Sichere Nutzung des Messgeräts

Der sichere und effiziente Umgang mit einem Stromzähler ist vielleicht die wertvollste Fähigkeit, die ein Elektroniker sowohl für seine persönliche Sicherheit als auch für sein Handwerk beherrschen kann. Es kann zunächst entmutigend sein, ein Messgerät zu verwenden, da Sie wissen, dass Sie es an stromführende Stromkreise anschließen, die lebensbedrohliche Spannungs- und Stromwerte aufweisen können.

Diese Sorge ist nicht unbegründet, und es ist immer am besten, bei der Verwendung von Zählern vorsichtig vorzugehen. Mehr als jeder andere Faktor ist Unachtsamkeit der Grund für Elektrounfälle bei erfahrenen Technikern.

Multimeter

Das gebräuchlichste elektrische Prüfgerät ist ein Messgerät namens Multimeter . Multimeter werden so genannt, weil sie eine Vielzahl von Variablen messen können:Spannung, Strom, Widerstand und oft viele andere, von denen einige aufgrund ihrer Komplexität hier nicht erklärt werden können.

In den Händen eines geschulten Technikers ist das Multimeter sowohl ein effizientes Arbeitsgerät als auch eine Sicherheitseinrichtung. In den Händen einer unwissenden und/oder nachlässigen Person kann das Multimeter jedoch zu einer Gefahrenquelle werden, wenn es an einen „stromführenden“ Stromkreis angeschlossen wird.

Es gibt viele verschiedene Marken von Multimetern, wobei mehrere Modelle von jedem Hersteller mit unterschiedlichen Funktionen ausgestattet sind. Das hier in den folgenden Abbildungen gezeigte Multimeter ist ein „generisches“ Design, nicht herstellerspezifisch, aber allgemein genug, um die grundlegenden Anwendungsprinzipien zu vermitteln:

Sie werden feststellen, dass das Display dieses Messgeräts vom „digitalen“ Typ ist:Es zeigt numerische Werte mit vier Ziffern ähnlich einer Digitaluhr an. Der Drehwahlschalter (jetzt in der Stellung Aus Position) hat fünf verschiedene Messpositionen, in die es eingestellt werden kann:zwei „V“-Einstellungen, zwei „A“-Einstellungen und ein Satz in der Mitte mit einem lustig aussehenden „Hufeisen“-Symbol darauf, das für „Widerstand“ steht.

Das „Hufeisen“-Symbol ist der griechische Buchstabe „Omega“ (Ω), das gebräuchliche Symbol für die elektrische Einheit Ohm.

Von den beiden „V“-Einstellungen und zwei „A“-Einstellungen werden Sie feststellen, dass jedes Paar in einzigartige Markierungen mit entweder einem Paar horizontaler Linien (eine durchgehende, eine gestrichelte) oder einer gestrichelten Linie mit einer verschnörkelten Kurve darüber unterteilt ist. Die parallelen Linien stehen für „DC“, während die verschnörkelte Kurve für „AC“ steht. Das „V“ steht natürlich für „Spannung“, während das „A“ für „Ampere“ (Strom) steht.

Das Messgerät verwendet intern andere Techniken zur Messung von Gleichstrom als zur Messung von Wechselstrom. Daher muss der Benutzer auswählen, welche Art von Spannung (V) oder Strom (A) gemessen werden soll. Obwohl wir Wechselstrom (AC) nicht im technischen Detail besprochen haben, ist dieser Unterschied bei den Zählereinstellungen wichtig, den es zu beachten gilt.

Multimeterbuchsen

Auf der Vorderseite des Multimeters befinden sich drei verschiedene Buchsen, in die wir unsere Messleitungen einstecken können . Prüfleitungen sind nichts anderes als speziell vorbereitete Drähte, die verwendet werden, um das Messgerät mit dem zu prüfenden Stromkreis zu verbinden.

Die Drähte sind mit einer farbcodierten (entweder schwarz oder rot) flexiblen Isolierung überzogen, um zu verhindern, dass die Hände des Benutzers die blanken Leiter berühren, und die Spitzen der Sonden sind scharfe, steife Drahtstücke:

Die schwarze Messleitung immer wird in die schwarze Buchse des Multimeters eingesteckt:die mit „COM“ für „Common“ gekennzeichnete. Die roten Messleitungen werden entweder in die rote Buchse mit der Markierung für Spannung und Widerstand oder die rote Buchse mit der Markierung für Strom gesteckt, je nachdem, welche Größe Sie mit dem Multimeter messen möchten.

Um zu sehen, wie dies funktioniert, sehen wir uns einige Beispiele an, die das verwendete Messgerät zeigen. Zuerst richten wir das Messgerät so ein, dass es die Gleichspannung einer Batterie misst:

Beachten Sie, dass die beiden Messleitungen für Spannung in die entsprechenden Buchsen am Messgerät eingesteckt sind und der Wahlschalter auf DC „V“ eingestellt ist. Sehen wir uns nun ein Beispiel für die Verwendung des Multimeters zur Messung der Wechselspannung an einer Haushaltssteckdose (Steckdose) an:

Der einzige Unterschied in der Einrichtung des Messgeräts ist die Platzierung des Wahlschalters:Er ist jetzt auf AC „V“ gedreht. Da wir immer noch Spannung messen, bleiben die Messleitungen in den gleichen Buchsen eingesteckt.

In beiden Beispielen ist es unerlässlich dass die Prüfspitzen nicht miteinander in Kontakt kommen, während sie beide an ihren jeweiligen Punkten auf der Schaltung anliegen. In diesem Fall kommt es zu einem Kurzschluss, der einen Funken und vielleicht sogar eine Flammenkugel erzeugt, wenn die Spannungsquelle genügend Strom liefern kann! Das folgende Bild veranschaulicht das Gefahrenpotenzial:

Dies ist nur eine der Möglichkeiten, wie ein Messgerät bei unsachgemäßer Verwendung zu einer Gefahrenquelle werden kann.

Die Spannungsmessung ist vielleicht die häufigste Funktion, für die ein Multimeter verwendet wird. Dies ist sicherlich die wichtigste Messung aus Sicherheitsgründen (Teil des Sperr-/Kennzeichnungsverfahrens) und sollte vom Bediener des Messgeräts gut verstanden werden.

Da die Spannung zwischen zwei Punkten immer relativ ist, muss das Messgerät muss fest mit zwei Punkten in einem Stromkreis verbunden sein, bevor es eine zuverlässige Messung liefert. Das bedeutet normalerweise, dass beide Sonden während der Messung von den Händen des Benutzers ergriffen und gegen die richtigen Kontaktpunkte einer Spannungsquelle oder eines Stromkreises gehalten werden müssen.

Da ein Stoßstrompfad von Hand zu Hand am gefährlichsten ist, ist es immer ein Potenzial, die Messfühler auf diese Weise an zwei Punkten in einem Hochspannungskreis zu halten Gefahr. Wenn die Schutzisolierung der Sonden abgenutzt oder gerissen ist, können die Finger des Benutzers während der Prüfung mit den Sondenleitern in Kontakt kommen und einen schweren Schlag verursachen. Wenn es möglich ist, die Sonden nur mit einer Hand zu greifen, ist dies eine sicherere Option.

Manchmal ist es möglich, eine Sondenspitze mit nur einer Hand auf den Testpunkt des Schaltkreises zu „einrasten“, so dass sie losgelassen und die andere Sonde in Position gesetzt werden kann. Um dies zu erleichtern, kann spezielles Sondenspitzenzubehör wie Federclips angebracht werden.

Denken Sie daran, dass die Messleitungen des Messgeräts Teil des gesamten Gerätepakets sind und mit der gleichen Sorgfalt und dem gleichen Respekt wie das Messgerät selbst behandelt werden sollten. Wenn Sie spezielles Zubehör für Ihre Messleitungen benötigen, wie beispielsweise eine Federklemme oder eine andere spezielle Tastspitze, konsultieren Sie den Produktkatalog des Messgeräteherstellers oder eines anderen Prüfgeräteherstellers.

Nicht Versuchen Sie, kreativ zu sein und stellen Sie Ihre eigenen Testsonden her, da Sie sich beim nächsten Einsatz in einer Live-Schaltung möglicherweise in Gefahr bringen.

Es muss auch daran erinnert werden, dass digitale Multimeter normalerweise eine gute Arbeit bei der Unterscheidung zwischen AC- und DC-Messungen leisten, da sie bei der Prüfung auf Spannung oder Strom auf das eine oder andere eingestellt sind.

Wie wir bereits gesehen haben, können sowohl AC- als auch DC-Spannungen und -Ströme tödlich sein. Wenn Sie also ein Multimeter als Sicherheitsprüfgerät verwenden, sollten Sie immer auf das Vorhandensein von AC und DC prüfen, auch wenn Sie nicht erwarten, beides zu finden ! Wenn Sie nach gefährlicher Spannung suchen, sollten Sie außerdem alle überprüfen fragliche Punktepaare.

Angenommen, Sie haben einen Schaltschrank geöffnet, um drei große Leiter zu finden, die eine Last mit Wechselstrom versorgen. Der Leistungsschalter, der diese Drähte (angeblich) speist, wurde abgeschaltet, verriegelt und gekennzeichnet. Sie haben das Fehlen der Stromversorgung noch einmal überprüft, indem Sie auf Start . gedrückt haben Taste zum Laden. Es ist nichts passiert, also gehen Sie jetzt zur dritten Phase Ihres Sicherheitschecks über:dem Zählertest auf Spannung.

Zuerst überprüfen Sie Ihr Messgerät an einer bekannten Spannungsquelle, um zu sehen, ob es richtig funktioniert. Jede in der Nähe befindliche Steckdose sollte eine geeignete Wechselspannungsquelle für einen Test sein. Sie tun dies und stellen fest, dass das Messgerät anzeigt, wie es sollte. Als nächstes müssen Sie die Spannung zwischen diesen drei Drähten im Schrank überprüfen. Aber die Spannung wird zwischen zwei . gemessen Punkte, also wo überprüfen Sie?

Die Antwort besteht darin, zwischen allen Kombinationen dieser drei Punkte zu prüfen. Wie Sie sehen können, sind die Punkte in der Abbildung mit "A", "B" und "C" gekennzeichnet. Sie müssen also Ihr Multimeter (im Voltmeter-Modus eingestellt) nehmen und zwischen den Punkten A &B, B &C und A &C.

Wenn Sie zwischen einem dieser Paare Spannung finden, befindet sich die Schaltung nicht in einem Nullenergiezustand. Aber warte! Denken Sie daran, dass ein Multimeter keine Gleichspannung registriert, wenn es sich im Wechselspannungsmodus befindet und umgekehrt. Sie müssen also diese drei Punktpaare in jedem Modus überprüfen für insgesamt sechs Spannungsprüfungen, um vollständig zu sein!

Trotz all der Überprüfung haben wir jedoch noch nicht alle Möglichkeiten abgedeckt. Denken Sie daran, dass zwischen einem einzelnen Draht und Erde (in diesem Fall wäre der Metallrahmen des Schranks ein guter Erdungsbezugspunkt) in einem Stromnetz gefährliche Spannungen auftreten können.

Um absolut sicher zu sein, müssen wir also nicht nur zwischen A &B, B &C und A &C (sowohl im AC- als auch im DC-Modus) prüfen, sondern auch zwischen A &Masse, B &Masse prüfen. und C &Masse (sowohl im AC- als auch im DC-Modus)! Dies ergibt insgesamt zwölf Spannungsprüfungen für dieses scheinbar einfache Szenario mit nur drei Drähten. Nachdem wir all diese Prüfungen durchgeführt haben, müssen wir natürlich unser Multimeter nehmen und es erneut mit einer bekannten Spannungsquelle wie einer Steckdose testen, um sicherzustellen, dass es noch in gutem Zustand ist.

Verwenden eines Multimeters zum Prüfen des Widerstands

Die Verwendung eines Multimeters zur Widerstandsprüfung ist eine viel einfachere Aufgabe. Die Messleitungen bleiben in den gleichen Buchsen wie bei den Spannungsprüfungen eingesteckt, aber der Wahlschalter muss gedreht werden, bis er auf das „Hufeisen“-Widerstandssymbol zeigt. Wenn Sie die Sonden über dem Gerät berühren, dessen Widerstand gemessen werden soll, sollte das Messgerät den Widerstand in Ohm richtig anzeigen:

Wichtig bei der Widerstandsmessung ist, dass sie nur stromlos . durchgeführt werden darf Komponenten! Wenn sich das Messgerät im Widerstandsmodus befindet, verwendet es eine kleine interne Batterie, um einen winzigen Strom durch die zu messende Komponente zu erzeugen.

Durch Erfassen, wie schwierig es ist, diesen Strom durch das Bauteil zu bewegen, kann der Widerstand dieses Bauteils bestimmt und angezeigt werden. Wenn eine zusätzliche Spannungsquelle in der Schleife des Messgeräts, der Leitung, der Komponente und des Messgeräts vorhanden ist, die den vom Messgerät erzeugten Widerstandsmessstrom entweder unterstützt oder entgegenwirkt, führt dies zu fehlerhaften Messwerten. Im schlimmsten Fall kann das Messgerät sogar durch die Fremdspannung beschädigt werden.

Der Widerstandsmodus eines Multimeters

Der „Widerstand“-Modus eines Multimeters ist sehr nützlich, um den Drahtdurchgang zu bestimmen und präzise Widerstandsmessungen durchzuführen. Bei einer guten, festen Verbindung zwischen den Tastspitzen (simuliert durch Berührung) zeigt das Messgerät fast Null an Ω. Wenn die Messleitungen keinen Widerstand hätten, würde sie genau Null anzeigen:

Wenn die Leitungen keinen Kontakt miteinander haben oder die gegenüberliegenden Enden eines Drahtbruchs berühren, zeigt das Messgerät einen unendlichen Widerstand an (normalerweise durch die Anzeige von gestrichelten Linien oder der Abkürzung „O.L.“, die für „offene Schleife“ steht):

Strom mit einem Multimeter messen

Die mit Abstand gefährlichste und komplexeste Anwendung des Multimeters liegt in der Strommessung. Der Grund dafür ist ganz einfach:Damit das Messgerät Strom messen kann, muss der zu messende Strom gezwungen werden durch das Messgerät.

Dies bedeutet, dass der Zähler in den Strompfad des Stromkreises eingebunden werden muss und nicht nur irgendwo seitlich angeschlossen werden muss, wie es bei der Spannungsmessung der Fall ist. Um den Zähler in den Strompfad des Stromkreises zu integrieren, muss der ursprüngliche Stromkreis „unterbrochen“ und der Zähler über die beiden Punkte der offenen Unterbrechung angeschlossen werden. Um das Messgerät dafür einzustellen, muss der Wahlschalter entweder auf AC oder DC „A“ zeigen und das rote Messkabel muss in die rote Buchse mit der Aufschrift „A“ eingesteckt werden.

Die folgende Abbildung zeigt ein Messgerät, das bereit ist, Strom zu messen, und einen zu prüfenden Stromkreis:

Jetzt wird der Stromkreis unterbrochen, um den Anschluss des Zählers vorzubereiten:

Der nächste Schritt besteht darin, das Messgerät in Reihe mit dem Stromkreis einzufügen, indem Sie die beiden Tastspitzen an die unterbrochenen Enden des Stromkreises anschließen, den schwarzen Tastkopf an den Minuspol (-) der 9-Volt-Batterie und den roten Tastkopf an die loses Kabelende zur Lampe:

Dieses Beispiel zeigt eine sehr sichere Schaltung zum Arbeiten. 9 Volt stellen kaum eine Stromschlaggefahr dar, und so ist es wenig zu befürchten, diesen Stromkreis zu unterbrechen (mit bloßen Händen!) Bei Stromkreisen mit höherer Leistung könnte dies jedoch in der Tat ein gefährliches Unterfangen sein.

Selbst wenn die Stromkreisspannung niedrig war, konnte der normale Strom so hoch sein, dass ein schädlicher Funke in dem Moment entstehen würde, in dem der letzte Anschluss der Messgerätesonde hergestellt wurde.

Eine weitere potenzielle Gefahr bei der Verwendung eines Multimeters im Strommessmodus („Amperemeter“) besteht darin, dass es nicht ordnungsgemäß wieder in eine Spannungsmesskonfiguration versetzt wird, bevor die Spannung damit gemessen wird. Die Gründe hierfür sind spezifisch für die Konstruktion und den Betrieb von Amperemetern. Wenn Sie den Strom im Stromkreis messen, indem Sie das Messgerät direkt im Strompfad platzieren, ist es am besten, wenn das Messgerät dem Stromfluss wenig oder keinen Widerstand bietet.

Andernfalls ändert der zusätzliche Widerstand den Betrieb der Schaltung. Somit ist das Multimeter so ausgelegt, dass zwischen den Prüfspitzenspitzen praktisch kein Ohm Widerstand liegt, wenn die rote Sonde in die rote „A“-Buchse (Strommessbuchse) eingesteckt ist. Im Spannungsmessmodus (rotes Kabel in die rote „V“-Buchse gesteckt) liegen viele Megaohm Widerstand zwischen den Prüfspitzenspitzen, da Voltmeter einen nahezu unendlichen Widerstand haben (sodass sie nicht ziehen Sie einen nennenswerten Strom aus dem zu prüfenden Stromkreis).

Beim Umschalten eines Multimeters vom Strom- in den Spannungsmessmodus kann man leicht den Wahlschalter von der Position „A“ auf die Position „V“ drehen und vergessen, die Position des roten Messleitungssteckers entsprechend von „A“ auf „ V“. Das Ergebnis – wenn das Messgerät dann an eine Quelle mit erheblicher Spannung angeschlossen wird – ist ein Kurzschluss durch das Messgerät!

Um dies zu verhindern, verfügen die meisten Multimeter über eine Warnfunktion, mit der sie piepsen, wenn ein Kabel in die Buchse „A“ eingesteckt ist und der Wahlschalter auf „V“ steht. So praktisch Funktionen wie diese auch sind, sie ersetzen dennoch kein klares Denken und Vorsicht bei der Verwendung eines Multimeters.

Alle hochwertigen Multimeter enthalten Sicherungen im Inneren, die so konstruiert sind, dass sie bei übermäßigem Strom durch sie „durchbrennen“, wie in dem im letzten Bild dargestellten Fall. Wie alle Überstromschutzgeräte sind diese Sicherungen in erster Linie zum Schutz der Geräte . bestimmt (in diesem Fall das Messgerät selbst) vor übermäßiger Beschädigung und erst in zweiter Linie, um den Benutzer vor Schäden zu schützen.

Mit einem Multimeter kann die eigene Stromsicherung überprüft werden, indem man den Wahlschalter auf Widerstand stellt und eine Verbindung zwischen den beiden roten Buchsen wie folgt herstellt:

Eine gute Sicherung zeigt einen sehr geringen Widerstand an, während eine durchgebrannte Sicherung immer „O.L.“ anzeigt. (oder was auch immer das Multimetermodell verwendet, um keine Kontinuität anzuzeigen). Die tatsächliche Ohmzahl, die für eine gute Sicherung angezeigt wird, ist von geringer Bedeutung, solange es sich um einen willkürlich niedrigen Wert handelt.

Nun, da wir gesehen haben, wie man ein Multimeter zum Messen von Spannung, Widerstand und Strom verwendet, was gibt es noch zu wissen? Eine Menge! Der Wert und die Fähigkeiten dieses vielseitigen Prüfgeräts werden deutlicher, wenn Sie sich mit der Verwendung vertraut machen.

Es gibt keinen Ersatz für regelmäßiges Üben mit komplexen Instrumenten wie diesen, also experimentiere gerne mit sicheren, batteriebetriebenen Schaltungen.

RÜCKBLICK:

• Ein Messgerät, das Spannung, Strom und Widerstand prüfen kann, wird als Multimeter bezeichnet .
• Da die Spannung zwischen zwei Punkten immer relativ ist, muss ein Spannungsmessgerät („Voltmeter“) an zwei Punkten eines Stromkreises angeschlossen werden, um einen guten Messwert zu erhalten. Achten Sie darauf, dass Sie beim Messen der Spannung nicht die blanken Tastspitzen berühren, da dies zu einem Kurzschluss führt!
• Denken Sie daran, immer sowohl auf Wechsel- als auch auf Gleichspannung zu prüfen, wenn Sie ein Multimeter verwenden, um das Vorhandensein gefährlicher Spannung in einem Stromkreis zu prüfen. Stellen Sie sicher, dass Sie zwischen allen Paarkombinationen von Leitern auf Spannung prüfen, auch zwischen den einzelnen Leitern und Erde!
• Im Spannungsmessmodus („Voltmeter“) haben Multimeter einen sehr hohen Widerstand zwischen ihren Leitungen.
• Versuchen Sie niemals, Widerstand oder Durchgang mit einem Multimeter an einem unter Spannung stehenden Stromkreis abzulesen. Im besten Fall sind die Widerstandswerte, die Sie vom Messgerät erhalten, ungenau, und schlimmstenfalls kann das Messgerät beschädigt werden und Sie können verletzt werden.
• Strommessgeräte („Amperemeter“) werden immer in einen Stromkreis geschaltet, damit die Elektronen durchfließen das Messgerät.
• Im Strommessmodus („Amperemeter“) haben Multimeter praktisch keinen Widerstand zwischen ihren Leitungen. Dadurch soll ein möglichst problemloser Elektronenfluss durch das Messgerät ermöglicht werden. Wenn dies nicht der Fall wäre, würde das Messgerät einen zusätzlichen Widerstand im Stromkreis hinzufügen und dadurch den Strom beeinflussen.

VERWANDTE ARBEITSBLÄTTER:

• Arbeitsblatt zur grundlegenden Verwendung eines Amperemeters
• Arbeitsblatt für die grundlegende Voltmeter-Verwendung
• Arbeitsblatt zur einfachen Ohmmeter-Verwendung
• Arbeitsblatt Elektroschock