Ich besitze ein Hand-Multimeter und einen Installationstester. Öfter muss ich Transformatoren und Motoren beurteilen bezüglich Zustand. Das Multimeter kann nur sehr grobe Fehler erkennen, denn die Auflösung beträgt nur 0.1 Ohm. Der Installationstester misst mit höheren Strömen und 1 mOhm Auflösung, aber mit arg beschränkter Widerholbarkeit. Beide benutzen die Zweileiter-Schaltung.
Meine Frage ist nun, ob ein Tischmultimeter mit wesentlich höherer Auflösung und Vierleiter-Anschluss zuverlässigere Resultate liefern würde. Ich bin da etwas kritisch, weil die mit bloss 1-10 mA messen, für einen dicken Geni ist das sehr wenig. Andererseits werben die Hersteller mit Auflösungen bis in den MikroOhm-Bereich… Was meint ihr?
SorrY, da kann ich leider nicht helfen
VG Tmarc
du brauchst einen Isolation Messgerät , nur der liefert genauere Ergebnisse.
für die Wicklung Widerstände reicht auch ein normales multimeter
Hallo Tansanit,
mit Multimetern kommt man da nicht weit. Erstens ist der Messstrom viel zu gering, zweitens vertragen sie keine induktiven Prüflinge, drittens arbeiten manche mit gepulstem Messsstrom. Auflösung gut und schön, aber der Eisenkern muss ummagnetisiert werden, dass kann je nach Größe des Trafos sehr lange bis zu einer stabilen Messung dauern, wenn der Strom zu klein ist. Das gilt für Hand- und Tischgeräte. Zweileitertechnik ist in der Regel überhaupt nicht geeignet, da die Übergangswiderstände der Kontaktierung oft in einer störenden Größenordnung liegen, in der Folge misst man völligen Quatsch. Soweit die schlechte Nachricht.
Und nun die gute: Dieses Problem haben so viele Leute, dass es spezielle Geräte gibt, die genau dafür konzipiert wurden. Ich empfehle nach „burster RESISTOMAT 2316“ zu googeln, damit sollte das gelingen.
Gruß Thomas
Hallo Tansanit,
bei einfachen Zweileitermessungen im Milli-Ohm-Bereich wäre ich auch mehr als skeptisch.
Wenn wenigstens die Übergangswiderstände an allen 4 Kontaktpunkten (2 x Messen, 2 x Meßbuchsen) über die Zeit im Milli-Ohm-Bereich konstant blieben, könnte man ja zumindest eine "Brutto-Tara=Netto-Rechnung des zu messenden Widerstands vornehmen. Aber bei Milli-Ohm wird sicher nach jedem Neu-Einstecken bzw. die Messspitzen neu anklemmen ein anderer Übergangswiderstand entstehen. Du schreibst ja selbst, dass eine Reproduzierbarkeit nicht drin ist.
Ohne Vierleitermessung kannst Du das Unterfangen m. E. sowieso vergessen, egal, wie hoch die Meßströme sind.
Wenn aber so niedrige Widerstände mit nur 10 mA Strom gemessen werden sollen, dann bekommt das Messgerät über das Messadernpaar bei 0,1 Ohm ja nur 1 mV zurückgeliefert. Wenn es die exakt anzeigen soll, müsste die Mess-Auflösung bei 1 µV und die Messtoleranz wenigstens bei +/- 10µV liegen. (Lieber besser!)
Vor gut 20 Jahren habe ich solche Präzisionsmessungen durchgeführt, aber zumindest damals kosteten solche Präzisionsmessgeräte mehrere Tausend DM - und die Hersteller waren „Exoten“. (Hab’ sogar den Namen vergessen).
Sicher werden heute Präzisionsmeßgeräte deutlich günstiger zu bekommen sein. Aber ich würde einen seeehr kritischen Blick in die ZUGESICHERTEN Daten der Auflösung und vor allem der Fehlertoleranz werfen.
Wir (Prüfstelle für Wärmemessgeräte) mussten unsere Messsysteme einmal pro Jahr neu kalibrieren lassen, um sie überhaupt eichamtlich zugelassen verwenden zu dürfen. Teuer, teuer …
Ein taugliches Tischmultimeter dürfte auch heute noch eine Menge Geld kosten und kein „Standardgerät“ sein.
LG FatzManiac
Hallo,
wichtig ist jedenfalls der 4-Leiter-Anschluss. Der Messstrom, fast egal wie klein der ist, fließt über alle auch nicht relevante Übergangswiderstände und mit dem 2. Anschlusspaar wird hochohmig die Spannung über dem zu messenden Rx gemessen. Voraussetzung ist ein eingeprägter Messstrom und eine hochohmige Spannungsmessung. Normale Multimeter sind da nur Schätzeisen, weil im niedrigen Ohmbereich die Messstrippen mit ihren Übergangswiderständen Ärger machen.
MfG
Mue-o
sorry, keine Ahnung
Lieber Herbert,
danke für die Antwort. Ein Isolationsmesser ist im Installationstester integriert. Der liefert aber eher Infos übers Alter und die Feuchte im Rotor. Einen Wicklungsschluss kann er nicht erkennen.
Lieber FatzManiac
Meine Idee ist, genau so ein gebrauchtes Gerät zu ersteigern, da kosten sie nicht mehr so viel. Nebenbei kosten ja auch die Prüflinge viel Geld, da rechtfertigt sich ein gutes Messgerät schon.
Die Frage, die ich noch immer nicht verstanden habe ist: Ist der bei 10 mA gemessene Widerstand mit dem Widerstand z.B. bei 100 A hinreichend genau identisch? Bei 50 Hz und üblichen Querschnitten?
Ich glaub, ich habs jetzt verstanden, man braucht einfach eine Stromquelle, ein Spannungs- und ein Strommessgerät. Wenn der Strom gross genug ist, kann ich selbst mit zwei normalen Multimetern kleine Widerstände messen. Das ist flexibler als ein dediziertes Messgerät.
Upps - 50 Hz … ?
Du meinst doch jetzt hoffentlich keine Widerstandsmessung mit Wechselstrom (also Impedanzmessung)?
Solltest Du aber tatsächlich mit Wechselstrom messen wollen, muss ich passen, denn da kann ich mir durchaus vorstellen, dass mindestens 2 Effekte hineinspielen können: Das durch die Induktion hervorgerufene Magnetfeld wirkt ja auch wieder auf den Leiter zurück und kann dabei seine Impedanz beeinflussen.
Sollte mit schwachen Wechselströmen (im mA-Bereich) gemessen werden, dann würde ich fast immer unvorhersehbare EMV-Einstreuungen (sowohl induktiv als auch kapazitiv) annehmen, die gerade bei den abzugreifenden extrem niedrigen Wechselspannungen erhebliche Störeinflüsse ausüben können.
(So etwas käme m. E. nur in einem elektromagnetisch komplett abgeschirmten Raum in Betracht).
Aber ich hoffe, Du willst tatsächlich nur den rein ohmschen Widerstand mit Gleichstrom messen - da halte ich selbstinduktive Einflüsse für vernachlässigbar, weil sie nur im Moment des Ein- und Ausschaltens (vielleicht im Mikro- oder Millisekundenbereich) auftreten. Ein konstantes magnetisches Gleichfeld erzeugt zwar eine konstante magnetische Anziehungskraft, aber wenn es nicht wechselt/oszilliert, keine störende Selbstinduktion.
Sicherheitshalber stelle ich hier fest, dass ich an meine fachlichen Grenzen komme und mich für tiefergehende Erläuterungen inkompetent fühle.
LG, FM
Ich hab mich unglücklich ausgedrückt. Die Frage bezieht sich auf das Messen des ohmschen Widerstandes mit Gleichspannung. Ich habe nachgeschaut, was zu Nichtlinearitäten beim Widerstand führen kann und bein auf Skin- und Proximity-Effekt gestossen, die sind frequenzabhängig.
Auch wenn die Messung mit DC erfolgt, so werden die Maschinen/Trafos, die ich messen muss doch mit AC betrieben und natürlich messen wir mit dem Installationstester deren Impedanz. Da kommen zusätzlich noch ganz andere Effekte zum Zug wie die Erregungs-Regelung etc.
Wenn ich dich richtig verstanden habe, sollten also bei Vierleitermessung und hinreichend genauem Messgerät auch bei kleinen Strömen korrekte Widerstandswerte gemessen werden können. Das war meine Frage. Danke für die Antwort.
Im Prinzip richtig, aber eben nur im Prinzip. Es ist eine Frage des Prüflings und was man damit wie präzise machen will, das muss man von vielen Seiten betrachten und auch alles von der Physik her durchrechnen. Man zahlt für die Flexibilität u. U. einen hohen Preis.
Nehmen wir an, der zu messende Rx sei bei 10 mOhm und wir dürfen 1 A durchschicken, ohne ihn thermisch zu stark zu belasten. Dann erhalten wir 10 mV als zu messende Spannung. Bei 10000 Digit Auflösung entspricht 1 Digit 1 µV. Die meisten Multimeter bieten 200 mV als kleinsten Messbereich an, das ist nicht immer günstig.
Der Strommessbereich von Multimetern hat in der Regel eine bescheidene Messunsicherheit, sie beträgt meist ein Vielfaches der Unsicherheit der Spannungsmessung. Weiterhin ist das Verhalten der Stromquelle während der Messung zu berücksichtigen, wie konstant ist denn konstant?
Und dann haben wir noch die Wicklungstemperatur zu bestimmen, denn Kupfer hat eine recht hohen Temperaturkoeffizienten von ca. 0,39 %/K. Daher rechnet man den gemessenen Widerstandswert meist auf 20°C um, um auch wirklich vergleichen zu können.
Und jetzt muss man noch die Geräte davor schützen, dass beim Abschalten des Stroms eine ziemliche Spannungsspitze entsteht. Das macht man mit Schutzdioden. Aber: Die gesamte im Prüfling gespeicherte Energie (E=1/2* L* I²) muss in der Schutzdiode vernichtet werden. Diese wird warm und die Kriechströme machen die nächste Messung unmöglich. Weiterhin: Wenn man das mit einem fliegenden Aufbau macht und rutscht mit einer Klemme ab, kann man je nach Induktivität Induktionsspannungen generieren, die eine Strecke vo 30 cm durchschlagen (selbst erlebt). Das ist sehr gefährlich.
Und jetzt die zentrale Frage: Wie sieht das Messunsicherheitsbudget für diesen Aufbau aus? Und wie soll der Rückführbarkeitsnachweis aussehen? Man braucht zwei Multimeter und ein Thermometer, die regelmäßig kalibriert werden müssen.
Ich habe hier im Kalibrierlabor Stromquellen bis 100 A, die auf einige ppm stabil stehen, so dass ich die Ströme nicht mitmessen muss und 8 1/2-stellige Multimeter. Für rein ohmsche Kalibrierwiderstände ist die Methode erste Mahl, die Messdauer beträgt je nach dem (Messbereich, gewünschte Präzision) zwischen 5 min und 30 min. Für induktive Prüflinge würde ich es niemals benutzen, die Gefahr, ein 13 000 € Multimeter zu schrotten, ist viel zu groß.
Für induktive Prüflinge (immer außerhalb des Labors, oft vor Ort) nehmen wir einen RESISTOMAT, der macht den Job in 10 s bei einem 5 kg schweren Prüfling. Oder eben in 15 min an einem 5 MW Motor, oder in 1 h bei einem 200 MW Trafo.
Wie man sieht, gibt es vielleicht doch noch ein paar Punkte mehr zu beachten, als man auf den ersten Blick vermutet.
Wenn ich je einen 200 MW Trafo durchmessen muss, ruf ich dich zu Hilfe
Ja, davon bin ich überzeugt.
Mir fällt kein Grund ein, dass beim Messen des ohmschen Widerstands (einer Wicklung zum Beispiel) der Messstrom eine Rolle spielt.
(Außer der Erwärmung durch höhere Ströme natürlich, die den Widerstand erhöhen wird) aber wer jagt zum Messen schon etliche oder gar 100 Ampere durch die Windungen?)
Ich denke, Dich interessiert es aber eher, zum Beispiel Windungsschlüsse - also kleinste Widerstandsunterschiede - zu ermitteln. Da geht es doch um den Vergleich zwischen einem funktionierenden System OHNE Windungsschluss und einem anderen, wo ein solcher vermutet wird. Das muss mit niedrigen (mA) Mess-Gleichströmen und Vierleiterschaltung problemlos gehen.
Aber wie gesagt: Auf die Auflösung und Messgenauigkeit der resultierenden kleinen Spannungen kommt es essentiell an!
Gut, irgendwie lügen alle (Messgeräte-)Hersteller hier und da ein bisschen, aber der zugesagten Fehlertoleranz sollte man schon trauen können - und wenn nicht: Dafür gibt’s mittlerweile eine Menge Kalibrierlabors, die das hochgenau nachprüfen können…
…und dann gibt’s Saures, wenn die zugesagte Toleranz geschönt war.
LG, Fatz
Wenn du halt keine Daten rauslässt, sondern allgemein anfrägst, wird es schnell unübersichtlich. Ich wollte eigentlich nur aufzeigem, was alles zu beachten ist und dass man schon verdammt genau hingucken muss.
Die 200 MW Trafos gibts übrigens bei Siemens Nürnberg, im Zehnerpack erhältst du Rabatt. Nein, ich arbeite nicht dort.
Die Auflösung ist oft nur Augenwischerei. Die Genauigkeitsklasse ist wichtig. Was nützt dir eine microOhm Auflösung, wenn der maximal mögliche Messfehler ein paar Stellen weiter links liegt. Die Genauigkeitsglasse wird normalerweise in % angegeben und bezieht sich auf den Messbereichsendwert. (Bsp. Messbereich 10 Ohm, Genauigkeitsklasse 0,1 maximaler Messfehler 10 mOhm) Wenn dir das Ding noch den microOhm Bereich anzeigt nützt dir das wie gesagt gar nix. Wähle das Gerät nach diesen Kriterien (Messbereich + Genauigkeitsklasse) aus.
LG
Mario
Danke für die Antwort, das ist richtig. Allerdings landest du bei den geschilderten Anforderungen ziemlich automatisch bei Tischmultimetern oder als Alternative bei dedizierten Milliohmmetern. Ich hab noch kein Datasheet gelesen, bei dem die Auflösung viel grösser als die Messunsicherheit war. Allerdings kann man schon mal ein Digit verlieren, wenn die Bedinungen nicht optimal sind (Drift, Temperatur, Messgenauigkeit). Ich hab eher das Gefühl, es gibt Hersteller, die bei garantierten Angaben vorsichtiger sind als andere.
Kann ich leider nichts dazu sagen