Messen von elektrischen Größen

Präsentation zum Thema: "Messen von elektrischen Größen"—  Präsentation transkript:

1 Messen von elektrischen Größen
Projektthema 3 Messen von elektrischen Größen Inhalte: 3.1 Grundbegriffe elektrischer Messtechnik 3.2 Messen von Stromstärke und Spannung 3.3 Messen von Widerständen Wir wünschen viel Spaß bei der folgenden Präsentation

2 3.1. Präsentation über Messtechnik
Was ist Messen? Grundbegriffe Messgeräte/Vergleich

3 Was ist Messen? Messen: ist die Gesamtheit von Tätigkeiten oder Vorgängen, mit denen eine unbekannte Größe mit einer Maßverkörperung verglichen und bewertet wird; Messen heißt vergleichen.

4 Grundbegriffe Eichen: von Teilen einer Skala (Aufbringen von Teilungsmarken auf dem Skalenträger) nach gesetzlichen Vorschriften und prüfen mit Bestätigung (Stempelung) durch eine staatlichen Eichbehörde (in Deutschland: PTB, Physikalisch-Technische Bundesanstalt) Justieren: Einstellen von Messsystems, um Messabweichungen nach technischen Forderungen auf die richtigen Werte zu berichtigen Kalibrieren: Feststellen der Zusammenhangs zwischen Eingangs- und Ausgangsgröße in Messsystemen Prüfen: Von objektiven Vergleich einer unbekannten Größe durch eine Maßverkörperung Messen: Ermittlung durch Vergleich mit einer Maßverkörperung eines physikalischen Wertes einer Größe Nichtmaßliches Prüfen: durch Sinneswahrnehmung vergleichen Prüfen ob ein Prüfobjekt hinreichend mit den geforderten Eigenschaften übereinstimmt Schätzen Behelf für Messen (Schätzen von Zwischenwerten, Bereichsabschätzung u. ä.)

5 Messgeräte Analoge Messgeräte: Analoge Messgeräte wandeln den Messwert in einen Zeigerausschlag auf einer Skala um. Mit Hilfe der Skala kann der Messwert abgelesen werden. Die Messung ist analog, weil der Zeigerausschlag sich kontinuierlich zu der zu messenden Größe ändert.

6 Dreheisen (AC) Drehspule (DC) Leistungsmesser Leistungsfaktormesser kombinierte Min/Max Anzeige, Bimetall Frequenzmesser Drehspule mit Kontakten Synchronisiergeräte Drehfeldrichtungsanzeige Betriebsstundenzähler Dreheisen (AC) Drehspule (DC) Drehspule (DC)

7 Digitale Messgeräte: Digitale Messgeräte sind aus digitalen Schaltungen aufgebaut. Der Messwert wird dann durch eine Sieben-Segment-Anzeige oder ein LCD angezeigt. Ein Digitales Messgerät zeichnet sich durch einen hohen Eingangswiderstand aus. Ablesefehler sind weitgehendst ausgeschlossen. Auf den Messbereich und die Polarität muss nicht geachtet werden. Digitale Messgeräte wandeln den Messwert in einen Zahlenwert um und geben das Messergebnis als Ziffernfolge an(digital).

8 Bedienungsanleitung vom VDE Tester PKT-2765 ansehen / ausdrucken
Der VDE Tester für elektromedizinische Geräte besitzt folgende Merkmale: - Grenzwertanzeige (3 rote LED´ s) - Schnelle PLL- gesteuerte LCD-Anzeige - Einkalibrierte Messleitung in Bereich R-PE - Sicherheit: TÜV/GS; IEC Erfüllt die VDE Normen 0701/  0702/  mitgeliefertes Zubehör: Prüfkabelsatz mit    Prüfspitze, Kabel mit Krokodilklemme für    Messung des Schutzleiterwiderstandes u.    Windows-Software, Schnittstellenkabel und   Bedienungsanleitung Bedienungsanleitung vom VDE Tester PKT-2765 ansehen / ausdrucken ·         programmierbare Messparameter: ( mA Eingangssignal entsprechen z.B. x ... y °C / programmierbar für: Temperatur, Feuchte, Druck, Durchfluss und pH-Wert ... (es stehen 8 Zeichen zur freien Programmierung der gewünschten Einheit zur Verfügung) Sowieso vorgegebene Anzeige-Einheiten: °C, r.F., DP (Taupunkt)  ·         Messwertspeicher: Werte ·         programmierbare Grenzwerte Abtastintervall: einstellbar zwischen 1 Sekunde und 99 Stunden Rehkalibrierbar Startzeit und Datum programmierbar optisches u. akustisches Warnsignal Datenlogger - Messwertspeicher  zur Langzeitaufnahme eines Einheitssignals ( mA)

9 Vor- und Nachteile der Digitalen und Analogen Messgeräte
Messung Analog Digital Vor- teile Beurteilung von schwankenden Messgrößen Überwachung von kleinsten Messgrößenänderungen Feststellung eines Spannungszustandes Messwertänderungen sind leichter abzulesen pulsierende Spannungen lassen sich besser beobachten aus der Ferne leichter und schneller ablesbar fehlerfreies Ablesen weniger empfindlich größere Genauigkeit billiger Nach- teile Ablesefehler durch Parallaxe manuelle Messbereichsänderung Zuordnung von Messbereich und Skala empfindliche Messwerke z.B. durch magnetische Felder Betriebsspannung für Display notwendig

10 Quellenangabe Suchmaschine: Google „Grundbegriffe der Messtechnik“
Made by Matthias Teich and Manuel Waltereit

11 A M P E R E Messung von Strom

12 Messung von Strom und Spannung
Elektrischer Strom / Stromstärke I Formelzeichen für die Stromstärke: Messung von Strom und Spannung Berechnung des elektrischen Stromes Stromrichtung Messen des elektrischen Stromes

13 Elektrischer Strom / Stromstärke I
Unter elektrischem Strom versteht man grundsätzlich die gerichtete Bewegung von Ladungsträgern(Elektronen). Ionen sein. Ein elektrischer Strom kann nur fließen, wenn Die Ladungsträger können sowohl Elektronen als auch Ladungsträger in genügender Anzahl vorhanden und frei beweglich sind. Zur zahlenmäßigen Beschreibung des elektrischen Stromes dient die elektrische Stromstärke I. Je mehr Elektronen in einer Sekunde durch einen Leiter fließen, um so größer ist die Stromstärke. Formelzeichen für die Stromstärke: Maßeinheit: kA(Kiloampere). A(Ampere). mA(Milliampere). µA(Mikroampere). nA(Nanoampere). I

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15 Zur Berechnung des elektrischen Stromes
oder der Stromstärke werden die folgenden Formeln verwendet:

16 Stromrichtung Der Minus-Pol pumpt viele freie Elektronen zum Plus-
Pol. Der Verbraucher, im Bild links ist es eine Lampe, setzt den freien Elektronen einen Widerstand entgegen. Physikalische Stromrichtung: (Elektronenstrom) Da die negativen Ladungsträger den Stromfluss tragen, fließen die Elektronen von Minus nach Plus. Im äußeren Stromkreis fließt der physikalische Strom Von Minus(-) nach Plus(+). Technische Stromrichtung: (historische Festlegung) Die historische Festlegung der Stromrichtung hat sich durch die Messung mit einem Messgerät ergeben. Die Stromrichtung innerhalb einer Schaltung wird auch heute noch von Plus(+) nach Minus(-) definiert.

17 Messen des elektrischen Stromes
  Das Strommessgerät wird immer in Reihe zum Verbraucher angeschlossen. Dazu muss die Leitung des Stromkreises aufgetrennt werden um das Messgerät in den Stromkreis einzufügen. Während der Messung muss der Strom durch das Maßgerät fließen. Der Innenwiderstand des Messgerätes sollte möglichst niedrig sein, um den Stromkreis nicht zu beeinflussen. Beim Messen mit einem Strommessgerät sind folgende Hinweise zu beachten: Auf die Stromart muss gelachten. Also, ob Wechsel- oder Gleichstrom(AC/DC) durch die Schaltung fließt. Der Messbereich sollte anfangs möglichst groß gewählt werden, um keine Zeigerwickelmaschine zu erzeugen. Und bei Gleichstrom ist evt. auf die Polarität zu achten. Erstell von Ahmed Salman

18 Messen von Spannung

19 Gliederung Thema 3.2 Messen von Spannung Erarbeitet von Herrn Kreisz
Folien mit Themen: Folie 1: Begriffserklärung Spannung Folie 2: Merksätze Folie 3: Spannungsmessung Folie 4: Voltmeter Folie 5: digitale Spannungsmesser Folie 6: analoge Spannungsmesser Folie 7: Vergleich digital / analog Folie 8: Multimessgerät

20 Merke: Spannung bezeichnet die Möglichkeit,
elektrische Arbeit zu verrichten. Spannungen werden in Volt (V) gemessen. Der Formelbuchstabe für die Spannung ist U. Batterien haben einen Plus- und einen Minuspol. Am Minuspol ist Elektronenüberschuss, am Pluspol ist Elektronenmangel. Die Elektronen versuchen diesen Unterschied auszugleichen.

21 Ein Spannungsmessgerät wird immer parallel zum Verbraucher, Bauelement oder zur Spannungsquelle angeschlossen. Bei der Messung an der Spannungsquelle wird der momentane Spannungswert gemessen. Am Verbraucher wird der Spannungsabfall an diesem einen Bauelementes gemessen Die Spannungsart, also Wechsel- oder Gleichspannung(AC/DC) müssen eingestellt werden. Der Messbereich sollte anfangs größer gewählt werden, damit das Messgerät nicht zur Zeigerwickelmaschine wird. Und bei Gleichspannungen ist evt. auf die Polarität zu achten. Um die zu messende Schaltung nicht zu beeinflussen, sollte der Innenwiderstand des Spannungsmessgerätes möglichst hochΩig sein.

22 Voltmeter Ein Voltmeter dient zur Messung elektrischer Spannungen in (Volt). Dazu wird die Messgröße in eine Anzeige (Zeigerausschlag) umgewandelt. Das Voltmeter besteht aus dem eigentlichen Messwerk und gegebenenfalls einem Vorwiderstand zur Anpassung des Messbereiches.

23 Digitale Messgeräte Digitale Messgeräte sind aus digitalen Schaltungen aufgebaut. Der Messwert wird dann durch eine Sieben-Segment-Anzeige oder ein LCD angezeigt. Ein Digitales Messgerät zeichnet sich durch einen hohen Eingangswiderstand aus. Ablesefehler sind weitgehendst ausgeschlossen. Auf den Messbereich und die Polarität muss nicht geachtet werden. Digitale Messgeräte wandeln den Messwert in einen Zahlenwert um und geben das Messergebnis als Ziffernfolge an(digital).

24 Über die elektrische Spannung kann folgende Aussagen gemacht werden:
Die elektrische Spannung ist der Druck oder die Kraft auf freie Elektronen. Die elektrische Spannung ist die Ursache des elektrischen Stromes. Die elektrische Spannung(Druck) entsteht durch das Ausgleichsbestreben von elektrischen Ladungen.

25 Analoge Messgeräte Analoge Messgeräte wandeln den Messwert in einen Zeigerausschlag auf einer Skala um. Mit Hilfe der Skala kann der Messwert abgelesen werden. Die Messung ist analog, weil der Zeigerausschlag sich kontinuierlich zu der zu messenden Größe ändert.

26 Vergleich digital / analog Messgerät
Messung Analog Digital Vorteile Überwachung von kleinsten Messgrößenänderungen Beurteilung von schwankenden Messgrößen Feststellung eines Spannungszustandes Messwertänderungen sind leichter abzulesen pulsierende Spannungen lassen sich besser beobachten aus der Ferne leichter und schneller ablesbar fehlerfreies Ablesen weniger empfindlich größere Genauigkeit billiger Nachteile Ablesefehler durch Parallaxe manuelle Messbereichsänderung Zuordnung von Messbereich und Skala empfindliche Messwerke z.B. durch magnetische Felder Betriebsspannung für Display notwendig

27 Multimessgerät Analoge, vor allem aber digitale Messgeräte sind bei [Elektroinstallationen] vielseitiger einsetzbar als einfache [Spannungsprüfer] oder [Phasenprüfer] . Digitale Vielfach-Messgeräte (auch Multimessgeräte genannt) eignen sich zum [Messen] von Gleich- und Wechselspannung sowie Gleichstrom, zur Ermittlung eines Widerstandes und zum Diodentest. Wechselstrommessung, Durchgangsprüfung mit optischer und akustischer Anzeige sowie eine Speicherung der Messwerte sind ebenfalls möglich Erstellt von Sebastian Kreisz

28 Gliederung Thema 3.3 Messen von Widerständen Erarbeitet von Marcus Schumann & Cornelius Michalowski Themen: 1. Messen von elektrischen Widerständen 1.1 Das Ohmmeter Prinzipschaltung des Ohmmeters Wheatstonesche Brückenschaltung 2. Widerstandsmessungen 2.1 Widerstandsmessung in einer Parallelschaltung Widerstandsmessung in einer Reihenschaltung 3. Historie 3.1 Georg Simon Ohm

29 Messen von elektrischen Widerständen

30 1.1. Das Ohmmeter Einfache Vielfachmessgeräte bieten meist auch einen oder mehrere Widerstands-Messbereiche. Für diesen Zwecke benötigen sie eine Batterie, die oft für alle anderen Messbereiche ohne Funktion ist. Die Widerstandsmessung beruht im Prinzip auf einer Strommessung bei konstanter Spannung. Die Widerstandsanzeige ist daher nicht linear. Der Endausschlag bei null Ohm muss mit einem Potentiometer abgeglichen werden, um die unterschiedliche Batteriespannung auszugleichen. Am anderen Ende der Skala reicht die Messung in jedem Bereich bis Unendlich.

31 Das Ohmmesser Made in Poland

32 Das Ohmmeter von 1895

33 Widerstandsrechner

34 1.2. Prinzipschaltung eines Ohmmeters
Die übliche Beschaltung einfacher Analog-Multimeter bringt es mit sich, dass die Spannung an den Anschlussklemmen im Ohmmessbereich anders gepolt ist als die Bezeichnungen der Anschlüsse für Strom- und Spannungsmessungen. Am Minusanschluss des Vielfachmessgeräts liegt also der Pluspol des Ohmmeters. Dies ist zu beachten, wenn man ein Ohmmeter zur Überprüfung von Dioden oder Transistoren verwenden will. Mit etwas Übung lassen sich mit einem einfachen Ohmmeter nicht nur Widerstände, sondern auch Transistoren, Dioden, Kondensatoren und viele andere Bauelemente überprüfen.

35 1.3. Wheatstonesche Brückeschaltung
Die Wheatstonesche Brücke ist nach dem britischen Physiker Sir Charles Wheatstone benannt, der sie 1843 verbesserte und bekannt machte. Es ist eine Schaltung zur Bestimmung unbekannter elektrischer Widerstände. Der Wert des zu ermittelnden Widerstandes Rx ist bei abgeglichener Brücke gleich dem eingestellten Wert des Normalwiderstandes RN, der auf einer geeichten Skala abgelesen wird

36 Wheatstonesche Messbrücke

37 2.1. Widerstandsmessung in einer Parallelschaltung
Eine Parallelschaltung von Widerständen liegt dann vor, wenn die Ströme sich durch die Widerstände aufteilen. In hochohmigen Widerständen fließt der kleinere Strom! Die Ströme verhalten sich umgekehrt zu ihren. 2.2. Widerstandsmessung in einer Reihenschaltung Eine Reihenschaltung von Widerständen ist dann gegeben, wenn durch alle Widerstände der gleiche Strom fließt. In der Reihenschaltung unterscheidet man zwischen der Spannung der Spannungsquelle und den Spannungsabfällen an den Widerständen.

38 3.1. Georg Simon Ohm (1789 bis 1854 nach Christus)
Er entdeckte das grundlegende Gesetz der Stromleitung. Seinen Ruf als Forscher begründete er 1826 durch den experimentellen Nachweis des nach ihm benannten Ohmschen Gesetzes. Es bestimmt die Beziehung zwischen Spannung, Stromstärke und Widerstand. Die absolute SI-Einheit des elektrischen Widerstandes wird "Ohm" (Symbol Ω) genannt.

39 Erstellt von Marcus Schumann und Cornelius Michalowski

40 Ende der Präsentation Optische Gestaltung Kreisz
Thema 3.1 Grundbegriffe Messtechnik Manuel Waltereit & Matthias Teich Thema 3.2 Messen von Stromstärke und Spannung Sebastian Kreisz & Ahmed Salman Thema 3.3 Messen von Wiederständen Marcus Schumann & Cornelius Michalowski Optische Gestaltung Kreisz