Warum darf mit einem Mulimeter nur bei niedrigen Frequenzen Messen?
Warum darf mit einem Messgerät nur niedrige Frequenz ...in der Wechselspannung messen?
5 Antworten
Hallo Bjoern,
Die meisten Schaltungen arbeiten nur bei niedrigen Frequenzen problemlos. Wenn man messen will, muss man einfach ein paar grundlegende Dinge über das Messen elektrischer Größen wissen. Will man höhere Frequenzen messen, muss das Messgerät direkt dafür ausgelegt sein. Oft arbeitet es dann bei niedrigeren Frequenzen nicht mehr genau, oder der Frequenzbereich ist umschaltbar. Das liegt daran, dass in den Messgeräten Spulen und Kondensatoren verbaut sind, auch Kabel und Drähte haben eine Kapazität und Induktivität, und deren Blindwiderstand ist Frequenzabhängig. Elektrische Schaltkreise, wie sie für die Ermittlung z.B. des tatsächlichen Effektivwertes (true RMS) verwendet werden, sind auch frequenzabhängig. Soviel zum Grundsätzlichen.
Aus diesem Grund werden die Messgeräte für niedrige Frequenzen optimiert. In den technischen Daten muss angegeben werden (bei guten Messgeräten) in welchem Frequenzbereich welche Messung wie genau ist.
Das Problem ist nicht, dass man das nicht "darf", es passiert dem Multimeter normalerweise nichts.
Wenn du ein "Wald-und-Wiesen"-Messgerät verwendest und damit hohe Frequenzen misst, kann es Fehler bei der Bildung des Effektivwerts Ueff geben, da das Messgerät nicht schnell genug für Spannungen im z.B. KHz-Bereich ist.
Ein etwas hochwertigeres Messgerät (Fluke hat einige sehr gute), oder im Zweifelsfall direkt ein Oszilloskop verwenden.
Gruß, Jackswaste
Das Multimeter erwartet 50Hz Sinus. Dazu wird das Signal durch einen Kondensator gejagt und gleichgerichtet, dann durch ein RC Netzwerk geglättet. Heraus kommt eine Spannung die von Amplitude, Wellenform und Ferquenz abhängt. Man muß zwei dieser Parameter wissen um den dritten zu bestimmen.
Jagt man was anders rein als Sinus, kann man den angezeigten Effektivwert umrechnen:
- Rechteck = 1
- Dreieck/Sägezahn = 1/2
- Sinus = √2
Mißt man Rechteck oder Dreieck, dann muß man zuerst den fälschlich benutzten Formfaktor von √2 "abmachen", dann den richtigen drauf rechnen.
Bei der Frequenz ist es nicht ganz so schlimm, bis 1kHz misst ein multimeter meist noch brauchbar genau, am oberen Audiobereich kann der Fehler aber schon 50% übersteigen!
Um eine korrekte Anzeige ohne Umrechnung und Einschränkungen zu bekommen braucht man ein sogenanntes "True RMS" Meßgerät, das zeigt immer den Effektivwert an, egal welche frequenz und Wellenform da kommt. Früher kosteten die ein vermögen, heutzutage sind die für weniger als €100 zu haben!
Hallo Commodore,
Deine Angaben zum Verhältnis Spitzenwert zu Effektivwert sind falsch! Der Effektivwert ist bei allen angegebenen Wellenformen kleiner als der Spitzenwert! bei einer Rechteckspannung hängt er von der Pulslänge Tau ab:
Ueff= Uspitze * Wurzel(Tau/Periodendauer)
Bei einer Sinusspannung wird der Spitzenwert durch (Wurzel2) dividiert.
Sägezahn weiß ich gerade nicht auswendig.
Richtig ist, dass man berücksichtigen muss, dass das "einfache" Multimeter den Spitzenwert misst, und den Wert dann durch Wurzel2 dividiert und diesen Wert dann anzeigt. Das muss man dan bei Sägezahn oder Rechteckspannung wieder rückgängig machen, indem man den angezeigten Wert mit Wurzel2 multipliziert und dann durch den entsprechenden Wert dividiert.
Weiterhin "erwartet" das Gerät gar nichts! Wenn man weiß was man messen will und vernünftig damit umgeht, kann man ne ganze Menge mehr messen, wie ja oben an den Beispielen für Sägezahn und Rechteckimpulse gezeigt wurde.
:Das Multimeter erwartet 50Hz Sinus. Dazu wird das Signal durch einen Kondensator :gejagt und gleichgerichtet, dann durch ein RC Netzwerk geglättet. Heraus kommt :eine Spannung die von Amplitude, Wellenform und Ferquenz abhängt
Falsch, das Signal wird ganz einfach durch einen Messgleichrichter gleichgerichtet und an einen Kondensator gelegt. Am Kondensator liegt dann die Spitzenspannung an! das wars! Bessere Messgeräte richten über einen Operationsdverstärker gleich, dann entfällt der Messfehler durch die Knickspannung der Diode! und es können auch sehr kleine Spannungen gemessen werden! Richtig ist: die Gleichrichterschaltungen sind Frequenzabhängig!
:Bei der Frequenz ist es nicht ganz so schlimm, bis 1kHz misst ein multimeter meist :noch brauchbar genau, am oberen Audiobereich kann der Fehler aber schon 50% :übersteigen!
Sei mal vorsichtig, auch im Unteren Bereich von Audiosignalen muss man mit großen Messwertfehlern rechnen, denn Audiosignale sind weder Rechtecke, noch Dreiecke, soch reine Sinussignale, sondern eine Mischung. Da liefern nur jnoch TrueRMS-Geräte vernünftige Ergebnisse!
Das kann man nicht generell sagen. Es gibt Multimeter, die zeigen auch bei Frequenzen von ein paar kHz noch korrekt an.
True RMS hat erst einmal nichts mit dem Frequenzbereich zu tun. Es geht hier um den tatsächlichen Effektivwert! Und der hängt nicht von der Frequenz, sondern von der tatsächlichen Form des Signals ab. Einfache Messgeräte nehmen hier einfach eine Sinusform an und multipliziren den Messwert (Spitzenwert) mit dem entsprechenden Faktor (0,707...). TrueRMS Geräte verwenden eine Kette von Operationsverstärkern, in der Sie den tatsächlichen Effektivwert "ausrechnen" (integrierer, multiplizierer, Quadrierer).
Wie weit dann der Frequenzbereich ist, in dem sie genau anzeigen, hängt von dem Frequenzgang der Operationsverstärkerschaltung ab. Da diese Schaltungen an sich schon aufwändig sind, macht man sie gleich für einen gröeren Frequenzbereich linear, weil sie ohnehin nur in "besseren", will heißen teureren Multimmetern verbaut werden.
Und nocheinmal: Es geht hier nicht um 50/60 Hz, sondern ganz allgemein nur um "niedrige" Frequenzen. Elektrische Schaltungen verhalten sich nämlich grundsätzlich, ohne weitere Maßnahmen, wie ein Tiefpass, und da geht es um niedrige Frequenzen! Ginge es um 50/60Hz, wären auch niedriegere Frequenzen (z.B. 16 2/3 wie bei der Bahn) nur ungenau zu messen. Das ist definitiv nicht der Fall!
hängt immer von deinem gerät ab für was es ausgelegt ist
Aber nur bei Sinus und oberhalb von 1kHz nur die recht teuren noch brauchbar. Der Meßfehler steigt je weiter man sich von den 50/60Hz entfernt für die ein Multimeter gedacht ist.
Nur True RMS messen über einen sehr weiten Frequenzbereich eine beliebige ellenform genau.