MULTIMETER

Technische Physik Labor 1
Anleitung: Multimeter
MULTIMETER
1 Einleitung
Ziel dieser Laborübung ist das Erlernen des Umgangs mit elektrischen Multimetern und das
Kennenlernen der Vor- und Nachteile analoger und digitaler Messgeräte. Die Studierenden
lernen die Angaben bezüglich Genauigkeit zu interpretieren und die Messabweichungen sowohl
relativ als auch absolut anzugeben. Insbesondere wird an Hand dieser Übung auch die
übersichtliche und normgemäße Darstellung von Messergebnissen erlernt.
2 Vorbereitung
Einführung durch die Laborbetreuer
3 Literatur
Gerätebeschreibungen
4 Übungsdurchführung
4.1
Anschlussbuchsen
Untersuchen Sie die Bedeutung aller Funktionselemente (Anschlussbuchsen, Einstellknöpfe,
Skalen, Anzeigefelder...) des Messgerätes Unigor A43 sowie des Digitalmultimeters Peaktech
4010. Notieren Sie diese in den Geräteskizzen im Anhang.
Notieren Sie alle Messbereiche der beiden Multimeter.
4.2
Vergleich von Messergebnissen
Stellen Sie am Netzgerät einen Wert von ca. 24 V ein. Stellen Sie den richtigen Messbereich am
Messgerät ein. Messen Sie mit beiden Messgeräten die an den Buchsen des Labornetzgerätes
anliegende Spannung.
Unterscheiden sich die beiden Ergebnisse?
Überlegen Sie: Welches ist der wahre Wert der Spannung? Entspricht einer der Messwerte
genau dem wahren Wert?
4.3
Genauigkeitsklassen
Studieren Sie mit den Erklärungen der Übungsleiter die Angaben der Fehlerklassen auf den
verwendeten Messgeräten.
4.4
Rechenübung zur Messabweichung
a) Analoges Amperemeter
abgelesener Wert I=13,0mA,
Messbereich 30mA,
Genauigkeitsklasse 1
1% vom Messbereich = 30mA * 0,01 =………….mA
Wahrer Wert: I=(..........±........)mA
b) 4½-stelliges Digitalvoltmeter
abgelesener Wert U=13,573V,
bzw.
I=.............mA±........%
Messbereich 20V,
±(0,5%rdg +3dig)
0,5% von der Ablesung = 13,573 V * 0,005 = ………...V
Wert der letzten Stelle
0,001 V * 3
=…………V
Zusammen …………..V
Wahrer Wert: U=(.............±........)V bzw.
Haiml
U=.................V±........%
TKS
FH-Salzburg
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4.5
Anleitung: Multimeter
Günstiger Messbereich
Nehmen Sie an, Sie hätten die unter 4.4 genannten Messgeräte.
Errechnen Sie die absoluten und relativen Messabweichungen für verschiedene Messwerte,
wobei der gewählte Messbereich unverändert wie oben angegeben gehalten werde:
Tabelle 1: Analoges Amperemeter: Messbereich 30mA, Genauigkeitsklasse 1
Messwert
1% vom
Messbereichsendwert
Fabs
Frel
mA
30
9
1
0,2
0,05
mA
mA
%
Tabelle 2: Digitales Voltmeter: Messbereich 20V, ±(0,5%rdg +3dig)
0,5% vom Messwert
3 mal
Messwert
Fabs
niederwertigstes Digit
von 19,99
V
19,999
5,00
1,00
0,10
0,01
V
V
V
Frel
%
Stellen Sie für beide Messgeräte die relativen Messabweichungen in einem manuell erstellten
Diagramm als Funktion des Messwertes grafisch dar. Versuchen Sie dabei, die Richtlinien für die
Erstellung von Diagrammen zu beachten.
4.6
Widerstandsmessung
Lassen Sie sich die Funktion des Ohmmeters erklären und geben Sie dies mit eigenen Worten im
Protokoll wieder.
Entnehmen Sie dem Widerstandssortiment einen R-Wert von 470 Ohm. Tragen Sie auf einem
Zahlenstrahl den nominellen Widerstandswert mit seiner Toleranz ein. Messen Sie den
elektrischen Widerstand und tragen Sie den Wert mit Messabweichungen ebenfalls ein. Haben
alle im Praktikum den selben Wert erhalten? Decken sich die Fehlerbalken?
4.7
Schaltungsaufbau
Ein einstellbares Netzgerät ist durch einen Lastwiderstand (1k) zu belasten. Bei
unterschiedlichen Spannungseinstellungen sind der Spannungsabfall am Widerstand und der
Laststrom mit verschiedenen Messgeräten zu messen.
a) Ergänzen Sie zuvor die nachfolgende Messschaltung mit normgemäßen Bezeichnungen.
Abbildung 1: Messschaltung zur Stromund Spannungsmessung mit
unterschiedlichen Messgeräten
PeakTech
4010
b) Bauen Sie die Schaltung auf.
c) Nach Kontrolle durch die Laborbetreuer
nehmen Sie die Schaltung in Betrieb
und messen bei 5 unterschiedlichen
Spannungseinstellungen. Achten Sie
Haiml
TKS
FH-Salzburg
Unigor
A40
PeakTech
4010
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dabei jeweils auf günstige Messbereichseinstellungen. Tragen Sie die Messwerte in die
nachfolgende Tabelle ein. Zur Kontrolle tragen Sie jeweils auch den aus der Berechnung
I=U/R zu erwartenden Strom ein.
Tabelle 3: Messergebnisse und Geräteangaben
Voltmeter digital
%rdg
digits
Voltmeter digital
Nr U Last Messber.
V
V
1
2
3
4
5
4.8
Fabs
V
Geräteangaben:
Amperemeter analog
Klasse
R

erwartet
I
mA
Amperemeter analog
I
Messb.
Fabs
mA
mA
mA
Amperemeter digital
%rdg
digits
Amperemeter digital
I
Messb.
Fabs
mA
mA
mA
Grafische Ergebnisdarstellung
Erstellen Sie mit einem geeigneten Programm (MS-Excel...) ein Diagramm, in dem über der
gemessenen Spannung
a) der berechnete Strom
b) der mit Digitalmultimeter gemessene Strom
c) der mit analogem Amperemeter gemessene Strom
dargestellt ist.
Tragen Sie, zumindest für ausgewählte Messpunkte, Fehlerindikatoren ein.
Der physikalisch erwartete Kurvenverlauf ist eine Gerade (Ohmsches Gesetz). Lassen Sie,
anstatt die Messpunkte zu verbinden, eine lineare Trendlinie in die Messwerte einpassen.
5 Schlussfolgerungen
Reflektieren Sie die wesentlichen Eigenschaften, Vor- und Nachteile digitaler und analoger
Multimeter in ihrer Verwendung als Voltmeter und Amperemeter.
Haiml
TKS
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6 Anhang
Abbildung 2: Analogmultimeter Unigor A40
Abbildung 3:
PeakTech 4010
Haiml
TKS
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