Mini-Lektion zur Popularisierung der Wissenschaft: Messung mit einem intelligenten digitalen Widerstandsmesser

Intelligentes digitales Widerstandsmessgerät
Das Messen des Gleichstromwiderstands von Leitern mit der Brückenmethode ist umständlich und ineffizient.  Die Verwendung eines DMM (Digitalmultimeter) oder eines intelligenten digitalen Widerstandsmessgeräts zur Messung des Gleichstromwiderstands ist jedoch schnell, hat einen großen Messbereich und ist einfach zu bedienen, wodurch es weit verbreitet ist. Der Messbereich beträgt 10⁻⁷ bis 10⁶ Ω mit Genauigkeitsstufen von 0,25, 0,05 und 0,02.

Das Diagramm zeigt das Prinzipblockdiagramm eines intelligenten digitalen Widerstandsmessgeräts.

Die Abbildung zeigt die Messprinzipschaltung einer Art von Instrument, auch bekannt als Spannungsabfallmethode.  Da der zu messende Widerstand klein ist, muss der Einfluss von Leitungs- und Kontaktwiderstand berücksichtigt werden. Daher verwendet dieses Instrument eine Vierdraht-Messmethode. Im Diagramm sind P1 und P2 die Spannungsterminals und C1 und C2 die Stromanschlüsse.

Um die Auflösung des Instruments zu verbessern und seinen Messbereich zu erhöhen, wird typischerweise eine einstellbare Konstantstromquelle verwendet.  Für kleine Widerstände wird der Strom I so weit wie möglich erhöht und ein hochpräziser 16-Bit- oder 24-Bit-A/D-Wandler eingesetzt. Unter Berücksichtigung der Instabilität der Konstantstromquelle erfasst und analysiert die Schaltung die Eingangs-Strom- und Spannungssignale nahezu gleichzeitig mit dem A/D-Wandler. Das gesamte Instrument arbeitet unter der Steuerung einer CPU, und der Widerstandswert wird schließlich in digitaler Form angezeigt. Die Abbildung zeigt das äußere Erscheinungsbild mehrerer intelligenter digitaler Widerstandsmessgeräte.

Prüfhinweise:

Bei der Verwendung der Vierdrahtmethode zur Messung ist unbedingt die im Diagramm dargestellte Verdrahtungsmethode (interne Messmethode) zu befolgen: Die beiden Spannungsterminals sollten sich innen und die beiden Stromanschlüsse außen befinden.  Das andere Ende des Kabels, das mit den drei Phasen und der Erde verbunden ist, muss mit dicken, kurzen Kupferdrähten zuverlässig verbunden werden.