Bei der Widerstandsmessung ist Präzision alles. In diesem Leitfaden finden Sie alles, was wir wissen, um die bestmögliche Qualität der Messungen zu erzielen.
Index
- Einführung in die Widerstandsmessung
- Anwendungen
- Widerstand
- Grundsätze der Widerstandsmessung
- Methoden der 4-poligen Verbindungen
- Mögliche Messfehler
- Auswahl des richtigen Messgeräts
- Anwendungsbeispiele
- Nützliche Formeln und Diagramme
- Weitere Informationen
1. Einleitung
Die Messung von sehr großen oder sehr kleinen Größen ist immer schwierig, und die Widerstandsmessung ist keine Ausnahme. Sowohl Werte über 1GΩ als auch Werte unter 1Ω stellen Messprobleme dar.
Cropico ist weltweit führend im Bereich der Niederohmmessung; wir stellen ein umfassendes Sortiment an Niederohmmessgeräten und Zubehör her, das die meisten Messanwendungen abdeckt. Dieses Handbuch gibt einen Überblick über niederohmige Messtechniken, erklärt häufige Fehlerursachen und wie man sie vermeiden kann. Wir haben auch nützliche Tabellen mit Draht- und Kabeleigenschaften, Temperaturkoeffizienten und verschiedenen Formeln aufgenommen, um sicherzustellen, dass Sie bei der Auswahl Ihres Messgeräts und Ihrer Messtechnik die bestmögliche Wahl treffen. Wir hoffen, dass Sie diesen Leitfaden als wertvolle Ergänzung zu Ihrem Werkzeugkasten betrachten werden.
2. Anwendungen
Hersteller von Bauelementen
Widerstände, Induktivitäten und Drosseln müssen überprüfen, ob ihr Produkt die spezifizierte Widerstandstoleranz einhält, und zwar durch Prüfungen am Ende der Produktionslinie und in der Qualitätskontrolle.
Hersteller von Schaltern, Relais &Steckverbindern
Es muss überprüft werden, ob der Kontaktwiderstand unter den vorgegebenen Grenzwerten liegt.
Kabelhersteller
Müssen den Widerstand der von ihnen hergestellten Kupferdrähte messen. Ein zu hoher Widerstand bedeutet, dass die Strombelastbarkeit des Kabels reduziert ist; ein zu niedriger Widerstand bedeutet, dass der Hersteller beim Kabeldurchmesser zu großzügig ist und mehr Kupfer als nötig verwendet, was sehr teuer werden kann.
Installation &Wartung von Stromkabeln, Schaltanlagen &Spannungsstufenschalter
Diese erfordern, dass die Kabelverbindungen und Schaltkontakte einen möglichst geringen Widerstand aufweisen, um zu vermeiden, dass die Verbindung oder der Kontakt übermäßig heiß werden. Eine schlechte Kabelverbindung oder ein schlechter Schaltkontakt wird aufgrund dieses Erwärmungseffekts bald ausfallen. Eine routinemäßige vorbeugende Wartung mit regelmäßigen Widerstandskontrollen gewährleistet die bestmögliche Lebensdauer.
Elektromotor &Generatorenhersteller
Es ist erforderlich, die maximale Temperatur zu bestimmen, die unter Volllast erreicht wird. Um diese Temperatur zu bestimmen, wird der Temperaturkoeffizient der Kupferwicklung verwendet. Der Widerstand wird zunächst bei kaltem Motor oder Generator, d.h. bei Umgebungstemperatur, gemessen, dann wird das Gerät für eine bestimmte Zeit unter Volllast betrieben und der Widerstand erneut gemessen. Anhand der Änderung des Widerstandswertes kann die Innentemperatur des Motors/Generators bestimmt werden. Unsere Ohmmeter werden auch verwendet, um die einzelnen Spulen einer Motorwicklung zu messen, um sicherzustellen, dass es keine Kurzschluss- oder Leerlaufwindungen gibt und dass jede Spule symmetrisch ist.
Die Automobilindustrie
Anforderung, den Widerstand von Roboterschweißkabeln zu messen, um sicherzustellen, dass sich die Schweißqualität nicht verschlechtert, d.h. Quetschverbinder für Batteriekabel, Widerstand von Airbagzündern, Widerstand von Kabelbäumen und Qualität von Quetschverbindern an Bauteilen.
Sicherungshersteller
Für die Qualitätskontrolle ist es erforderlich, Widerstandsbonding-Messungen an Flugzeugen und Militärfahrzeugen vorzunehmen, um sicherzustellen, dass alle in Flugzeugen installierten Geräte elektrisch mit dem Luftrahmen verbunden sind, einschließlich der Bordküchengeräte. Für Panzer und andere Militärfahrzeuge gelten die gleichen Anforderungen. Hersteller und Nutzer großer elektrischer Ströme müssen alle die Verteilung von Verbindungswiderständen, Stromschienen und Anschlüssen an Elektroden für die Galvanisierung messen.
Eisenbahnunternehmen
Einschließlich Straßenbahnen und U-Bahnen (Metro) – für die Messung der Verbindungen von Stromverteilungskabeln, einschließlich des Widerstands von Schienenverbindungen, da die Schienen oft für die Signalisierung von Informationen verwendet werden.
3. Widerstand
Ohmsches Gesetz V = I x R (Volt = Strom x Widerstand). Ohm (Ω) ist eine Einheit des elektrischen Widerstands, die dem eines Leiters entspricht, in dem ein Strom von einem Ampere durch ein Potential von einem Volt an seinen Anschlüssen erzeugt wird. Das Ohmsche Gesetz, benannt nach seinem Entdecker, dem deutschen Physiker Georg Ohm, ist eines der wichtigsten Grundgesetze der Elektrizität. Es definiert die Beziehung zwischen den drei grundlegenden elektrischen Größen: Strom, Spannung und Widerstand. Wenn eine Spannung an einen Stromkreis angelegt wird, der nur Widerstandselemente enthält, fließt der Strom gemäß dem Ohmschen Gesetz, das im Folgenden dargestellt ist.
4. Prinzipien der Widerstandsmessung
Ammeter-Voltmeter-Methode
Diese Methode geht direkt zu den Grundlagen zurück. Wenn wir eine Batterie als Spannungsquelle, ein Voltmeter zur Messung der Spannung und ein Amperemeter zur Messung des Stroms im Stromkreis verwenden, können wir den Widerstand mit angemessener Genauigkeit berechnen. Diese Methode kann zwar gute Messergebnisse liefern, ist aber keine praktische Lösung für alltägliche Messaufgaben.
Kelvin-Doppelbrücke
Die Kelvin-Brücke ist eine Abwandlung der Wheatstone-Brücke, mit der kleine Widerstände gemessen werden können. Der Messbereich liegt typischerweise bei 1mΩ bis 1kΩ mit der kleinsten Auflösung von 1μΩ. Die Einschränkungen der Kelvin-Brücke sind:-
- erfordert einen manuellen Abgleich
- ein empfindlicher Null-Detektor oder ein Galvanometer ist erforderlich, um den Abgleichzustand zu erkennen
- der Messstrom muss ziemlich hoch sein, um eine ausreichende Empfindlichkeit zu erreichen
Die Kelvin-Doppelbrücke wurde im Allgemeinen durch digitale Ohmmeter ersetzt.
DMM – Zweileiteranschluss
Ein einfaches Digitalmultimeter kann für höhere Widerstandswerte verwendet werden. Sie arbeiten mit der Zweileitermethode und eignen sich nur für Messwerte über 100Ω und wenn keine hohe Genauigkeit erforderlich ist.
Bei der Messung des Widerstands eines Bauteils (Rx) wird ein Prüfstrom durch das Bauteil geleitet, und das Messgerät misst die Spannung an seinen Anschlüssen. Das Messgerät berechnet dann den resultierenden Widerstand und zeigt ihn an; man spricht von einer Zweileitermessung. Dabei ist zu beachten, dass das Messgerät die Spannung an seinen Anschlüssen und nicht über dem Bauteil misst. Daher wird auch der Spannungsabfall an den Anschlussleitungen in die Widerstandsberechnung einbezogen. Qualitativ gute Messleitungen haben einen Widerstand von etwa 0,02Ω pro Meter. Zusätzlich zum Widerstand der Leitungen wird auch der Widerstand der Leitungsverbindung in die Messung einbezogen, und dieser kann genauso hoch oder sogar höher sein als die Leitungen selbst.
Bei der Messung größerer Widerstandswerte kann dieser zusätzliche Leitungswiderstandsfehler vernachlässigt werden, aber wie Sie aus dem nachstehenden Diagramm ersehen können, wird der Fehler deutlich höher, wenn der gemessene Wert abnimmt, und ist unter 10Ω völlig unangemessen.
TABELLE 1
Beispiele für mögliche Messfehler
| RX | Messleitungswiderstand R1 + R2 | Anschluss Widerstand R3 + R4 | Rx gemessen an DMM-Klemmen = Rx + R1 + R2 + R3 + R4 | Fehler | Fehler % |
| 1000 Ω | 0.04 Ω | 0.04 Ω | 1000.08 Ω | 0.08 Ω | 0.008 |
| 100 Ω | 0.04 Ω | 0.04 Ω | 100.08 Ω | 0.08 Ω | 0.08 |
| 10 Ω | 0.04 Ω | 0,04 Ω | 10,08 Ω | 0,08 Ω | 0,8 |
| 1 Ω | 0.04 Ω | 0.04 Ω | 1.08 Ω | 0.08 Ω | 8 |
| 100 mΩ | 0.04 Ω | 0.04 Ω | 180 mΩ | 0.08 Ω | 80 |
| 10 mΩ | 0.04 Ω | 0.04 Ω | 90 mΩ | 0.08 Ω | 800 |
| 1 mΩ | 0.04 Ω | 0.04 Ω | 81 mΩ | 0.08 Ω | 8000 |
| 100 µΩ | 0.04 Ω | 0.04 Ω | 80.1µΩ | 0.08 Ω | 8000 |
Zur Messung von echtem Gleichstrom verwenden Widerstands-Ohmeter in der Regel eine 4-Leiter-Messung. Der Gleichstrom wird durch den Rx und durch den internen Standard des Ohmmeters geleitet. Dann wird die Spannung über dem Rx und dem internen Standard gemessen, und das Verhältnis der beiden Messwerte wird zur Berechnung des Widerstands verwendet. Bei dieser Methode muss der Strom nur für die wenigen Millisekunden konstant sein, die das Ohmmeter benötigt, um beide Messwerte zu ermitteln, aber es sind zwei Messkreise erforderlich. Die gemessene Spannung ist sehr klein und eine μV-Messempfindlichkeit ist in der Regel erforderlich.
Alternativ wird eine Konstantstromquelle verwendet, um einen Strom durch den Rx zu leiten. Der Spannungsabfall über dem Rx wird dann gemessen und der Widerstand berechnet. Diese Methode erfordert nur einen Messkreis, aber der Stromgenerator muss unter allen Messbedingungen stabil sein.
Vierdrahtanschluss
Die Vierdraht- (Kelvin-) Messmethode wird für Widerstandswerte unter 100Ω bevorzugt, und alle Seaward-Millimeter und -Mikrohmmeter verwenden diese Methode. Diese Messungen werden mit 4 separaten Drähten durchgeführt. 2 Drähte führen den Strom, die so genannten Quellen- oder Stromleitungen, und leiten den Strom durch den Rx. Die anderen 2 Drähte, die so genannten Mess- oder Potenzialleitungen, werden verwendet, um den Spannungsabfall über Rx zu messen. In den Messleitungen fließt zwar ein geringer Strom, dieser ist jedoch vernachlässigbar und kann ignoriert werden. Der Spannungsabfall an den Messklemmen des Ohmmeters ist daher praktisch derselbe wie der Spannungsabfall an Rx. Diese Messmethode liefert genaue und konsistente Ergebnisse bei der Messung von Widerständen unter 100Ω.
Aus messtechnischer Sicht ist dies die beste Anschlussart mit 4 getrennten Drähten; 2 Stromdrähte (C und C1) und 2 Potenzialdrähte (P und P1). Die Stromdrähte müssen immer außerhalb des Potenzials verlegt werden, wobei die genaue Platzierung nicht entscheidend ist. Die Potenzialdrähte müssen genau an den Punkten angeschlossen werden, zwischen denen Sie messen möchten. Der Messwert liegt dann zwischen den Potenzialpunkten. Dies führt zwar zu den besten Messergebnissen, ist aber oft nicht praktikabel. Wir leben in einer nicht perfekten Welt und manchmal müssen kleine Kompromisse gemacht werden. Cropico kann eine Reihe praktischer Messlösungen anbieten.
5. Methoden für 4-polige Verbindungen
Kelvin-Klemmen
Kelvin-Klemmen sind ähnlich wie Krokodilklemmen, jedoch sind die Klemmbacken voneinander isoliert. Die Stromleitung wird an eine Klemmbacke und die Potenzialleitung an die andere Klemmbacke angeschlossen. Kelvin-Klemmen bieten eine sehr praktische Lösung für die Herstellung einer vierpoligen Verbindung zu Drähten, Sammelschienen, Platten usw.
Duplex-Handspikes
Handspikes bieten eine weitere sehr praktische Verbindungslösung, insbesondere für Plattenmaterial, Sammelschienen und dort, wo der Zugang ein Problem sein kann. Der Handspike besteht aus zwei gefederten Spikes, die von einem Griff umschlossen sind. Eine Spitze ist der Stromanschluss und die andere ist der Potenzial- oder Messanschluss.
Stacked Lead Anschluss
Manchmal ist die einzige praktische Lösung, um eine Verbindung zum Rx herzustellen, die Verwendung von Stacking leads. Die Stromleitung wird in die Rückseite der Potentialleitung geschoben. Diese Methode führt zu geringen Fehlern, da der Messpunkt dort liegt, wo die Potenzialleitung mit der Stromleitung verbunden ist. Für die Messung von schwer zugänglichen Proben kann dies die beste Kompromisslösung sein.
Kabelklemmen
Bei der Messung von Kabeln während der Herstellung und zu Zwecken der Qualitätskontrolle ist es notwendig, gleichbleibende Messbedingungen zu gewährleisten. Die Länge der Kabelprobe beträgt normalerweise 1 Meter, und um sicherzustellen, dass genaue 1-Meter-Längen gemessen werden, sollte eine Kabelklemme verwendet werden. Cropico bietet eine Vielzahl von Kabelklemmen an, die für die meisten Kabelgrößen geeignet sind. Das zu messende Kabel wird in die Klemme gelegt und die Enden des Kabels in die Stromanschlüsse geklemmt. Die Potentialanschlußpunkte haben normalerweise die Form von Messerkontakten, die genau einen Meter voneinander entfernt sind.
Vorrichtungen
Bei der Messung anderer Bauteile wie Widerstände, Sicherungen, Schaltkontakte, Nieten usw. kann nicht genug betont werden, wie wichtig es ist, eine Prüfvorrichtung zu verwenden, die das Bauteil hält. Dadurch wird sichergestellt, dass die Messbedingungen, d. h. die Position der Messleitungen, für jedes Bauteil gleich sind, was zu einheitlichen, zuverlässigen und aussagekräftigen Messungen führt. Vorrichtungen müssen oft speziell für die jeweilige Anwendung entwickelt werden.
6. Mögliche Messfehler
Es gibt mehrere mögliche Quellen für Messfehler bei der Messung niedriger Widerstände. Die häufigsten werden im Folgenden beschrieben.
Verschmutzte Anschlüsse
Wie bei allen Messungen ist es wichtig, sicherzustellen, dass das Gerät, das Sie anschließen, sauber und frei von Oxiden und Schmutz ist. Hochohmige Verbindungen führen zu Ablesefehlern und können Messungen verhindern. Es ist auch zu beachten, dass einige Beschichtungen und Oxide auf Materialien gute Isolatoren sind. Eloxal hat einen sehr hohen Widerstand und ist ein klassisches Beispiel. Achten Sie darauf, die Beschichtung an den Anschlussstellen zu entfernen. Cropico-Ohmmeter verfügen über eine Leitungsfehler-Warnung, die anzeigt, wenn die Anschlüsse einen zu hohen Widerstand aufweisen.
Widerstand der Leitungen zu hoch
Auch wenn die vierpolige Messmethode theoretisch von der Leitungslänge unbeeinflusst ist, muss darauf geachtet werden, dass die Leitungen keinen zu hohen Widerstand aufweisen. Die Potentialleitungen sind unkritisch und können in der Regel bis zu 1kΩ betragen, ohne die Messgenauigkeit zu beeinträchtigen, aber die Stromleitungen sind kritisch. Wenn die Stromleitungen einen zu hohen Widerstand aufweisen, führt der Spannungsabfall an ihnen zu einer unzureichenden Spannung am DUT (Device Under Test), um einen sinnvollen Messwert zu erhalten. Cropico-Ohmmeter überprüfen diese Spannung über dem Prüfling und verhindern eine Messung, wenn sie zu niedrig ist. Außerdem wird eine Warnanzeige bereitgestellt, die das Ablesen verhindert und sicherstellt, dass keine falschen Messungen durchgeführt werden. Wenn Sie lange Messleitungen verwenden müssen, vergrößern Sie den Durchmesser der Kabel, um ihren Widerstand zu verringern.
Messrauschen
Wie bei jeder Art von Niederspannungsmessung kann Rauschen ein Problem darstellen. Rauschen entsteht in den Messleitungen, wenn sie sich im Einflussbereich eines sich ändernden Magnetfeldes befinden oder wenn sich die Leitungen innerhalb dieses Feldes bewegen. Um diesen Effekt zu minimieren, sollten die Messleitungen so kurz wie möglich gehalten werden, nicht bewegt werden und idealerweise abgeschirmt sein. Cropico ist sich bewusst, dass es viele praktische Einschränkungen gibt, um dieses Ideal zu erreichen, und hat daher die Schaltkreise in seinen Ohmmetern so konzipiert, dass diese Effekte minimiert und eliminiert werden. Thermische Emf Die thermische Emf im Prüfling ist wahrscheinlich die größte Ursache für Fehler bei Niederohmmessungen. Zunächst müssen wir verstehen, was wir mit Thermospannung meinen und wie sie erzeugt wird. Thermospannungen sind kleine Spannungen, die entstehen, wenn zwei ungleiche Metalle miteinander verbunden werden und eine so genannte Thermoelementverbindung bilden. Ein Thermoelement erzeugt eine Thermospannung, die von den an der Verbindungsstelle verwendeten Materialien und dem Temperaturunterschied zwischen der heißen und der kalten Vergleichsstelle abhängt.
Dieser Thermoelement-Effekt führt zu Messfehlern, wenn keine Maßnahmen zur Kompensation und Beseitigung dieser Thermospannungen getroffen werden. Die Mikro- und Milliohmmeter von Cropico beseitigen diesen Effekt, indem sie einen automatischen Mittelwertbildungsmodus für die Messung anbieten, der manchmal als geschaltete Gleichstrom- oder Mittelwertmethode bezeichnet wird. Dabei wird eine Messung mit Stromfluss in Vorwärtsrichtung und eine zweite Messung mit Stromfluss in Rückwärtsrichtung durchgeführt. Der angezeigte Wert ist der Mittelwert aus diesen beiden Messungen. Jegliche Wärmeemission im Messsystem wird zur ersten Messung addiert und von der zweiten subtrahiert; der daraus resultierende angezeigte Durchschnittswert eliminiert oder löscht die Wärmeemission aus der Messung. Diese Methode liefert die besten Ergebnisse für ohmsche Lasten, ist aber für induktive Proben wie Motor- oder Transformatorwicklungen nicht geeignet. In diesen Fällen schaltet das Ohmmeter wahrscheinlich die Stromrichtung um, bevor die Induktivität vollständig gesättigt ist, und der korrekte Messwert wird nicht erreicht.
Messung des Verbindungswiderstands von 2 Stromschienen
Falscher Prüfstrom
Die Auswirkungen des Messstroms auf den Prüfling sollten immer berücksichtigt werden. Geräte mit geringer Masse oder aus Materialien, die einen hohen Temperaturkoeffizienten haben, wie z.B. dünne Kupferdrähte, müssen mit dem kleinstmöglichen Strom gemessen werden, um eine Erwärmung zu vermeiden. In diesen Fällen kann ein einzelner Stromimpuls angemessen sein, um eine möglichst geringe Erwärmung zu verursachen. Sollte der Prüfling den Einflüssen thermischer Emf ausgesetzt sein, ist die oben beschriebene Methode des geschalteten Stroms geeignet. Die Ohmmeter der Serie DO5000 von Cropico verfügen über wählbare Ströme von 10 % bis 100 % in 1 %-Schritten sowie einen Einzelimpulsmodus und können daher für die meisten Anwendungen konfiguriert werden.
Temperatureinflüsse
Es ist wichtig zu wissen, dass der Widerstand der meisten Materialien durch ihre Temperatur beeinflusst wird. Je nach geforderter Messgenauigkeit kann es notwendig sein, die Umgebung, in der die Messung durchgeführt wird, zu kontrollieren und so die Umgebungstemperatur konstant zu halten. Dies wäre der Fall bei der Messung von Widerstandsreferenzstandards, die in einem kontrollierten Labor bei 20°C oder 23°C gemessen werden. Für Messungen, bei denen eine Kontrolle der Umgebungstemperatur nicht möglich ist, kann die ATC-Funktion (automatische Temperaturkompensation) verwendet werden. Ein Temperaturfühler, der an das Ohmmeter angeschlossen ist, misst die Umgebungstemperatur und der Widerstandsmesswert wird auf eine Referenztemperatur von 20 °C korrigiert. Zwei der am häufigsten gemessenen Materialien sind Kupfer und Aluminium, deren Temperaturkoeffizienten nebenstehend dargestellt sind.
Der Temperaturkoeffizient von Kupfer (nahe Raumtemperatur) beträgt +0,393 % pro °C. Das heißt, wenn die Temperatur um 1 °C steigt, erhöht sich der Widerstand um 0,393 %. Aluminium liegt bei +0,4100 % pro °C.
7. Auswahl des richtigen Gerätes
TABELLE 2
Typische Gerätespezifikationen
| Bereich | Auflösung | Messstrom | Genauigkeit @ 20 o C ±5 o C, 1 Jahr | Temperaturkoeffizient / o C |
| 60 Ω | 10 mΩ | 1 mA | ±(0.15% Rdg + 0.05% FS) | 40 ppm Rdg + 30 ppm FS |
| 6 Ω | 1 mΩ | 10 mA | ±(0.15% Rdg + 0.05% FS) | 40 ppm Rdg + 30 ppm FS |
| 600 mΩ | 100 µΩ | 100 mA | ±(0.15% Rdg + 0,05% FS) | 40 ppm Rdg + 30 ppm FS |
| 60 mΩ | 10 µΩ | 1A | ±(0.15% Rdg + 0,05% FS) | 40 ppm Rdg + 30 ppm FS |
| 6 mΩ | 1 µΩ | 10A | ±(0.2% Rdg + 0.01% FS) | 40 ppm Rdg + 30 ppm FS |
| 600 µΩ | 0.1 µΩ | 10A | ±(0.2% Rdg + 0.01% FS) | 40 ppm Rdg + 250 ppm FS |
Bereich:
Der maximal mögliche Messwert bei dieser Einstellung
Auflösung:
Die kleinste angezeigte Zahl (Ziffer) für diesen Bereich
Messstrom:
Der von diesem Bereich verwendete Nennstrom
Genauigkeit:
Ungenauigkeit der Messung über den Umgebungstemperaturbereich von 15 bis 25°C
Temperaturkoeffizient:
Der zusätzliche mögliche Fehler unterhalb der Umgebungstemperatur von 15°C und oberhalb von 25°C
Bei der Auswahl des besten Messgeräts für Ihre Anwendung sollte Folgendes berücksichtigt werden:-
Die Genauigkeit kann besser als die Messunsicherheit beschrieben werden, die den Grad der Übereinstimmung zwischen dem Ergebnis eines Messwerts und dem wahren Wert angibt. Sie wird normalerweise in zwei Teilen ausgedrückt, d. h. als Prozentsatz des Messwerts und als Prozentsatz des Skalenendwerts. Die Genauigkeitsangabe sollte den zutreffenden Temperaturbereich sowie die Zeitspanne umfassen, in der die Genauigkeit innerhalb der angegebenen Grenzen bleibt. Achtung: Einige Hersteller geben eine sehr hohe Genauigkeit an, die jedoch nur für einen kurzen Zeitraum von 30 oder 90 Tagen gültig ist. Alle Cropico-Ohmmeter geben die Genauigkeit für ein ganzes Jahr an.
Die Auflösung ist die kleinste Schrittweite, die das Messgerät anzeigt. Es ist zu beachten, dass zum Erreichen einer hohen Messgenauigkeit eine entsprechend hohe Auflösung erforderlich ist, aber eine hohe Auflösung an sich bedeutet nicht, dass die Messung eine hohe Genauigkeit hat.
Beispiel: Um 1Ω mit einer Genauigkeit von 0,01% (± 0,0001) zu messen, muss der Messwert mit einer Mindestauflösung von 100μΩ (1,0001 Ohm) angezeigt werden.
Ein Messwert kann auch mit einer sehr hohen Auflösung, aber geringer Genauigkeit angezeigt werden, d.h. 1Ω gemessen mit einer Genauigkeit von 1%, aber einer Auflösung von 100μΩ würde als 1,0001Ω angezeigt. Die einzigen aussagekräftigen Ziffern wären 1,0100, wobei die letzten beiden Ziffern nur die Schwankungen der Messwerte anzeigen. Diese Schwankungen können irreführend sein und eine eventuelle Instabilität des Prüflings unterstreichen. Es sollte eine geeignete Auflösung gewählt werden, um ein bequemes Ablesen der Anzeige zu gewährleisten.
Messskalenlänge
Digitale Messgeräte zeigen den Messwert mit Anzeigen an, die eine maximale Zählung haben, oft 1999 (manchmal auch als 3Ω-Ziffer bezeichnet). Das bedeutet, dass der maximale Wert, der angezeigt werden kann, 1999 ist und die kleinste Auflösung 1 Stelle in 1999 ist. Bei einer Messung von 1Ω zeigt das Display 1,000 an, was einer Auflösung von 0,001mΩ entspricht. Wenn wir 2 Ω messen wollen, müssen wir einen höheren Bereich wählen, nämlich 19,99 Ω Skalenendwert, und der Wert wird als 2,00 Ω angezeigt, was einer Auflösung von 0,01 Ω entspricht. Sie sehen also, dass es wünschenswert ist, eine größere Skalenlänge zu haben als das traditionelle 1999. Die Cropico-Ohmeter bieten Skalenlängen bis zu 6000 Zählern, was einen angezeigten Wert von 2,000 mit einer Auflösung von 0,001Ω ergeben würde.
Bereichswahl
Die Bereichswahl kann entweder manuell oder automatisch erfolgen. Die automatische Bereichswahl kann zwar sehr nützlich sein, wenn der Wert von Rx unbekannt ist, aber die Messung dauert länger, da das Gerät den richtigen Bereich finden muss. Für Messungen an einer Reihe ähnlicher Proben ist es besser, den Bereich manuell auszuwählen. Außerdem messen die verschiedenen Messbereiche des Geräts mit unterschiedlichen Strömen, die möglicherweise nicht für das zu prüfende Gerät geeignet sind. Bei der Messung induktiver Proben, wie Motoren oder Transformatoren, steigt der Messwert mit der Sättigung der Induktivität an, bis der Endwert erreicht ist. Die automatische Bereichswahl sollte bei diesen Anwendungen nicht verwendet werden, da durch den Wechsel des Bereichs der Messstrom unterbrochen wird und sich auch seine Größe ändern kann und ein endgültiger gleichmäßiger Messwert wahrscheinlich nicht erreicht wird.
| Skalenlänge | 1,999 | 19,99 | 2,000 | 20.00 | 3.000 | 30.00 | 4.000 | 40.000 | |
| Displayanzeige | |||||||||
| Messwerte | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | ||||
| 2.000 | Bereich aufwärts | 2.00 | 2.000 | 2.000 | 2.000 | ||||
| 3.000 | Bereich oben | 3.00 | Bereich oben | 3.00 | 3.000 | 3.000 | |||
| 4.000 | Bereich aufwärts | 4.00 | Bereich aufwärts | 4.00 | Bereich aufwärts | 4.00 | 4.000 | ||
Temperaturkoeffizient
Der Temperaturkoeffizient eines Messgerätes ist wichtig, da er die Genauigkeit der Messung erheblich beeinflussen kann. Messgeräte werden normalerweise bei einer Umgebungstemperatur von 20 oder 23° kalibriert. Der Temperaturkoeffizient gibt an, wie die Messgenauigkeit durch Schwankungen der Umgebungstemperatur beeinflusst wird.
Stromstärke und Modus
Es ist wichtig, ein Messgerät mit dem für die Anwendung geeigneten Messstrom auszuwählen. Sollen zum Beispiel dünne Drähte gemessen werden, so würde ein hoher Messstrom den Draht erwärmen und seinen Widerstandswert verändern. Kupferdraht hat bei Umgebungstemperatur einen Temperaturkoeffizienten von 4 % pro °C. Bei einem Draht mit einem Widerstand von 1Ω erhöht sich der Wert also bei einer Temperaturerhöhung um 10 °C auf 10 x 0,004 = 0,04Ω. Einige Anwendungen profitieren jedoch von höheren Strömen.
Der Messstrommodus kann ebenfalls wichtig sein. Auch hier gilt, dass bei der Messung dünner Drähte ein kurzer Messstromimpuls anstelle eines Dauerstroms die Erwärmung minimiert. Ein geschalteter Gleichstrom-Messmodus kann ebenfalls geeignet sein, um thermische EMK-Fehler zu eliminieren, aber für die Messung von Motorwicklungen oder Transformatoren wäre ein Stromimpuls oder geschalteter Gleichstrom ungeeignet. Ein kontinuierlicher Strom ist erforderlich, um die Induktivität zu sättigen und den korrekten Messwert zu erhalten. Automatische Temperaturkompensation Bei der Messung von Materialien mit einem hohen Temperaturkoeffizienten, wie z. B. Kupfer, steigt der Widerstandswert mit der Temperatur. Messungen, die bei einer Umgebungstemperatur von 20°C durchgeführt werden, liegen 0,4 % niedriger als Messungen bei 30°C. Dies kann irreführend sein, wenn man versucht, die Werte zu Zwecken der Qualitätskontrolle zu vergleichen. Um dies zu vermeiden, sind einige Ohmmeter mit einer automatischen Temperaturkompensation (ATC) ausgestattet. Die Umgebungstemperatur wird mit einem Temperatursensor gemessen, und der angezeigte Widerstandswert wird um Temperaturänderungen korrigiert, indem die Messwerte auf 20 °C bezogen werden.
Messgeschwindigkeit
Die Messgeschwindigkeit ist normalerweise nicht allzu wichtig, und die meisten Ohmmeter messen mit etwa einem Messwert pro Sekunde, aber bei automatisierten Prozessen wie der Auswahl von Bauteilen und der Prüfung von Produktionslinien können schnelle Messgeschwindigkeiten von bis zu 50 Messungen pro Sekunde wünschenswert sein. Wenn das Ohmmeter mit diesen Geschwindigkeiten misst, muss es natürlich über einen Computer oder eine SPS-Schnittstelle ferngesteuert werden.
Fernverbindungen
Für die Fernverbindung können IEEE-488-, RS232- oder SPS-Schnittstellen geeignet sein. Die IEEE-488-Schnittstelle ist eine parallele Schnittstelle für die Übertragung von 8 Bits (1 Byte) Informationen auf einmal über 8 Drähte. Sie hat eine höhere Übertragungsgeschwindigkeit als RS232, ist aber in der Länge des Verbindungskabels auf 20 Meter begrenzt.
Die RS232-Schnittstelle ist eine serielle Schnittstelle zur Übertragung von Daten im seriellen Bitformat. RS232 hat eine langsamere Übertragungsgeschwindigkeit als IEEE-488 und benötigt nur 3 Leitungen für die Übertragung von Daten, den Empfang von Daten und die Signalmasse.
Die SPS-Schnittstelle ermöglicht die einfache Fernsteuerung des Mikroohmmeters durch eine speicherprogrammierbare Steuerung oder ein ähnliches Gerät.
Umgebung
Die Art der Umgebung, in der das Ohmmeter eingesetzt werden soll, sollte berücksichtigt werden. Wird ein tragbares Gerät benötigt? Muss die Konstruktion robust genug sein, um den Bedingungen auf der Baustelle standzuhalten? In welchem Temperatur- und Feuchtigkeitsbereich muss es arbeiten?
Weitere Informationen über unsere Produkte finden Sie in der Produktpalette der Millohmmeter und Mikroohmmeter.
Laden Sie den vollständigen PDF-Leitfaden herunter, der alle Kapitel enthält:
HIER KLICKEN UM DEN VOLLEN LEITFADEN HERUNTERZULADEN