
Dieser Bereich ist passwort-geschützt. Um exakte Messungen
zu garantieren, ist das Multimeter HM8112-3 werkseitig kalibriert worden. Kalibrierungen dürfen nur mit Hilfe genauer
28
Änderungen vorbehalten
24
25
26
27
Zum Anschluss der Messsignale besitzt das HM8112-3 auf
der Frontplatte vier Sicherheitsbuchsen. Je nach eingestellter
Messfunktion sind die aktiven Sicherheitsbuchsen beleuchtet.
Generell sind die Frontbuchsen über geeignete
Sicherheitsstecker anzuschließen und die entsprechenden Sicherheitsbestimmungen zu beachten.
Beim Anlegen von berührungsgefährlichen Spannungen an die Eingangsbuchsen 24 und 26 müssen alle diesbezüglichen Sicherheitsvorschriften
beachtet werden!
Gleichspannung ist erdfrei zu machen!
Wechselspannung ist mit einem Schutztrenntrafo
erdfrei zu machen!
Achtung!
Spannungen, die einen der folgenden Werte
überschreiten, werden als berührungsgefährlich
angesehen:
1. 30 Volt Effektivwert
2. 42,4 Volt Spitzenwert
3. 60 Volt Gleichspannung
Das Anlegen höherer Spannungen darf nur durch
Fachkräfte erfolgen, die mit den damit verbundenen Gefahren vertraut sind! Die diesbezüglichen
Sicherheitsvorschriften sind unbedingt zu beachten!
23 V / SENSE (4mm Sicherheitsbuchse)
Zum Anschluss der Messkabel für
–Spannungsmessung
–Frequenzmessung
– 4-Draht-Widerstandsmessung (SENSE-Leitung)
– Temperaturmessung mit Thermo-Element
– 4-Draht-Temperaturmessung mit PT-Temperaturfühler
(SENSE)
S e r i e l l e S c h n i t t s t e l l e
Die maximale Spannung von HI gegen das Gehäuse
(Schutzleiter) darf 850 Vpeak oder 600 VDC betragen!
Die maximale Spannung von LO gegen das Gehäuse (Schutzleiter) darf 250 Vrms betragen!
24 A / SOURCE (4mm Sicherheitsbuchse)
Zum Anschluss der Messkabel für:
– Strommessung, max. 1 Ampere
–2-Draht-Widerstandsmessung
– 4-Draht-Widerstandsmessung (SOURCE-Leitung)
– 4-Draht-Temperaturmessung mit PT-Temperaturfühler
SOURCE-Leitung
– Durchgangsprüfung bis 10 Ω
10.10Rückseite des HM8112-3
28 Kaltgeräteeinbaustecker mit Netzschalter
Kaltgeräteeinbaustecker zur Aufnahme des Netzkabels mit
Kaltgerätekupplung nach DIN 49457.
29 Interface
Auf der Rückseite des HM8112-3 befindet sich eine USB/RS232 Schnittstelle (HO820). Mit dieser Schnittstelle kann das
HM8112-3 Daten (Befehle) von einem externen Gerät (PC)
empfangen und Daten (Messwerte und Parameter) senden.
Optional kann eine IEEE-488 (GPIB) Schnittstelle eingebaut
werden. Um die Öffnung des Garantiesiegels zu vermeiden
empfehlen wir den Einbau ab Werk.
30 Netzspannungswahlschalter
Zum Umschalten zur jeweils verfügbaren Netzspannung (115 V
oder 230 V).
Der maximale Strom darf 1 Aeff betragen!
25 LOW (4mm Sicherheitsbuchsen)
Masseanschluss für 24 und 26 . Beide Buchsen sind hoch-ohmig
galvanisch miteinander verbunden.
11Messstellenumschalter HO112 (optional)
27 Sicherung für Messkreis
Mit der im Sicherungshalter befindlichen Sicherung [ZeitStrom-Charakteristik: Superflink (FF)] wird der Messwiderstand
geschützt. Dieser Messkreis ist für einen maximal zulässigen
Messstrom von 1 Ampere ausgelegt [Sicherungsspezifikation:
Superflink (FF)].
Das Auswechseln dieser Sicherung darf nur erfolgen, wenn an den Messkreisanschlüssen keine
Spannung anliegt! Ein Reparieren der defekten
Sicherung oder das Verwenden anderer Hilfsmittel
zum Überbrücken der Sicherung ist gefährlich und
unzulässig!
10.9Sicherungswechsel der Messkreissicherung
Die Messkreissicherung 23 ist von außen zugänglich. Das
Auswechseln der Sicherung darf nur erfolgen, wenn an den
Messkreisanschlüssen keine Spannung anliegt! Dazu werden
am besten alle Verbindungen zu V SENSE 24 , Masseanschluss
25 und A/SOURCE 26 getrennt. Mit einem Schraubendreher mit
entsprechend passender Klinge wird die Verschlusskappe des
Sicherungshalters vorsichtig gegen den Uhrzeigersinn gedreht.
Damit sich die Verschlusskappe drehen lässt, wird diese mit
dem Schraubendreher in den Sicherungshalter gedrückt. Die
Verschlusskappe mit der Sicherung lässt sich dann einfach
entnehmen. Tauschen Sie die defekte Sicherung gegen eine
neue Sicherung, vorgeschriebenen Auslösestromes und Typs,
aus. Ein Reparieren der defekten Sicherung oder das Verwenden anderer Hilfsmittel zum Überbrücken der Sicherung ist
gefährlich und unzulässig. Dadurch entstandene Schäden am
Gerät fallen nicht unter die Garantieleistungen.
29
28
30
Allgemein:
Bei eingebautem Messstellenumschalter sind Spannungsmessungen nur bis 100 V möglich, der 600 V – Bereich ist
automatisch inaktiv. Pin 1 ist der Ground-Anschluss. Der Kanal
BP dient zur Einspeisung eines Strom in alle anderen Kanäle
z.B. zur Versorgung von Sensoren, LEDs etc.
Befehle:
03A0 Alle Kanäle aus
03A1 Kanal 1 aktiv
03A2 Kanal 2 aktiv
03A3 Kanal 3 aktiv
03A4 Kanal 4 aktiv
03A5 Kanal 5 aktiv
03A6 Kanal 6 aktiv
03A7 Kanal 7 aktiv
03A8 Kanal 8 aktiv
03A9Buchsen
vorne aktiv
Steckerbelegung:
AHI
VHI
AHI
VHI
AHI
VHI
AHI
VHI
AHI
VHI
AHI
VHI
AHI
VHI
AHI
VHI
AHI
VHI
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
19
37
ALO
36
VLO
BP
35
ALO
34
VLO
CH1
33
ALO
32
VLO
CH2
31
ALO
30
VLO
29
ALO
CH3
28
VLO
CH4
27
ALO
26
VLO
CH5
25
ALO
24
VLO
CH6
23
ALO
22
VLO
CH7
21
ALO
20
VLO
CH8
Technische Daten
Kanäle:
8 (4-polig)
Schaltungsart:
bistabile, potentialfreie Relais
Thermospannung:
typ. 500 nV, max. 1µV*)
Max. Spannung zw. 2 Kontakten: 125 Vpk
Max. Mess-Spannung:
125 Vpk - auch über V/Ω-Eingang Volt-Hertz-Produkt:
≤ 1 x 106 V · Hz
Max. Schaltstrom:
1 Aeff
Max. Durchgangswiderstand: ca. 1 Ω (pro Leitung)
Lebensdauer:
2 x 108 Schaltspiele (0,1 A; 10 VDC)
Isolationswiderstand:
3 GΩ **)
Kapazität:
>100 pF, zwischen den Kontakten
Zeit zw. 2 Schaltvorgängen:20 ms
Verzögerung d. Messbeginns: zw. 50 ms und 300 ms
*) max. 1µV nach einer Aufwärmzeit von 1,5 Stunden
**) bei rel. Luftfeuchtigkeit unter 60%
Änderungen vorbehalten
29
30
Änderungen vorbehalten
0
2
1
0
2.
Gruppe
1.
Zeichen
0,1mA
100Ohm
3 IAC
4 OHM 2WIRE
-
-
E Sensor RTD 4WIRE
F Sensor TH
-
-
LENGTH
REVISION
D ERROR
F Info - data read
-
2 Com
C MESSAGE
-
OFF
F TEST
-
C Sensor Comp
OFF
B RECORD NR.
START
STOP
9 Storage
A BUFFER
GROUP 1
-
-
RAM
23°C
1
ON
-
-
ZERO
-
7 ZERO
SINGLE
OFFSET
2
10ms
ON
J
8 Temp
OFF
AUTO
4 Math
CONT
6 TRIGGER
2 Filter
1 MEAS-Time
OFF
-
0 AUTO-RANGE
-
-
C Durchgang
D Sensor RTD 2WIRE
-
-
-
FREQ
-
8 FREQ/PERIOD VAC
1kOhm
1kOhm
1mA
1mA
1V-DC
1V
1
B Diodentest
100Ohm
0,1mA
2 IDC
5 OHM 4WIRE
100mV
100mV-DC
1 VAC
0
0 VDC
Funktion
3. Zeichen
SER NUM
GROUP 2
STATE DUMP
-
-
FRONT
2
DUMP
DUMP
-
-
-
HIGH LIMIT
4
50ms
-
K
-
-
-
-
PERIOD
10kOhm
10kOhm
10mA
10mA
10V-DC
10V
2
LEAD RES
-
STATE OFF
9600
-
-
3
SINGLE DUMP
SINGLE DUMP
-
-
-
LOW LIMIT
8
100ms
-
-
Pt100
Pt100
-
-
-
100kOhm
100kOhm
100mA
100mA
100V-DC
100V
3
-
-
AUTO STATE
19200
RAM GOOD
-
4
CLEAR
CLEAR
°C
-
-
-
16
500ms
-
-
-
-
-
-
-
1MOhm
1MOhm
1A
1A
600V-DC
600V
4
-
-
-
RAM FAIL
-
5
AUTO CLEAR
REC. END
°F
-
-
-
-
1s
-
-
Pt1000
Pt1000
-
-
-
10MOhm
10MOhm
-
-
-
-
5
4. Zeichen PARAMETER
Aufbau der Steuerbefehle für das HM8112-3
-
-
-
-
-
-
6
BUF. EMPTY
REC. EMPTY
-
-
-
-
-
10s
-
-
-
-
10 Ohm
-
-
-
-
-
-
1V-AC
-
6
-
-
-
-
-
-
8
-
STOR FULL
-
-
-
MAX
-
60s
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
10V-AC
-
7
-
--> E
-
-
-
-
-->
-
-
-
-
-
MIN
-
UP
UP
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
100V-AC
-
8
9
-
GROUP E
-
-
-
-
F
-
-
-
-
-
-
-
DOWN
DOWN
-
-
-
-
-
No Change
No Change
No Change
No Change
600V-AC
No Change
Die Befehle müssen als Buchstaben- bzw. Ziffern-Zeichenkette im ASCII-Format gesendet werden. Buchstaben können in Groß- und Kleinschreibung gesendet werden.
Abgeschlossen wird jeder Befehl mit CR entspricht Chr (13) bzw. 0x0D oder LF entspricht Chr (10) bzw. 0x0A
12 Befehlsliste
5.
LF
oder
CR
Zeichen
B e f e h l s l i s t e D a t e n ü b e r t r a g u n g
13Fernbedienung
Die im HM8112-3 verwendete Dual-Schnittstelle USB/RS-232
(HO820) oder GPIB-Schnittstelle (HO880) ist vom Messkreis
galvanisch getrennt.
Das Gerät kann über diese Schnittstellen vom PC aus programmiert werden. Funktionen und Bereiche können geschaltet
und Messdaten eingelesen werden, die im Gerät gesammelt
wurden. Die Treiber für diese Schnittstellen finden sie sowohl
auf der dem Messgerät beigelegten Produkt-CD, als auch auf
http://www.hameg.com.
Durch die 1:1 Verbindung des Schnittstellenkabels
wird der Datenausgang des einen Gerätes mit dem
Dateneingang des anderen Gerätes verbunden.
Bei PC‘s mit 25poligem COM-Port wird empfohlen,
einen handelsüblichen Adapter von 9polig D-Sub
auf 25-polig D-Sub zu verwenden.
Schnittstellenparameter RS-232
N, 8, 1, Xon-Xoff
(kein Paritätsbit, 8 Datenbits, 1 Stoppbit, Xon-Xoff)
Die Datenübertragung erfolgt mit 9600 Baud.
USB-Schnittstelle
Das Messgerät muss nicht konfiguriert werden. Bei Bedarf kann
die Baudrate geändert werden. Verbinden Sie den HM8112-3 mit
einem USB-Kabel mit Ihrem PC und installieren Sie die Treiber
der USB-Schnittstelle wie im Handbuch der USB-Schnittstelle
beschrieben.
IEEE-488 (GPIB)-Schnittstelle
Sie müssen lediglich die GPIB-Adresse an der GPIB-Schnittstelle auf der Geräterückseite einstellen und ihn mit einem
GPIB-Kabel an Ihren PC anschließen. Einstellungen können nur
vor dem Starten des Gerätes erfolgen, während dem Betrieb
ist dies nicht möglich.
14Datenübertragung
14.1Befehlsaufbau
Ein Steuerbefehl besteht immer aus 5 ASCII-Zeichen:
1. Zeichen:
2. Zeichen:
3. Zeichen:
4. Zeichen: 5. Zeichen:
0
Befehlsgruppe (0,1,2,oder E)
Funktion zwischen 0 und F
Parameter zwischen 0 und F
Ende-Zeichen, entweder CR oder LF
– Alle Steuerbefehle werden mit CR oder LF abgeschlossen
– Der Zeichenvorrat besteht aus den Ziffern 0-9, den Buchstaben
A-F und CR, LF.
– Die Buchstaben A-F können als Groß- oder Kleinbuchstaben
eingegeben werden.
– Die der 0 folgenden Zeichen 2, 3 und 4 werden als Steuerbefehl
ausgewertet. Nach der Eingabe eines Befehls muss zur Abarbeitung eine Pause von mindestens 35 ms eingehalten werden.
Erst dann sollte der nächste Befehl eingegeben werden.
– Die Eingabe ungültiger Befehle wird mit der Nachricht 02D0 für
falsche Nachrichtenlänge oder nicht implementierte BefehlsGruppen, mit 02D1 für Gruppe 1, mit 02D2 für Gruppe 2 und mit
02DE für Gruppe E beantwortet. Dies hilft bei der Fehlersuche
im Steuerprogramm. Diese Fehler-Nachrichten werden sofort
nach Auftreten ausgegeben.
Anmerkung zu einigen Befehlen:
0000… 0004 Gleichspannungsmessung, Messbereiche
100 mV bis 600 V
0010… 0014 True RMS mit Gleichanteil
0016… 0019 True RMS ohne Gleichanteil
02C3… 02C5 bei Funktions- oder Bereichswechsel wird die
Nachricht über die Schnittstelle gesendet
02F0… 02F3 Hier können Gerätedaten abgefragt werden
Durch Betätigen der Taste „LOCAL“ kann das Grät
in den manuellen Betrieb zurückgesetzt werden.
14.2Befehlsreferenz
Die Gruppe 0 steuert alle Messfunktionen. Wurde die Messzeit
> 1s eingestellt, wird die Messzeit bei Funktionswechsel auf
1s zurückgesetzt. Bei Bereichswechsel bleibt die Messzeit
erhalten. Bereichs- und Funktionswechsel lösen immer einen
Filterneustart aus.
Funktion 0-5: Mit diesem Parameter wird der Messbereich gewählt. Autorange wird abgeschaltet. Der Parameter 9 (No Change) hält die
Bereichseinstellung der vorherigen Funktion bei.
Funktion 1:
Es wird mit den Parametern 0 – 4 die Kopplungsart DC und mit
den Parametern 6-9 die Kopplungsart AC gewählt.
Funktion 8:
FREQ VAC benötigt einen gültigen Parameter (1 oder 2).
Während der Frequenzmessung ist die Spannungsmessung
abgeschaltet und somit keine Bereichsautomatik möglich.
Es wird der zuletzt in der Funktion VAC eingestellte Bereich
übernommen.
Funktion B:
Diodentest mit dem Parameter 9
Funktion C:
Durchgangsprüfung mit dem Parameter 6 (Rdurch = 10 Ω)
Funktion D und E:
2-Draht- bzw. 4-Draht-Temperaturmessung benötigen den
Parameter 3 für PT100 oder 5 für PT1000.
Funktion F:
Temperaturmessung mit Thermoelement benötigt den Parameter 1 für Typ J oder 2 für Typ K.
Die Gruppe 1 steuert die Messeigenschaften des Gerätes.
Funktion 0 (Autorange)
– Parameter 0 schaltet die Bereichsautomatik aus.
– Parameter 1 schaltet die Bereichsautomatik ein.
– Parameter 8 schaltet den nächst höheren Bereich ein (bis
der höchste erreicht ist).
– Parameter 9 schaltet den nächst niedrigeren Bereich ein
(bis der niedrigste erreicht ist).
Änderungen vorbehalten
31
D a t e n ü b e r t r a g u n g Funktion 1 (Meas-Time)
– Parameter 1-7 stellen die Messzeit zwischen 10 ms und 60
s ein. Mit der eingestellten Messgeschwindigkeit werden die
Messwerte auf der Schnittstelle ausgegeben.
– Parameter 8 schaltet die nächst höhere Messzeit ein (bis
die höchste erreicht ist).
– Parameter 9 schaltet die nächst niedrigere Messzeit ein
(bis die niedrigste erreicht ist).
Funktion 2 (Filter Length) schaltet ein gleitendes Mittelwertfilter ein.
– Parameter 0 schaltet das Filter aus.
– Parameter 1-4 bestimmen die Anzahl der Messwerte, über
die der Mittelwert gebildet wird (2, 4, 8, 16).
Funktion 4 (Math Program)
– Parameter 0 schaltet die Mathematik-Funktion aus. Die
Bereichsautomatik wird nicht eingeschaltet. Dies muss bei
Bedarf durch den Befehl 0101 geschehen. Bei Abschaltung
der Min/Max-Funktion am Gerät wird die Bereichsautomatik automatisch eingeschaltet.
–Mit den Parametern 1 – 3 wird eine Mathematik-Funktion
(OFFSET, HIGH LIMIT oder LOW LIMIT) aufgerufen und der
letzte ausgegebene Messwert automatisch als Referenzwert
übernommen. Erreichen der HIGH LIMIT bzw. LOW LIMIT
Grenze löst einen Dauer-Beep des Gerätes aus. Auf der
Schnittstelle wird 999999.9 ausgegeben.
– Parameter 7 und 8 schalten die Max/Min-Funktion ein. Die
Bereichsautomatik wird ausgeschaltet.
Funktion 6 legt die Art der Messwert-Triggerung fest.
– Parameter 0 schaltet die automatische Triggerung ein.
Das heißt, dass jeder neue Messwert automatisch nach der
eingestellten Messzeit (011X) ausgegeben wird.
– Parameter 1 schaltet die Einzeltriggerung ein. Jeder Befehl
0161 löst die Ausgabe genau einer Messung aus. Bufferbetrieb und Messwertspeicherung werden nicht beeinflusst.
Die Einzeltriggerung legt auch keine zusätzlichen Messwerte im Buffer oder Messwertspeicher ab.
Funktion 7 (Zero) aktiviert den Nullabgleich.
– Parameter 1 veranlasst, dass der nächste Messwert als
Nullpunktkorrektur interpretiert wird und im E2PROM
nichtflüchtig gespeichert wird.
Funktion 8 (Result) legt das Ergebnis-Ausgabeformat fest.
– Parameter 4 und 5 schalten für die Temperaturmessung
die Ergebnissausgabe zwischen °C und °F um.
Funktion 9 (Storage) steuert den Messwertspeicher. Einzeltriggerung (0161) und Bufferbetrieb (01A1) beeinflussen
nicht den Speicherbetrieb. Der Messwertspeicher kann
unabhängig beschrieben und gelesen werden.
– Parameter 0 stoppt die Messwertspeicherung.
– Parameter 1 startet die Speicherung. Es wird automatisch
von 1 beginnend der nächste freie Speicherplatz belegt
(maximal 15). Im Header des Messwertspeichers werden
Funktion, Bereich und Messzeit gespeichert.
– Parameter 2 gibt, nachdem vorher ein Messwertspeicher
mit dem Befehl 01BX (zwingend erforderlich) ausgewählt
wurde, alle Messwerte dieses Messwertspeichers nacheinander aus. Die Ausgabe wird auch nicht durch neue, aktuelle
Messergebnisse unterbrochen. Soll ein Messwertspeicher
wiederholt ausgelesen werden, muss jedes mal zu Beginn
mit dem Befehl 01BX der Messwertspeicher angewählt
werden.
– Parameter 3 gibt, nachdem vorher ein Messwertspeicher
mit dem Befehl 01BX (zwingend erforderlich) ausgewählt
wurde, jeweils den nächsten Messwert (vom ersten begin32
Änderungen vorbehalten
nend) aus. Mit diesem Befehl kann die Geschwindigkeit der
Speicherausgabe kontrolliert werden.
– Parameter 4 löscht den gesamten Messwertspeicher.
– Parameter 5 bis 7 sind Gerätenachrichten. 0195 signalisiert
bei der Speicherausgabe das Ende eines Messwertspeichers. 0196 meldet, dass ein durch 01BX ausgewählter
Messwertspeicher leer ist. 0197 meldet, dass entweder alle
32000 Speicherplätze besetzt sind oder dass alle 15 Records
belegt sind.
Funktion A (Buffer) steuert den Messwert-Buffer. Messwerte
werden nicht mehr automatisch über die Schnittstelle
ausgegeben, sondern in einem Ringspeicher werden die
letzten 15 Messwerte gespeichert. Werden die Messwerte
nicht durch die Befehle 01A2 oder 01A3 ausgelesen, wird
immer der älteste Messwert überschrieben. Ist die AutoStatusfunktion eingeschaltet, wird die Ausgabe der StatusNachrichten gesperrt und sie gehen verloren (siehe auch
Befehl 02C4 und 02C5). Ohne Aufforderung (01A2 oder 01A3)
werden keine Nachrichten vom Gerät gesendet.
– Parameter 0 schaltet den Buffer aus.
– Parameter 1 schaltet den Buffer ein.
– Parameter 2 gibt nacheinander alle im Buffer gespeicherten
Messwerte aus. Wenn der letzte Messwert ausgegeben ist,
wird dies mit der Nachricht 01A6 (Buffer Empty) quittiert.
– Parameter 3 gibt den ältesten im Buffer vorhandenen
Messwert aus. Wenn der letzte Messwert ausgegeben ist,
wird dies mit der Nachricht 01A6 (Buffer Empty) gemeldet.
– Parameter 4 löscht den Buffer. Dies ist nach einem Bereichs- und Funktionswechsel notwendig, da anhand der
Messergebnisse nicht immer eine sichere Zuordnung der
im Buffer befindlichen Messwerte möglich ist. Dasselbe gilt
auch für andere Parameteränderungen wie Messzeit, Filter
etc.
– Parameter 5 löscht den Buffer automatisch nach Befehlen
der Gruppe 0 sowie nach den Befehlen 0108 und 0109. Diese
Funktion wird durch den Befehl 01A4 abgeschaltet.
– Parameter 6 ist eine Gerätenachricht und meldet, dass der
Buffer leer ist.
Funktion B (Record Nr.)
– Parameter 1 bis F wählen einen Messwertspeicher aus, der
dann durch Storage Dump 0192 oder Storage Single Dump
0193 ausgelesen werden kann. Die Funktion 01BX sendet
eine Nachricht mit dem Header des gewählten Messwertspeichers in der Form 0XX für Funktion und Bereich der
Aufzeichnung und 011X für die Messzeit Ist ein angewählter
Messwertspeicher leer, wird die Nachricht 0196 gesendet. Die Nummern der Messwertspeicher werden bei der
Aufzeichnung automatisch, mit 1 beginnend, vom Gerät
vergeben.
Funktion C (Temp Comp) stellt die Vergleichsstellenkompensation bei Temperaturmessungen mit Thermodrähten ein.
– Parameter 0 kompensiert eine Vergleichsstelle mit 0°C.
– Parameter 1 (23°C) nimmt eine Vergleichsstellentemperatur von 23°C an.
– Parameter 2 (FRONT) verwendet die zuletzt mit einem
PT100 bzw. PT1000 Fühler (2- oder 4-Draht) ermittelte
Temperatur zur Kompensation. Bei Verwendung eines
2-Draht-Temperaturfühlers können gleichzeitig PT-Fühler
und Thermodraht angeschlossen werden und bei Bedarf
zwischen den Fühlern hin- und hergeschaltet werden.
Funktion F (Test)
– Parameter 1 löst einen nicht Daten zerstörenden RAM-Test
des Messwertspeichers aus. Nach Ablauf des Tests wird das
Ergebnis entweder mit der Nachricht 01F4 (RAM GOOD) oder
01F5 (RAM FAIL) ausgegeben.
D a t e n ü b e r t r a g u n g
Die Gruppe 2 stellt die Schnittstelle und diverse Nachrichten
ein. Ist eine IEEE-Schnittstelle (HO880) eingebaut, muss die
Baudrate 9600 Baud betragen.
Funktion 2 dient zur Einstellung der Baudrate. Diese wird im
EEPROM abgespeichert (default 9600).
– Parameter 0 schaltet den Sendebetrieb ab.
– Parameter 3 stellt die Baudrate 9600 ein und schaltet den
Sendebetrieb ein. Diese Baudrate ist für Messzeiten bis
50 ms geeignet.
– Parameter 4 stellt die Baudrate 19200 ein und schaltet den
Sendebetrieb ein. Diese Baudrate muss bei 10 ms Messzeit
und Ergebnisausgabe über die Schnittstelle eingestellt
werden.
Funktion C (Message) liefert Status-Informationen des Gerätes.
– Parameter 2 liefert den kompletten Status des Gerätes.
Es werden nacheinander Nachrichten der Gruppe 0 und
der Gruppen 11 bis 15 ausgegeben. Die GerätezustandsNachrichten 0197, 0198 und 01A6 werden ausgegeben,
wenn sie aktiv sind. Der Befehl 02C2 wird mit folgender
Zeichenkette beantwortet:
Antwort
PARAMETER
00XX Messfunktionen
0-6, 9 Bereiche und
Sensoren
010X Bereichsautomatik
0,1
Off oder On
011X Messzeit
1-7 10 ms bis 60 s
012X Filter-Länge
0-4
Off, 2 bis 16
014X Mathematik Programm 0-3,7,8 Off, Offset,
High Limit,
Low Limit, Max, Min
016X Trigger-Art
0,1
einzeln oder
automatisch
018X Temperaturdimension 4,5
°C oder °F
019X Messwertspeicher
0,1
Off oder On
019XMesswertspeicher
7 Voll
019XMesswertspeicher
8 Einzelwert Speicherung
01AX Messwertbuffer
0,1
Off oder On
01AX Messwertbuffer
5
Auto Clear
eingeschaltet
01CXTemperatur
kompensation
0,1,2
Extern, 23° oder
PT-Temperatur-
messung
– Parameter 3 schaltet die Auto-Statusfunktion (02D4) und
die kontinuierliche Statusfunktion(02D5) aus.
– Parameter 4 schaltet die Auto-Statusfunktion ein. Die kontinuierliche Statusfunktion wird (falls aktiv) ausgeschaltet.
Bei Eingabe über die Schnittstelle werden alle Befehle der
Gruppen 0 und 1 sofort, asynchron zu den Messwerten,
durch Echo auf der Schnittstelle quittiert. Die Eingabe nicht
implementierter Befehle wird mit der Nachricht 02DX beantwortet (Hilfe bei der Fehlersuche im Steuerprogramm).
Folgende Nachrichten, ausgelöst durch Bedienung der
Tastatur oder verursacht durch das Geräte-Programm
(z. B. Messwertspeicher voll, Bereichsautomatik) werden
unmittelbar nach Entstehen ausgegeben:
00XX, 0100, 0101, 0111-7, 0120-4, 0140, 0147, 0148, 0182-5,
0190, 0191, 0198, 01C1, 01C2
– Parameter 5 schaltet die kontinuierliche Statusfunktion
ein. Die Auto-Statusfunktion wird (falls aktiv) ausgeschaltet. Nach jedem Messergebnis wird die aktuelle Funktion
und der aktuelle Bereich im Format 00XX ausgegeben.
Danach folgt die Angabe der Messzeit im Format 011X.
Eine durch eine Zustandsänderung des Gerätes ausgelöste
Nachricht der Gruppe 1 wird gespeichert und an Stelle der
Messzeit synchron mit dem nächsten Messwert ausgegeben. Entsteht mehr als eine Nachricht der Gruppe 1 durch
Bedienung der Tastatur oder verursacht durch das GeräteProgramm (z. B. Messwertspeicher voll, Bereichsautomatik) innerhalb eines Messzyklus, überschreiben diese sich
gegenseitig. Nur die letzte Nachricht wird mit dem nächsten
Messergebnis ausgegeben. Bereichs- und Funktionswechsel, die direkt am Gerät vorgenommen wurden, können
mehrere Nachrichten der Gruppe 1 auslösen. Deswegen
wird nur der Zustand der Bereichsautomatik ausgegeben
und Nachrichten, die Änderungen der Funktionen Max/Min
und den Messwertspeicher betreffen, unterdrückt (dies gilt
nicht für die Befehlseingabe über die Schnittstelle). Diese
Zustandsänderungen können folgender Tabelle entnommen werden:
Max/MinMesswertspeicher
BereichswechselNeustart
aus
Funktionswechselaus
aus
Eine vollständige Information über den Gerätezustand erhält
man über den Befehl 02C2.
Die Auto-Statusfunktion hat folgendes Ausgabeformat:
+/-X.XXXXXX
Messergebnis mit Vorzeichen
0XX
Funktion und Bereich
XX
Gruppe 1 Nachricht
Folgende Nachrichten der Gruppe 1 werden ausgegeben: 0100,
0101, 0111-7, 0120-4, 0140-143, 0147, 0148, 0184-5, 0190,
0191, 0198, 01C0-1C2
Bei aktivem Bufferbetrieb (01A1) bleibt die Auto-Statusfunktion
aktiv und Funktion, Bereich und die Nachricht der Gruppe 1
werden mit dem Messwert im Ringspeicher abgelegt. Die
Beschreibung der Auto-Statusfunktion bleibt vollständig
gültig. Befehle der Gruppe 0 und Gruppe 1 werden quittiert,
d.h. erst nach ihrer Ausführung wird eine Nachricht ausgegeben. Diese Quittungen können für einen Handshake
verwendet werden, der zusätzliche Wartezeiten überflüssig
macht.
Funktion F (Data) erlaubt die Abfrage von Gerätedaten.
– Parameter 0 veranlasst die Ausgabe der 6-stelligen Software-Revisionsnummer (XXXXXX).
– Parameter 1 veranlasst die Ausgabe des Kalibrierdatums
im Format TTMMJJ.
– Parameter 2 veranlasst die Ausgabe der Seriennummer
des Gerätes.
– Parameter 3 veranlasst die Ausgabe der Zuleitungswiderstandskompensation in mΩ für die 2-Draht-PT100(PT1000)-Temperaturmessung.
Änderungen vorbehalten
33
G e n e r a l r e m a r k s r e g a r d i n g t h e CE m a r k i n g Hersteller
Manufacturer
Fabricant
HAMEG Instruments GmbH
Industriestraße 6
D-63533 Mainhausen
KONFORMITÄTSERKLÄRUNG
DECLARATION OF CONFORMITY
DECLARATION DE CONFORMITE
Die HAMEG Instruments GmbH bescheinigt die Konformität für das Produkt
The HAMEG Instruments GmbH herewith declares conformity of the product
HAMEG Instruments GmbH déclare la conformite du produit
Überspannungskategorie / Overvoltage category / Catégorie de surtension: II
Bezeichnung / Product name / Designation:
Präzisions-Multimeter
Precision Multimeter
Multimétre de précision
Elektromagnetische Verträglichkeit / Electromagnetic compatibility /
Compatibilité électromagnétique
Typ / Type / Type:
HM8112-3
HO820
Optionen / Options / Options: HO880
mit den folgenden Bestimmungen / with applicable regulations / avec les directives
suivantes
EMV Richtlinie 89/336/EWG ergänzt durch 91/263/EWG, 92/31/EWG
EMC Directive 89/336/EEC amended by 91/263/EWG, 92/31/EEC
Directive EMC 89/336/CEE amendée par 91/263/EWG, 92/31/CEE
Niederspannungsrichtlinie 73/23/EWG ergänzt durch 93/68/EWG
Low-Voltage Equipment Directive 73/23/EEC amended by 93/68/EEC
Directive des equipements basse tension 73/23/CEE amendée par 93/68/CEE
Angewendete harmonisierte Normen / Harmonized standards applied / Normes
harmonisées utilisées
Sicherheit / Safety / Sécurité
EN 61010-1:2001 (IEC 61010-1:2001)
Verschmutzungsgrad / Degree of pollution / Degré de pollution: 2
EN 61326-1/A1 Störaussendung / Radiation / Emission:
Tabelle / table / tableau 4; Klasse / Class / Classe B.
Störfestigkeit / Immunity / Imunitee: Tabelle / table / tableau A1.
EN 61000-3-2/A14 Oberschwingungsströme / Harmonic current emissions / Émissions
de courant harmonique:
Klasse / Class / Classe D.
EN 61000-3-3 Spannungsschwankungen u. Flicker / Voltage fluctuations and flicker /
Fluctuations de tension et du flicker.
Datum /Date /Date
01.12.2004
Unterschrift / Signature /Signatur
G. Hübenett
Produktmanager
C o n t e n t
Deutsch3
English
34
6½-Digit Precision-Multimeter HM8112-3
36
37
38
38
38
38
38
38
38
38
39
39
39
39
39
39
2Control elements
40
41
41
41
41
41
43
43
44
4
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
45
45
45
45
45
46
46
46
46
46
6
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
47
47
47
47
47
47
48
48
48
48
49
49
49
50
51
51
51
8.3
8.4
51
51
51
52
52
52
54
54
54
55
55
58
59
59
11Scanner Card HO112
59
12Remote Operation
60
60
60
60
63
35
H M 8 1 1 2 - 3 HM8112-3
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
36
S p e c i f i c a t i o n s
6½-Digit Precision Multimeter
HM8112-3 [HM8112-3S]
23 °C ±2 °C
% f.s.
0.0006
0.0006
0.0006
0.0006
0.0006
0.1 s
120.000 digit
60.000 digit
1 µV
Temp. coefficient
10…21 °C + 25…40 °C
0.0008
0.0008
0.0008
0.0008
0.0008
1…60 s
1,200.000 digit
600.000 digit
100 nV
100 Ω, 1 kΩ, 10 kΩ, 100 kΩ, 1 MΩ, 10 MΩ
0.1 s
1…60 s
120.000 digit
1,200.000 digit
1 mΩ
100 µΩ
1 year;
%rdg
0.005
0.005
0.005
0.005
0.05
0.5
Temp. coefficient/°C
10…21 °C
25…40 °C
0.0008
0.0008
0.0008
0.0008
0.0008
0.0008
0.0008
0.0008
0.002
0.002
0.01
0.01
Measurement current:
Current
1 mA
100 µA
10 µA
1 µA
100 nA
**)
37
I m p o r t a n t h i n t s 1.4Transport
1Important hints
1.5Storage
HINT
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
1.1Symbols
Symbol 1:
Symbol 2:
Symbol 3:
Symbol 4:
Symbol 5:
Symbol 6:
picture 1
picture 2
picture 3
38
Overhead lines
1.11Mains voltage
1.12Line fuse
39
C o n t r o l e l e m e n t s 2
3 4
5
27
1
6
7
8
9
10 11
12 13
14 15
16 17
19 20
18 21
22 23
24
25
26
17 MIN – min. value during a test series
entered
20 menu
23 resistance, temperature
VAC
Rear panel
14 – Diode test / Continuity test
2-wire
16 MAX – max. value during a test series
29
40
29 USB/RS-232 Interface
30 Voltage selector (115 V / 230 V)
28
30
M e a s u r e m e n t P r i n c i p l e s a n d B a s i c s
Measuring result 1:
1 0 V
10V
Display 1:
1 0,0 0 0 0 0
1 0,0 0 0 0 0
Measuring result 2:
1 2,5 0 0 0 0 V
1 2,5 0 0 0 0 V
Display 2:
1 2,5 0 0 0 0
1 2,5 0 0 0 0
Measuring result 3:
1 2,6 0 0 0 0 V
1 2,6 0 0 0 0 V
Display 3:
1 2,6 0 0 0 0
1 2,6 0 0 0
6-digit DMM
6½-digit DMM
6¾-digit DMM
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0000000
HINT
12,50000 V
2,50000 V
10,00000 V
9 9 9 9 9 9
1999999
3999999
1.0 0 0.0 0 0 digit
2.0 0 0.0 0 0 digit
4.0 0 0.0 0 0 digit
Availabe number
of digits:
1 0 V
10V
Display 1:
1 0,0 0 0 0 0
1 0,0 0 0 0 0
Measuring result 2: 2 0 V
1 0,0 0 0
2 0 V
20V
Display 2:
2 0,0 0 0 0
2 0,0 0 0 0 0
2 0,0 0 0
Measuring result 3: 3 9,9 9 9 9 9 V
3 9,9 9 9 9 9 V
3 9,9 9 9 9 9 V
Display 3:
3 9,9 9 9 9
3 9,9 9 9 9 9
Measuring result 4: 4 0 V
3 9,9 9 9
4 0V
40V
Display 4:
4 0,0 0 0 0
4 0,0 0 0 0
4 0,0 0 0
3.2Overranging
3.4Measurement accuracy
6½-digits DMM1
6½-digits DMM2
Display range:
0 0 0 0 0 0 0
0000000
to
to
1999999
1250000
2.0 0 0.0 0 0 digit
1.2 5 0 0 0 1 digit
41
M e a s u r e m e n t P r i n c i p l e s a n d B a s i c s Z(Vin)
Z(Vin)
0110
0101
0101
0100
0011
0010
0011
0010
0001
0001
V in
Ue
V in
Bild 1:
32:A/D
A/D-Wandler
differentielle
Nichtlinearit‰t
Fig.
converter
offset error
Z(Vin)
Z(Vin)
0110
0110
0101
0101
0100
0011
0001
0100
0011
0010
0010
0001
Vin
Vin
V in
V in
Name: Single Slope
M e a s u r e m e n t P r i n c i p l e s a n d B a s i c s
V
Vin = Vref
r
V
0V
t1
t
t2
Vr
Fig. 5: Single-Slope
t1 = const.
*
V r1
t2
V r1
0V
t
t3
t2
t3
Vr
t1 = const.
V r1
t2
V r2
0V
t
t3
t1
t2
t3
Fig. 6: Dual-Slope principle
#Vidt
Auto-Zero
#Vrefdt
Auto-Zero
V r1
V r1
0V
t
t0
Phase 1
t1
Phase 2
t2
Phase 3
t1
Fig. 8: Multi-Slope
43
Result: 0.00034 V.
0.00070 V.
D C m e a s u r e m e n t s
100 mV
1 V
10 V
100 V 600 V 1 200 000 1 GΩ100 nV
1 200 000 1 GΩ 1 µV
1 200 000
10 MΩ 10 µV
1 200 000
10 MΩ100 µV
1 600 000
10 MΩ 1 mV
Rs
DMM
Material 1
Material 2
Vs
Vs
Ri
V Vm
V
Material 1
contact 2
at T2
Ri =
Rs =
Vs =
DMM
contact 3
(HI connector)
Vm
Material 2
contact 4
(LO connector)
45
R e s i s t a n c e M e a s u r e m e n t 5.2 Four-wire resistance measurement
DMM
RL
R
5Resistance Measurement
RL
DMM
V
Um
Im
RL
RL1
V
Um
Im
RL
R
RL1
Überblick
eweiligen
Anzeige
nnung als
ür Wechnordnung
mung. Die
s weniger
einfachen
sich
durch
des
der Spannungsoder Stromwerte.
sich
durch Gleichrichtung
Gleichrichtung
des Signals.
Signals. Der
Der Gleichrichtwert
Gleichrichtwert wird
wird
berechnet
berechnet durch
durch das
das Integral
Integral über
über eine
eine Periode
Periode von
von Beträgen
Beträgen
der
û Spannungsder
Spannungs- oder
oder Stromwerte.
Stromwerte.
Das Multimeter HM8112-3 misst eine Wechselspannung als
Wechselspannungsmessung
Echteffektivwert
mit oder ohne Gleichanteil. Eine für Wechselspannungsmessungen zu empfehlende Messanordnung
Wechselspannungsmessung
Wechselspannungsmessung
besteht aus einem
Zwei-Leiter-Kabel mit Abschirmung. Die
Das
Multimeter
HM8112-3
misst
eine Wechselspannung
als
Abschirmung sollte
mit Erde
verbunden
sein. Etwas weniger
Echteffektivwert
mit
oder
ohne
Gleichanteil.
Eine
für
WechAbschirmung erreicht man bei Verwendung eines einfachen
Das
Multimeter
misst
eine
als
selspannungsmessungen
empfehlende
Messanordnung
Multimeter HM8112-3
HM8112-3 zu
misst
eine Wechselspannung
Wechselspannung
als
Koaxialkabels.
6Das
AC
measurement
Echteffektivwert
mit
oder
ohne
Gleichanteil.
Eine
für
Wechbesteht
aus
einem
Zwei-Leiter-Kabel
mit
Abschirmung.
Die
Echteffektivwert
mit
oder
ohne
Gleichanteil.
Eine
für
WechIm 100 V und 600-V-Bereich ist bei höheren Frequenzen
selspannungsmessungen
zu
empfehlende
Messanordnung
Abschirmung
sein.
Etwas
selspannungsmessungen
zu verbunden
empfehlende
Messanordnung
(100
V-Bereichsollte
über mit
100 Erde
kHz,
600-V-Bereich
über
10 weniger
kHz) zu
besteht
aus
einem
Zwei-Leiter-Kabel
mit
Abschirmung.
Die
Abschirmung
erreicht
man
bei
Verwendung
eines einfachen
besteht
aus
einem
Zwei-Leiter-Kabel
mit
Abschirmung.
Die
beachten, dass die angelegte Wechselspannung
nicht das
Abschirmung
sollte
mit
Erde
verbunden
sein.
Etwas
weniger
Koaxialkabels.
The
multimeter
HM8112-3
measures
the
true
rms
value
of
ac
Abschirmung
sollte
mit
Erde
verbunden
sein.
Etwas
weniger
Spannungs-Frequenz-Produkt (Volt-Herz-Produkt) 10.000.000
Abschirmung
man
Verwendung
eines
einfachen
Im 100
V und
600-V-Bereich
ist
bei höheren
Frequenzen
voltages
with
or erreicht
without
the
component.
A recommended
Abschirmung
erreicht
mandcbei
bei
Verwendung
eines
einfachen
VHz
übersteigt.
Koaxialkabels.
(100 V-Bereich
100 of
kHz,
600-V-Bereichshielded
über 10cable.
kHz) zu
measuring
set-upüber
consists
a two-conductor
Koaxialkabels.
Im
100
und
600-V-Bereich
ist
bei
höheren
Frequenzen
beachten,
dass
die
angelegte
Wechselspannung
nicht
das
The
screen
should
be
connected
to
ground.
A
simple
coaxial
Im
100 V
VDas
und
600-V-Bereich
ist
bei
höheren
Frequenzen
Spannungs-Frequenz-Produkt gibt an wie groß
(100
V-Bereich
über
100
kHz,
600-V-Bereich
über
10
kHz)
zu
Spannungs-Frequenz-Produkt
(Volt-Herz-Produkt)
10.000.000
cable
will
provide
somewhat
less
shielding.
Please
watch
out
(100
V-Bereich
über
100
kHz,
600-V-Bereich
über
10
kHz)
zu
die maximale Frequenz einer angelegten Wechselbeachten,
dass
angelegte
Wechselspannung
nicht
das
VHz
that
in übersteigt.
the spannung
100
anddie
600 V
ranges,
at
higher
frequencies
(100 V
beachten,
dass
die
angelegte
Wechselspannung
nicht
das
sein darf. Die Wechselspannung wird als
Spannungs-Frequenz-Produkt
(Volt-Herz-Produkt)
10.000.000
range:
> 100 kHz,
600 V range:
> 10 kHz),
maximum
Spannungs-Frequenz-Produkt
(Volt-Herz-Produkt)
10.000.000
Effektivwert
angegeben.
Fürthe
diespecified
Bezeichnung
SpanVHz
übersteigt.
Das
Spannungs-Frequenz-Produkt
gibt
an
wie groß
Volt
x Hertz
–
product
of
10,000,000
VHz
is
not
exceeded.
VHz
übersteigt.
nungs-Frequenz-Produkt werden oftmals auch
die
die maximale
Frequenz
eineroder
angelegten
Wechsel3 Messgrundlagen
Messgrundlagen
Namen
Effektivwertprodukt
Volt-Hertz-ProMessgrundlagen
Messgrundlagen
Das
Spannungs-Frequenz-Produkt
gibt
an
wie
groß
spannung
sein
darf.
Wechselspannung
wirdgroß
als
The
voltage
x frequency
product
indicates
the
Das
Spannungs-Frequenz-Produkt
gibt an
wie
dukt
verwendet.
DasDie
Spannungs-Frequenz-Produkt
die
maximale
Frequenz
einer
angelegten
WechselEffektivwert
angegeben.
Für
die
Bezeichnung
Spanmaximum
permissible
frequency
of
an
applied
die
maximale
Frequenz
einer
angelegten
Wechselwird bestimmt durch die Eingangsimpedanz des
sein
darf.
Die Wechselspannung
wird
als
nungs-Frequenz-Produkt
werden
oftmals
auch
acspannung
voltage. The
ac
voltage’s
rms value
is meant.
spannung
seinund
darf.
Wechselspannung
wird die
als
Messgerätes
dieDie
Anstiegsgeschwindigkeit
Effektivwert
angegeben.
Für
die
Bezeichnung
SpanNamen
Effektivwertprodukt
oder
Volt-Hertz-ProApart
from
voltage
x
frequency-product
also
the
Effektivwert
angegeben.
Für
die
Bezeichnung
Span(slew
rate)
des Eingangsverstärkers.
Wird die slew
Verwendete
Abkürzungen
und
Zeichenoftmals
Verwendete
Abkürzungen
und
Zeichen
Verwendete
Abkürzungen
und
Zeichen
Verwendete
und
Zeichen
nungs-Frequenz-Produkt
werden
auch
die
dukt Abkürzungen
verwendet.
Das
Spannungs-Frequenz-Produkt
designations
rms value
product
andoftmals
Volts x Hertznungs-Frequenz-Produkt
werden
auch
die
rate
des
Eingangsverstärkers
überschritten,
wird
W Wirkleistung
Wirkleistung
P
W
P
W W
Wirkleistung
Wirkleistung
P
P
W
Wirkleistung
P
Namen
Effektivwertprodukt
oder
Volt-Hertz-Prowird
bestimmt
durch
die
Eingangsimpedanz
des
product
are
customary.
The
voltage
x
frequencyNamen
Effektivwertprodukt
oder
Volt-Hertz-Prodas
Ausgangssignal
des
Verstärkers
verzerrt
und
VA
VA
Scheinleistung
Scheinleistung
S
S
VA
SS Spannungs-Frequenz-Produkt
Scheinleistung
S
VA VA Scheinleistung
Scheinleistung
dukt
verwendet.
Messgerätes
undDas
die Spannungs-Frequenz-Produkt
Anstiegsgeschwindigkeit
product
is determined
by
the inputDie
impedance
of
dukt
verwendet.
Das
das
Messergebnis
verfälscht.
zum EingangsvarBlindleistung
Blindleistung
Q
var
QQistQdie
Blindleistung
varvar
Blindleistung
wird
bestimmt
durch
Eingangsimpedanz
des
(slew
rate)
des
Eingangsverstärkers.
Wird
die
slew
the
measuring
instrument
and
the
slew
rate
of
the
wird
bestimmt
durch
die
Eingangsimpedanz
des
widerstand parallel liegende Eingangskapazität
Messgerätes
und
die
Anstiegsgeschwindigkeit
rate
des
Eingangsverstärkers
überschritten,
wird
input
amplifier.
If
the
slew
rate
of
the
input
ampliMessgerätes
und
die
Anstiegsgeschwindigkeit
bildet
einen
Tiefpass
und belastet bei höheren
u(t)u(t)
u(t)Spannung
Spannung
Spannung
Momentanwert
Momentanwert
u(t)
Momentanwert
Spannung
Momentanwert
u(t)
Spannung
Momentanwert
(slew
rate)
des
Eingangsverstärkers.
Wird
die
slew
dasisAusgangssignal
des Verstärkers
verzerrt
fier
exceeded,
its
output
signal will
distorted,
(slew
rate)
des
Eingangsverstärkers.
Wird
die und
slew
Frequenzen
das
Eingangssignal,
wasbe
ebenfalls
das
u²(t)
Spannung
quadratischer
Mittelwert
u²(t)
Spannung
quadratischer
Mittelwert
Spannung
quadratischer
Mittelwert
u²(t)u²(t)
Spannung
quadratischer
Mittelwert
rate
des
Eingangsverstärkers
überschritten,
wird
das
Messergebnis
ist
verfälscht.
Die
zum
Eingangsthe
measurement
result
will
be
false.
The
input
rate
des
Eingangsverstärkers
überschritten,
wird
Messergebnis
beeinflusst.
IÛI Spannung
Spannung
Gleichrichtwert
IÛI
Gleichrichtwert
IÛI IÛI
Spannung
Spannung
Gleichrichtwert
Gleichrichtwert
IÛI
Spannung
Gleichrichtwert
TiPP
das
Ausgangssignal
des
Verstärkers
verzerrt
und
widerstand
parallel
liegende
Eingangskapazität
capacitance
which
is in
parallel
with the
input redas
Ausgangssignal
des
Verstärkers
verzerrt
und
Ueff
Spannung
Effektivwert
U
Effektivwert
Ueff
Spannung
Spannung
Effektivwert
Effektivwert
effSpannung
effU
U
Spannung
Effektivwert
eff
das
Messergebnis
ist
verfälscht.
Eingangsbildet
einen
Tiefpass
und
belastet
beizum
höheren
sistance
constitutes
a low
pass
andDie
loads
the
input
das
Messergebnis
ist
verfälscht.
Die
zum
EingangsSpannung
Spitzenwert
ûû ûû Spannung
Spitzenwert
Spannung
Spitzenwert
Spannung
Spitzenwert
widerstand
parallel
liegende
Eingangskapazität
Frequenzen
das
Eingangssignal,
was
das
signal
at higher
frequencies
which
alsoebenfalls
influences
widerstand
parallel
liegende
Eingangskapazität
Wechselspannungsmessung
Grundlagen
bildet
einen
Tiefpass
und
belastet
bei
höheren
Messergebnis
beeinfl
usst.
the
measurement
result.
bildet
einen
Tiefpass
und
belastet
bei
höheren
HINT
Strom
Effektivwert
ITiPP
Effektivwert
Strom
Strom
Effektivwert
Effektivwert
eff Strom
eff IIeff
IIeff
Strom
Effektivwert
eff
Frequenzen
das
was
Frequenzen
das Eingangssignal,
Eingangssignal,
was ebenfalls
ebenfalls das
das
Abkürzungen
und Zeichen
Strom
Spitzenwert
îVerwendete
Spitzenwert
Strom
Strom
Spitzenwert
Spitzenwert
îî îî Strom
Strom
Spitzenwert
Messergebnis
beeinfl
usst.
Messergebnis
beeinflusst.
TiPP
TiPP
U
Spannung Momentanwert
A C m e a s u r e m e n t s
û
û
0
t
û
0
IuI
0
0
t
t
tt
0
t
IuI einer sinusförmigen Wechselspannung u(t) = û sin ωt ist
t
Bei
der Gleichrichtwert das 2/π -fache (0,637fache) des ScheitelIuI
IuI
wertes.
M
sssesegsgsrsrsug
dd
M
ulnlnaaddgglleaean
geenn tt
gn
MeeM
ugnrnru
T
einer sinusförmigen
Wechselspannung
u(t) = û sin ωt
IuIBeiI_
t ist
1
2
IuI = —
Iû sin ωtI dt = —
û = 0,637û
der Gleichrichtwert
das 2/π -fache
(0,637fache) des Scheitelπ
T
0
Effektivwert
Effektivwert
3.3
Effektivwert
Effektivwert
Effektivwert
Bei
einer
sinusförmigen
Wechselspannung
u(t)
=
sin
ist
wertes.
Bei
einer
sinusförmigen
Wechselspannung
u(t)entspricht
=û
ûentspricht
sin ωt
ωtdem
istdem
DerDer
Der
quadratische
quadratische
Mittelwert
Mittelwert
x²(t)x²(t)
x²(t)
eines
eines
Signals
Signals
Der
quadratische
Mittelwert
x²(t)
eines
Signals
entspricht
dem
quadratische
Mittelwert
eines
Signals
entspricht
Der
quadratische
Mittelwert
x²(t)
eines
Signals
entspricht
demdem
der
Gleichrichtwert
das
2/π
-fache
(0,637fache)
des
ScheitelFor
a
sinusoidal
signal
v(t)
=
v
sin
wt
the
rectified
value
is
equal
der
Gleichrichtwert
das
2/π
-fache
(0,637fache)
des
Scheitelp
T quadrierten
Effektivwert
I_
Mittelwert
des
quadrierten
Signals.
Mittelwert
des
quadrierten
Signals.
Mittelwert
des
Signals.
Mittelwert
des
quadrierten
Signals.
1of the
2
to wertes.
2/πIuI
(0.637)
value.
wertes.
= —
Iûpeak
sin ωtI
dt = — û = 0,637û
π
T
0
T
T
_ __ 2 11T 11T T 2
_
21(t)
2| (t)
I_quadratische
DerI_
Signals entspricht dem
x(t)
=2 —
—
—xx(t)
· 2dt
dt
dteines
=T= Mittelwert
—
||x²(t)
·· dt
2
(t)2xx
(t)
(t)2x|x
(t)
x
=
·
1
2
IuI
—
=
00 ωtI
IuI =
= des
— quadrierten
Iû00TTsin
sin
ωtI dt
dt
=—
—û
û =
= 0,637û
0,637û
TT Iû
Mittelwert
Signals.
∫
∫
∫ ∫∫
∫
0
TT 0
Effektivwert
ππ
Wird
aus
dem
dem
quadratischen
quadratischen
Mittelwert
Mittelwert
die die
die Wurzel
Wurzel
gezogen,
Wird
aus
dem
quadratischen
Mittelwert
die
Wurzel
gezogen,
Wird
ausaus
dem
Mittelwert
Wurzel
gezogen,
gezogen,
Wird
aus
dem
Mittelwert
die
Wurzel
gezogen,
T quadratischen
_Wird
1der quadratischen
2sich
2
ergibt
ergibt
sich
der
Effektivwert
Effektivwert
desSignals
des
Signals
Signals
Xeff
xergibt
= sich
—
∫
x(t)Effektivwert
| · dt des
ergibt
der
Effektivwert
XXeff
der
des
Signals
eff
(t) sich
effXXeff
ergibt
sich
der
Effektivwert
des
Signals
Effektivwert
Der quadratische
x²(t) eines Signals entspricht dem
6.4Root-mean-square
Effektivwert
T 0 Mittelwertvalue
T
TT TSignals.
Mittelwert
des
quadrierten
1
1
1
2
2| · dt
1
2
Wird aus
dem
die Wurzel gezogen,
= quadratischen
xxeff
== Mittelwert
— —
· 2Mittelwert
dt
| ·eines
dt Signals
eff
eff
(t)
xxeff
=
—
∫—xx(t)(t)0∫∫x|x|ax²(t)
·(t)
dt
Der
quadratische
entspricht
dem
The
quadratic
average
signal
is Signals
equal
the average
Der
x²(t)
eines
dem
T x²(t)
00TT 0of
T Mittelwert
_quadratische
ergibt
sich
der
Effektivwert
des
Signals
Xeff toentspricht
1
2
2
Mittelwert
des
quadrierten
Signals.
of Mittelwert
thexsignal
squared
des
quadrierten
Signals.
=
—
∫
x
|
·
dt
(t)
(t)
Bei
Wechselspannungssignalen
möchte
man
wie
bei GleichGleichBei
Wechselspannungssignalen
möchte
man
wie
bei
Wechselspannungssignalen
möchte
man
bei
BeiBei
Wechselspannungssignalen
möchte
man
wiewie
bei GleichGleichT 0
_
1 TT 2Tdie
_spannungssignalen
spannungssignalen
die
selben
Formeln
zur
Berechnung
von
2|die
1
spannungssignalen
selben
Formeln
zur
Berechnung
von
spannungssignalen
die
selben
selben
Formeln
Formeln
zur
zur
Berechnung
Berechnung
vonvon
spannungssignalen
die
selben
Formeln
zur
Berechnung
von
2
1
x
=
—
∫
x
·
dt
eff
2
—
∫quadratischen
x
· dt
Wird
Mittelwert die Wurzel gezogen,
(t)
(t)2| (t)
xWiderstand,
—
xLeistung,
dt etc
(t)aus= dem
0(t) | · etc
Widerstand,
etc
verwenden.
Wegen
der
wechselnden
TT Leistung,
00 T Leistung,
Widerstand,
Leistung,
etc
verwenden.
Wegen
der
wechselnWiderstand,
verwenden.
verwenden.
Wegen
Wegen
der
der
wechselnden
wechselnden
Widerstand,
etc
verwenden.
Wegen
der
wechselnden
ergibt sich der Effektivwert des Signals Xeff
wird
der
Effektivwert
(engl.
„RMS“
Root
den
Momentangrößen
Effektivwert
(engl.
RMS
–– Root
Momentangrößen
wird
Effektivwert
(engl.
„RMS“
–– Root
Momentangrößen
wird
derder
Effektivwert
(engl.
„RMS“
Root
aus
dem
Mittelwert
die
gezogen,
ByWird
taking
rootquadratischen
of this the root-mean-square
value
isGleichobWird
austhe
dem
quadratischen
Mittelwert
die Wurzel
Wurzel
gezogen,
Bei
Wechselspannungssignalen
möchte
man,
wie
bei
Mean
Square)
defi
niert.
Der
Effektivwert
eines
WechselsiMean
Square)
definiert.
Der
Effektivwert
eines
WechselMean
Mean
Square)
defi
defi
niert.
niert.
Der
Der
Effektivwert
Effektivwert
eines
eines
WechselsiWechselsiT
Square)
Mean
defi
niert.
Der
Effektivwert
eines
Wechselsiergibt
sich
der 1Effektivwert
Effektivwert
des Signals
Signals X
Xeff
tained
Xrms
ergibt
sich
der
des
2| · dt
eff
xgnals
=. erzeugt
—
∫den
xdie
spannungssignalen,
selben
Formeln
zurentsprechend
Berechnung
von
efferzeugt
(t)selben
gnals
erzeugt
selben
Effekt
wie
ein
entsprechend
großes
signals
erzeugt
den
selben
Effekt
ein ein
entsprechend
großes
gnals
erzeugt
den
selben
Effekt
Effekt
wiewie
entsprechend
großes
großes
gnals
den
großes
Tden
0 selben Effekt wie
Widerstand,
Leistung,
etc
verwenden.
Wegen
der
wechselnden
T
Gleichsignal.
Gleichsignal.
Gleichsignal.
Gleichsignal.
T
Gleichsignal.
1
1
xxrms
—
∫xx(t)(t)22||der
·· dt
eff
Momentangrößen
=
—
dtEffektivwert (engl. „RMS“ – Root
(t)
eff =
TT 00 wird
Wechselspannungsmessung
Grundlagen
Bei
Wechselspannungssignalen
möchte man,
wieWechselsigbei Gleich6.1
Basics
of
AC
measurements
²
Mean
Square)
defi
niert.
Der
Effektivwert
eines
U
Spannung
quadratischer
Mittelwert
Beispiel:
Eine
Glühlampe,
versorgt
mit
einer
Wechselspanϕ
Phasenverschiebung
(Phi)
zwischen
U
und
I
(t)
Beispiel:
Eine
Glühlampe,
versorgt
mitmit
einer
Wechselspannung
j
Phasenverschiebung
(Phi)
zwischen
U
und
I
Beispiel:
Beispiel:
Eine
Eine
Glühlampe,
Glühlampe,
versorgt
versorgt
mit
mit
einer
einer
WechselspanWechselspanϕ
ϕ
Phasenverschiebung
Phasenverschiebung
(Phi)
(Phi)
zwischen
zwischen
U
und
U
und
I
I
Beispiel:
Eine
Glühlampe,
versorgt
einer
Wechselspanϕ
Phasenverschiebung (Phi) zwischen U und I
spannungssignalen,
die
selben
Formeln
zur
Berechnung
von
It
is
desirable
to
use
the
same
formulas
for
the
calculation
of
nals
erzeugt
den
selben
Effekt
wie
ein
entsprechend
großes
IUI
Spannung
Gleichrichtwert
nung
von
230
V
cos
ϕ
Leistungsfaktor
bei
sinusförmigen
Größen
,
nimmt
die
gleiche
Leistung
auf
und
leuchtet
von
230
V
cos
j
Leistungsfaktor
bei
sinusförmigen
Größen
,
nimmt
die
gleiche
Leistung
auf
und
leuchtet
genaunung
nung
von
von
230
230
V
V
cos
cos
ϕ
ϕ
Leistungsfaktor
Leistungsfaktor
bei
bei
sinusförmigen
sinusförmigen
Größen
Größen
,
nimmt
,
nimmt
die
die
gleiche
gleiche
Leistung
Leistung
auf
auf
und
und
leuchtet
leuchtet
eff
eff
eff
eff
nung
von
230
V
cos
ϕ
Leistungsfaktor
bei
sinusförmigen
Größen
,
nimmt
die
gleiche
Leistung
auf
und
leuchtet
eff
Wechselspannungsmessung
Grundlagen
Bei
Wechselspannungssignalen
möchte
man,
wie
bei
GleichWiderstand,
Leistung,
etcrms
verwenden.
Wegen
der
wechselnden
Verwendete
Abkürzungen
und Zeichen
resistance,
power
etc. The
value
of an
ac
signal
generates
Abbreviations
and
symbols
used
Wechselspannungsmessung
Grundlagen
Bei
Wechselspannungssignalen
möchte
man,
wie
bei
GleichGleichsignal.
U
Spannung
Effektivwert
PF Leistungsfaktor
Leistungsfaktor
(power
factor)
beinichtsinusförmigen
nichtsinusförmigen so
genauso
hell,
wie
eine
Glühlampe
versorgt
mit
einer
Gleicheff PF
PF
(power
factor)
bei
nichtsinusförmigen
hell,
wie
eine
Glühlampe
versorgt
mitversorgt
einer
Gleichspannung
PF
Leistungsfaktor
Leistungsfaktor
(power
(power
factor)
factor)
bei bei
nichtsinusförmigen
genauso
genauso
hell,
hell,
wie
wie
eineeine
Glühlampe
Glühlampe
versorgt
mit
mit
einer
einer
GleichGleichPF
Leistungsfaktor
(power
factor)
bei
nichtsinusförmigen
genauso
hell,
wie
Glühlampe
versorgt
mit
einer
Gleichselben
Formeln
zur
Berechnung
von
Momentangrößen
wird
der
Effektivwert
„RMS“
– Root
U
Spannung Spitzenwert
Momentanwert
thespannungssignalen,
same effect
as
a eine
dcdie
signal
of the
same(engl.
value
(with
purely
V(t)û
(t)
instantaneous
value
spannungssignalen,
die
selben
Formeln
zur
Berechnung
von
Spannung
Größen
spannung
von
230
Größen
von
230
VDCvon
. Leistung,
Größen
Größen
spannung
spannung
von
von
230230
VDC
.VDC
DCV
DC..
Größen
spannung
230
V
.
²
²
Widerstand,
etc
verwenden.
Wegen
der
wechselnden
Verwendete
Abkürzungen
und
Zeichen
Mean Square)
definiert.
Effektivwert
eines
WechselsigU (t) quadratic
Spannung
quadratischer
Mittelwert
resistive
loads).Leistung,
V (t)IVerwendete
average
Widerstand,
etc Der
verwenden.
Wegen
der wechselnden
Abkürzungen
und Zeichen
Beispiel:
Strom
Effektivwert
eff
Momentangrößen
wird
der
Effektivwert
(engl.
„RMS“
–
Root
Spannung
Momentanwert
(t)
nals erzeugt
den selben
Effekt
wie einWechselspannung
entsprechend
großes
IUI
Gleichrichtwert
IVIîU
rectified
value
Momentangrößen
wird
der
Effektivwert
(engl.
„RMS“
– sin
Root
U
Spannung
Momentanwert
(t)
Eine
Glühlampe,
versorgt
mit
einer
Strom
Spitzenwert
Arithmetischer
Arithmetischer
Mittelwert
Mittelwert
Bei
einer
sinusförmigen
Wechselspannung
u(t)
=sin
ωt ist
ist
3.1
Arithmetischer
Mittelwert
Bei
einer
sinusförmigen
Wechselspannung
==Wechselsigûû =sin
wt
ist
Mittelwert
BeiBei
einer
einer
sinusförmigen
sinusförmigen
Wechselspannung
u(t)u(t)
ûû sin
ωtvon
ist
ωt
²² Arithmetischer
Wechselspannung
Arithmetischer
Bei
einer
sinusförmigen
u(t)
ωt
ist
Mean
Square)
defi
niert.
Der
Effektivwert
eines
U
Spannung
quadratischer
Gleichsignal.
Effektivwert
Example:
Vrms
(t)
root-mean-square
value Mittelwert
Mean
Square)
defi
niert.
Der
Effektivwert
eines
WechselsigU
SpannungMittelwert
quadratischer
Mittelwert
eff
(t)
230
V
,
nimmt
die
gleiche
Leistung
auf
und
leuchtet
genauso
der
Effektivwert
das
1/√2-fache
(0,707-fache)
des
ScheitelT
eff
der
Effektivwert
das
1/√2-fache
(0,707-fache)
des
Scheitelder
der
Effektivwert
Effektivwert
das
das
1/√2-fache
1/√2-fache
(0,707-fache)
(0,707-fache)
des
des
ScheitelScheitel_
_
T
T
_
der
Effektivwert
das
1/√2-fache
(0,707-fache)
des
ScheitelT
_
1
nals
erzeugt
den
selben
Effekt
wie
ein
entsprechend
großes
IUI
Spannung
Gleichrichtwert
1
1
û
Spitzenwert
1== of
Anhell,
incandescent
bulb
on ac
230 V
v IUI
peak
value
consumes
the same
nals
erzeugt
selben
Effekt
wie
ein
entsprechend
großes
Spannung
rms
=—
—
—
∫Gleichrichtwert
x(t)
dt
dt
—
∫∫||xx··(t)(t)dt
||·· dt
(t)
(t) xx(t)
(t)
wie eineden
Glühlampe
versorgt
mit
einer
Gleichspannung
xx(t)
=
xvoltage
wertes.
wertes.
wertes.
wertes.
wertes.
Gleichsignal.
U
Spannung
TTEffektivwert
00
Beispiel:
Ieff
Strom
TTEffektivwert
Irms
energy
andVis .asBei
bright
as sinusförmigen
the same bulb on
DC. For a sinueff
rms
value
of00Mittelwert
current
Gleichsignal.
U
Spannung
Effektivwert
eff
von
230
Arithmetischer
einer
Wechselspannung
DC
TTwt the
Spannung
Eine=voltage
Glühlampe,
versorgt
mit2rms
einer
Wechselspannung
von
î
Strom
Spitzenwert
soidal
v11pTTsin
i û
peak
value
ofSpitzenwert
current
value
is 1/√2 (0,707fache)
= 0.707 of
û
Spannung
Spitzenwert
ûû
û
2 dt
11=der
u(t)
ûU
sin=
ωtv(t)
ist
Effektivwert
1/2-fache
Der
arithmetische
Mittelwert
eines
periodischen
Signals
ist Beispiel:
Der
arithmetische
eines
periodischen
Signals
ist
Der
Der
arithmetische
Mittelwert
Mittelwert
eines
eines
periodischen
periodischen
Signals
Signals
ist ist
—
—
∫
(û
∫
sin
(ûsin
ωt)
sin2ωt)
ωt)
dt2das
—
—
0,707û
0,707û
U
=U
=—
—
∫
(û
dt
==und
—
== 0,707û
U
=
T Mittelwert
arithmetische
Mittelwert
eines
periodischen
Signals
ist
_ arithmetische
(û
sin
ωt)
dt
==auf
—
==2 0,707û
IIDer
Strom
Effektivwert
eff
230
V
,
nimmt
die
gleiche
Leistung
leuchtet
genauso
1 Effektivwert
the
peak
Beispiel:
Strom
eff value.
T
T
0
eff
2
2
T
0
0
2
T
0
des Scheitelwertes.
x(t)gemittelte
= —Wert
∫xWert
| · aller
dt
der
gemittelte
Wert
aller
Funktionswerte,
dieinnerhalb
innerhalb
einer Eine
(t)aller
der
gemittelte
Funktionswerte,
die
einer
derder
gemittelte
Wert
aller
Funktionswerte,
Funktionswerte,
dieinnerhalb
die
innerhalb
einer
einer
gemittelte
aller
Funktionswerte,
die
innerhalb
einer
Glühlampe,
versorgt
mit
von
îîder
Strom
T Wert
0Spitzenwert
hell, wie
eine Glühlampe
mitWechselspannung
einer Gleichspannung
Glühlampe,
versorgtversorgt
mit einer
einer
Wechselspannung
von
Strom
Spitzenwert
Periode
vorkommen.
Der
Mittelwert
eines
Signals
entspricht Eine
Periode
TTTvorkommen.
Der
Mittelwert
eines
Signals
entspricht
Periode
Periode
vorkommen.
TTvorkommen.
DerDer
Mittelwert
Mittelwert
eines
eines
Signals
Signals
entspricht
entspricht
Periode
vorkommen.
Der
Mittelwert
eines
Signals
entspricht
230
V230
, nimmt
nimmt
die
gleiche
Leistung
auf
und
leuchtet
genauso
eff
T einer
von
V
Arithmetischer
Mittelwert
.
Bei
sinusförmigen
Wechselspannung
6.2
Arithmetic
average
value
230
V
,
die
gleiche
Leistung
auf
und
leuchtet
genauso
DC
eff
û
1
Der
arithmetische
Mittelwert eines periodischen Signals ist
dem
Gleichanteil.
dem
Gleichanteil.
dem
dem
Gleichanteil.
Gleichanteil.
dem
Gleichanteil.
—
∫ (ûdersinEffektivwert
ωt)2versorgt
dt = —
0,707û
hell,
eine
mit= einer
Gleichspannung
u(t)U=wie
û=sin
ist
das
(0,707fache)
hell,
wie
eine
Glühlampe
versorgt
einer
Gleichspannung
T aller Funktionswerte, die innerhalb einer
2 mit1/2-fache
Tωt 0Glühlampe
_
der gemittelte
Wert
1
von
230
V
Arithmetischer
.
Bei
einer
sinusförmigen
Wechselspannung
DC
des
Scheitelwertes.
x(t) = — ∫xMittelwert
|
·
dt
von
230
V
Arithmetischer
Mittelwert
.
Bei
einer
sinusförmigen
Wechselspannung
(t)
DC
– der
Istder
der
Mittelwert
liegt
einreines
reines
Wechselsignal
vor. u(t) = û sin ωt ist der Effektivwert das 1/2-fache (0,707fache)
––– Ist
Mittelwert
== 00 =
,,=liegt
Wechselsignal
–Ist
Ist
der
Ist
Mittelwert
liegt
00,,liegt
ein ein
reines
Wechselsignal
vor.vor.
TMittelwert
0
der
Mittelwert
ein
reines
Wechselsignal
vor.
2222 u
u(t) = û sin ωt ist der Effektivwert das 1/2-facheuu
(0,707fache)
T
(t)
(t)
u
(t)
u22(t)
T
(t)
_ Für
1
–_
Für
Gleichgrößen
istder
der
Mittelwert
Augenblickswert.
––– Für
Gleichgrößen
ist
der
Mittelwert
= Augenblickswert.
Augenblickswert.
–Für
Für
Gleichgrößen
Gleichgrößen
ist
der
ist
Mittelwert
Mittelwert
==Augenblickswert.
T
1
Gleichgrößen
û
des
Scheitelwertes.
x
=
—
∫
x
|
·
dt
1
(t)
(t)
16arithmetic
Der
arithmetische
Mittelwert
eines
periodischen
Signalsisist
The
average
or
mean
value
of
a
periodic
signal
2 dt = —
des
Scheitelwertes.
x
=
—
x
|
·
dt
(t)
(t)
—
∫
(û
sin
ωt)
=
0,707û
U
=
Änderungen
vorbehalten
TT 00
– Für
Für
Mischsignale
entspricht
der
Mittelwert
dem
Gleichan––– Für
Mischsignale
entspricht
der
Mittelwert
dem
Gleichan–Für
Für
Mischsignale
Mischsignale
entspricht
entspricht
derder
Mittelwert
Mittelwert
dem
dem
GleichanGleichanMischsignale
entspricht
der
Mittelwert
dem
Gleichan2
T 0
gemittelte
Wert
aller
Funktionswerte,
dieoccur
innerhalb
einer
theder
average
of all
values
of the
function
which
during
a
T
teil
teil
teil
teil
û
teil
1
Der arithmetische
arithmetische
Mittelwert
eines periodischen
periodischen
Signals ist
ist
û = 0,707û
1 ∫T(û sin ωt)22 dt = —
period
T.
The
mean
of
a
signal
is
identical
to
its
dc
component.
Der
Mittelwert
eines
Signals
—
U
=
v2 (t)
= —
Ueff
Periode
T vorkommen.
DerFunktionswerte,
Mittelwert einesdie
Signals
entspricht
U
U
eff
Ueff
effU
eff
22 = 0,707û
TT 00 (û sin ωt) dt = —
der
gemittelte
Wert
aller
innerhalb
einer
If the
mean
is
zero,
it
is
a
pure
ac
signal.
For
DC,
the
mean
is
der
gemittelte
Wert
aller
Funktionswerte,
die
innerhalb
einer
dem
Gleichanteil.
Gleichrichtwert
Gleichrichtwert
3.2
Gleichrichtwert
16 Gleichrichtwert
Gleichrichtwert
vorbehalten value. With mixed signals the mean
equal
toÄnderungen
the
instantaneous
Ist der
Mittelwert
0T, liegt
ein reines Wechselsignal vor.
I_ I_
I_ 1 =11
00 00
T TT
ttt tt
I_
is Für
the
dc
component.
Vrms 0
16
Gleichgrößen
ist
der
Mittelwert
IxI
=
—
∫
Ix
I ·· dt
dt = Augenblickswert .
IxI
IxI
=
—
=
—
∫
Ix
∫
Ix
I
·
I
dt
(t)
(t)
(t)
(t)
16 Änderungen
(t)vorbehalten
(t)dt
—
·
(t)
(t)
Änderungen vorbehalten
T
0TT 00
T
0
Für Mischsignale entspricht der Mittelwert dem Gleichanteil
u(t)
u(t)
u(t)u(t)
u(t)
DerDer
Der
Gleichrichtwert
Gleichrichtwert
ist
das
ist
das
arithmetische
arithmetische
Mittel
Mittel
der
der
Beträge
Beträge
Der
Gleichrichtwert
istist
das
arithmetische
Mittel
der
Beträge
der
Gleichrichtwert
ist
das
arithmetische
Mittel
der
Beträge
0
Der
Gleichrichtwert
das
arithmetische
Mittel
der
Beträge
t
6.3
Rectified
value
Gleichrichtwert
der
Augenblickswerte.
Die
Beträge
der
Augenblickswerte
erAugenblickswerte.
Die Beträge
der
Augenblickswerte
ergeben
Augenblickswerte.
Beträge
Augenblickswerte
derder
Augenblickswerte.
DieDie
Beträge
derder
Augenblickswerte
er- ergeben
sich
durch
Gleichrichtung
des
Signals.
Der
Gleichrichtsich
durch
Gleichrichtung
des Signals.
DerSignals.
Gleichrichtwert
wird
geben
geben
sichsich
durch
durch
Gleichrichtung
Gleichrichtung
desdes
Signals.
DerDer
GleichrichtGleichrichtv(t)
geben
sich
durch
des
Signals.
Der
GleichrichtT Gleichrichtung
I_
1 berechnet
wert
wert
wird
wird
berechnet
durch
durch
das
das
Integral
Integral
über
über
eine
eine
Periode
Periode
vonvon
von 3.4
Formfaktor
Formfaktor
berechnet
durch
das
Integral
über
eine
Periode
von
Beträgen
Formfaktor
IxI
=wird
—
∫
Ix
· dtdurch
wert
berechnet
das
Integral
über
eine
Periode
Formfaktor
(t)
(t)I durch
wert
wird
berechnet
das
Integral
über
eine
Periode
von
Formfaktor
T 0deroder
Beträgen
Spannungsoder
Stromwerte.
Wird
der
vom
Messgerät
ermittelte
Gleichrichtwert
mit
dem
der
SpannungsStromwerte.
Wird
der
vom
Messgerät
ermittelte
Gleichrichtwert
mit
dem
Beträgen
Spannungsoder
Stromwerte.
Wird
Messgerät
ermittelte
Gleichrichtwert
dem
Beträgen
derder
Spannungsoder
Stromwerte.
Wird
derder
vomvom
Messgerät
ermittelte
Gleichrichtwert
mitmit
dem
6.5
Form
factor
Formfaktor
des
Messsignals
multipliziert
ergibt
sich
der
Formfaktor
des
Messsignals
multipliziert
ergibt
sich
der
Formfaktor
Formfaktor
desdes
Messsignals
Messsignals
multipliziert
multipliziert
ergibt
ergibt
sichsich
derder
Formfaktor
des
Messsignals
multipliziert
ergibt
sich
der
The
value isist
the
arithmetic
average
of der
theBeträge
absoluteder
ûrecitified
Der
Gleichrichtwert
das
arithmetische
Mittel
Effektivwert
Effektivwert
desSignals.
des
Signals.
Signals.
Der
Der
Formfaktor
Formfaktor
eines
eines
Signals
Signals
ermitermitûû
ûû
Effektivwert
des
Der
Formfaktor
eines
Signals
ermittelt
Effektivwert
des
Signals.
Der
Formfaktor
eines
Signals
ermitEffektivwert
des
Signals.
Der
Formfaktor
eines
Signals
ermitvalues
of the instantaneous
values.
absolute values
are
The form factor multiplied by the rectified value equals the rms
Augenblickswerte.
Die Beträge
der The
Augenblickswerte
ergeben
telt
sich
nach
folgender
Formel:
sich
nach
folgender
Formel:
sich
nach
folgender
Formel:
telttelt
sich
nach
folgender
Formel:
derived
by
rectification
of
the
signal.
The
rectified
value
is
calvalue. The form factor is derived by:
sich durch Gleichrichtung des Signals. Der Gleichrichtwert wird
Effektivwert
Effektivwert
Effektivwert
Ueff
eff
culated
by integration
the absolute
values
of thevon
voltage
or
Effektivwert
UU
effU
eff
= Effektivwert
——————————
——
=——————————
——————————
=V——
——
==eff
——
berechnet
durch dasofIntegral
über eine
Periode
Beträgen
== ——
—
——
—————
FF F
=F
rms
value
000 00over a
rms
IûI=——————————
IûI Gleichrichtwert
Gleichrichtwert
Gleichrichtwert
current
period.
IûI
Gleichrichtwert
F
=
——
IûI
IûI
Gleichrichtwert
IûI
der Spannungs- oder Stromwerte.
rectified value
Bei
reinen
sinusförmigen
Wechselgrößen
beträgt
Bei
reinen
sinusförmigen
Wechselgrößen
beträgt
der
BeiBei
reinen
reinen
sinusförmigen
sinusförmigen
Wechselgrößen
Wechselgrößen
beträgt
beträgt
Bei
reinen
sinusförmigen
Wechselgrößen
beträgt
For
a
sine
wave
the
form factor
is:
û
derder
der
Formfaktor:
Formfaktor:
TiPP
Formfaktor:
ttt tt TiPP
Formfaktor:
TiPPTiPP
der
Formfaktor:
π ππ
pπ ——
——
——
1,11
1,11
== 1,11
——
== 1,11
——
22 =22 1,11
2
HINT 2 22
IuI
IuI
IuI IuI
IuI
000 00
0
t
tt
Crestfaktor
3.5
Crestfaktor
Crestfaktor
Crestfaktor
tt Der
Der
Crestfaktor
(auch
Scheitelfaktor
genannt)
beschreibt
um
Crestfaktor
(auch
Scheitelfaktor
genannt)
beschreibt
DerDer
Crestfaktor
Crestfaktor
(auch
(auch
Scheitelfaktor
Scheitelfaktor
genannt)
genannt)
beschreibt
beschreibt
umum
47um
Der
Crestfaktor
(auch
Scheitelfaktor
genannt)
beschreibt
um
Subject to change
without
notice
welchen
welchen
Faktor
Faktor
dieAmplitude
Amplitude
dieAmplitude
Amplitude
Spitzenwert)
Spitzenwert)
eines
eines
Signals
Signals
grögröwelchen
Faktor
die
(Spitzenwert)
eines
Signals
gröwelchen
Faktor
die
((Spitzenwert)
eines
Signals
gröwelchen
Faktor
die
Amplitude
((Spitzenwert)
eines
Signals
größer
istder
alsder
der
Effektivwert.
Erwichtig
istwichtig
wichtig
beider
der
Messung
von
ßer
ist
Effektivwert.
Er
bei
Messung
von
ist
als
Effektivwert.
Er
ist
bei
Messung
ßerßer
ist als
als
der
Effektivwert.
Erist
ist
wichtig
beider
der
Messung
vonvon
A C m e a s u r e m e n t s 2
p
= 1,11
2 2
2
p
= 1,11
2 2
2
p
2
= 1,57
3
2
= 1,15
3
Rs
DMM
RL
7Temperature measurement
Vs
R
V
Kelvin (K)
100 x VB
—————–
VS
Centigrade (°C)
-273,15 °C
-17,77 °C 0 °C
100 °C
Fahrenheit (°F)
459,67 °F
0 °F
32 °F
212 °F
T[°C] +273,15 K
T[K] –273,15 K
9/5 x (T[°C] +32 °F
5/9 x (T[°F] –32 °F)
Abbreviations and symbols:
T[K] temperature given in [K]
T[°C] temperature given in degrees Centigrade [°C]
T[°F] temperature given in degrees Fahrenheit [°F]
T e m p e r a t u r e m e a s u r e m e n t
FUSE
1A
F250V
max. INPUT
600V rms / 1A rms
V
A
Measurement current IPT100 = const
SOURCE
SENSE
HI
max. max.
850 850
Vpk Vpk
Ω,ϑ
PT100
LO
max.
250Vrms
max. INPUT
600V rms / 1A rms
V
Idrift
Wire Ni
–1,9 mV/100K
RL
A
SOURCE
SENSE
HI
max. max.
850 850
Vpk Vpk
,
max.
250Vrms
LO
Measurement voltage
UPT100
PT100
Wire NiCr
+2,2 mV/100K
I1drift
I2drift
RL
Idiffusion
KS2
49
Temperature
TMeas
Vtherm
Ni wire
Mesurement
location
KS1
50
I n t r o d u c t i o n t o t h e o p e r a t i o n o f t h e H M 8 1 1 2 - 3
8.3Moving average
51
C o n t r o l e l e m e n t s a n d d i s p l a y 2
3 4
5
27
1
6
7
8
9
10 11
12 13
14 15
16 17
19 20
18 21
22 23
24
25
26
FUSE
1A
F250V
max. INPUT
600V rms / 1A rms
V
A
SOURCE
SENSE
–
HI
max. max.
850 850
Vpk Vpk
Ω, ϑ
max.
250V rms
LO
C o n t r o l e l e m e n t s a n d d i s p l a y
Direct voltage measurement up to 600 V. No auto range function
in 100 mV and 1 V ranges.
Frequency and period
FUSE
1A
F250V
max. INPUT
600V rms / 1A rms
V
8 VAC
A
SOURCE
SENSE
+
HI
Direct or
alternating voltage
max. max.
850 850
Vpk Vpk
–
Ω, ϑ
LO
max.
250V rms
10 VAC+DC
V
A
SOURCE
SENSE
+
HI
max. max.
850 850
Vpk Vpk
Ω, ϑ
–
LO
max.
250V rms
FUSE
1A
F250V
max. INPUT
600V rms / 1A rms
7 ADC
max. INPUT
600V rms / 1A rms
V
FUSE
1A
F250V
max. INPUT
600V rms / 1A rms
V
+
A
SOURCE
SENSE
resistance
measurement
+
HI
max. max.
850 850
Vpk Vpk
Ω, ϑ
(Sense)
–
max. max.
850 850
Vpk Vpk
HI
+
LO
–
–
LO
Power
input
Ω, ϑ
max.
250V rms
2-wire
max.
250V rms
A
SOURCE
SENSE
Voltage
measurement
FUSE
1A
F250V
max. INPUT
600V rms / 1A rms
V
Voltage
measurement
A
SOURCE
SENSE
+
(Sense)
–
Power
input
HI
max. max.
850 850
Vpk Vpk
Temperature sensor:
PT100, PT1000 resistance sensors
Ω, ϑ
max.
250V rms
+
LO
–
Display range:
Celsius:
Fahrenheit:
Test current:
Test voltage
(open circuit):
53
C o n t r o l e l e m e n t s a n d d i s p l a y Measurement
period:
Delay:
Calibration:
Linearisation:
max. INPUT
600V rms / 1A rms
V
A
SOURCE
SENSE
max. max.
850 850
Vpk Vpk
V
A
SOURCE
+
HI
max. max.
850 850
Vpk Vpk
Ω, ϑ
–
LO
max.
250V rms
FUSE
1A
F250V
max. INPUT
600V rms / 1A rms
V
A
SOURCE
SENSE
–
HI
max. max.
850 850
Vpk Vpk
Ω, ϑ
max.
250V rms
LO
LO
–
FUSE
1A
F250V
SENSE
+
Ω, ϑ
max.
250V rms
max. INPUT
600V rms / 1A rms
HI
20 and
23 .
10.6Menu structure / Menu prompting
OFF
2
4
8
16
20
(default setting after switch-on)
55
C o n t r o l e l e m e n t s a n d d i s p l a y Overview of menu structure – part 1
MENU
MENU
MENU
0: Time
60s
10s
1s
500ms
100ms
MENU
MENU
default
Filter: Number of values for averaging
1: Filter
16
8
4
2
Off
MENU
MENU
default
MENU
MENU
last setting
Choice temperature sensor
: Sensor
T100
T100
Fe
CuNi
NiCr
Ni
MENU
MENU
1000
100
m
Fi
default
Comp
e
Comp
ifi
MENU
ati
n
te
sing a
sens
measu ement
nal i
e
at
sens
ν
MENU
f
efe en e
2
int
ele ti n
4
2
T
f
i e measu ement
as
m
mefe en
m
2
t
e
nt
e
MENU
MENU
f
e tan e f t e dis la ed
efe en e
alue
eneral information
ele
:
56
nfo
MENU
ti
n
e si n
al ate
e
is
default
MENU
la
e si n 0 0404
al
ate 1 0504
e
0000 104
C o n t r o l e l e m e n t s a n d d i s p l a y
Overview of menu structure – part 2
Math-Menu
5: Math
➡
➡
MENU
Off
Lo Limit
Hi Limit
Offset
➡
MENU
default
➡
MENU
➡
➡
Dump
➡
MENU
➡
00000
➡
ENTER
ENTER
ENTER
ENTER
y
MENU
➡
MENU
default
➡
➡
Wert1 00001
➡
➡
Wertn 0000n
or
Wert2 00002
Storage
ESC
nd
lea ing menu
➡
MENU
➡
➡
MENU
last setting
Calibration
8: Cal
pass ord
➡
MENU
➡
➡
MENU
default
57
10.8Measurement inputs
24
25
26
27
VHI
AHI
VHI
AHI
VHI
AHI
VHI
AHI
VHI
AHI
VHI
AHI
VHI
AHI
VHI
AHI
VHI
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
19
37
ALO
36
VLO
BP
35
ALO
34
VLO
33
ALO
CH1
32
VLO
CH2
31
ALO
30
VLO
29
ALO
CH3
28
VLO
CH4
27
ALO
26
VLO
CH5
25
ALO
24
VLO
CH6
23
ALO
22
VLO
21
ALO
CH7
20
VLO
CH8
28
30
59
R e m o t e O p e r a t i o n HINT
13 Data communication
D a t a C o m m u n i c a t i o n
61
2nd
0
2
1
0
1st
0,1mA
100Ohm
3 IAC
4 OHM 2WIRE
-
D Sensor RTD 2WIRE
E Sensor RTD 4WIRE
F Sensor TH
-
2 Com RS232
LENGTH
REVISION
F Info - data read
-
OFF
D ERROR
C MESSAGE
-
C Sensor Comp
LAST CAL
GROUP 1
-
-
RAM
23°C
1
ON
OFF
START
STOP
-
SINGLE
OFFSET
2
10ms
ON
J
-
-
-
-
FREQ
1kOhm
1kOhm
1mA
1mA
1V-DC
ZERO
-
1
1V
-
B RECORD NR.
A BUFFER
9 Storage
8 Temp
7 ZERO
OFF
AUTO
6 TRIGGER
CONT
4 Math
2 Filter
1 MEAS-Time
OFF
-
B Diode test
0 AUTO-RANGE
-
8 FREQ/PERIOD VAC
100Ohm
0,1mA
2 IDC
5 OHM 4WIRE
100mV-DC
1 VAC
0
100mV
0 VDC
SER NUM
GROUP 2
STATE DUMP
-
-
FRONT
2
DUMP
DUMP
-
-
-
HIGH LIMIT
4
50ms
-
K
-
-
-
-
PERIOD
10kOhm
10kOhm
10mA
10mA
10V-DC
10V
LEAD RES
-
STATE OFF
9600
-
-
3
SINGLE DUMP
SINGLE DUMP
-
-
-
LOW LIMIT
8
100ms
-
-
Pt100
Pt100
-
-
-
100kOhm
100kOhm
100mA
100mA
100V-DC
100V
3
4
-
-
AUTO STATE
19200
RAM GOOD
-
4
CLEAR
CLEAR
°C
-
-
-
16
500ms
-
-
-
-
-
-
-
1MOhm
1MOhm
1A
1A
600V-DC
-
-
-
RAM FAIL
-
5
AUTO CLEAR
REC. END
°F
-
-
-
-
1s
-
-
Pt1000
Pt1000
-
-
-
10MOhm
10MOhm
-
-
-
-
5
PARAMETER
600V
-
-
-
-
-
-
1V-AC
-
6
-
-
-
-
-
-
6
BUF. EMPTY
REC. EMPTY
-
-
-
-
-
10s
-
-
-
-
10 Ohm
-
-
-
-
-
-
8
-
STOR FULL
-
-
-
MAX
-
60s
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
10V-AC
-
7
-
--> E
-
-
-
-
-->
-
-
-
-
-
MIN
-
UP
UP
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
100V-AC
-
8
9
-
GROUP E
-
-
-
-
F
-
-
-
-
-
-
-
DOWN
DOWN
-
-
-
-
No Change
-
No Change
No Change
No Change
No Change
600V-AC
No Change
LF
or
CR
5th
L i s t i n g o f c o m m a n d s
63
Oscilloscopes
Spectrum Analyzer
Power Supplies
Modular System
Series 8000
43-2030-2010
*43-2030-2010*
Programmable Instruments
Series 8100
HAMEG Instruments GmbH
HAMEGInstrumentsGmbH
Industriestraße 6
Industriestraße6
D-63533
Mainhausen
D-63533Mainhausen
Tel +49 (0) 61 82 800-0
FaxTel+49(0)6182800-0
+49 (0) 61 82 800-100
Fax+49(0)6182800-100
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