Messfehlerschaltungen

Bei der indirekten Widerstandsmessung mit Strom- und Spannungsmessgerät macht man sich das Ohmsche Gesetz zunutze, um aus den gemessenen Strom- und Spannungswerten den unbekannten Widerstand zu berechnen.
Weil das Messergebnis durch den Innenwiderstand des Strom- und Spannungsmessgeräts verfälscht wird, wählt man je nach Größe des unbekannten Widerstands eine andere Messschaltung.

Stromfehlerschaltung (Strommesser vor Spannungsmesser)

Stromfehlerschaltung
Bei der Stromfehlerschaltung besteht eine Parallelschaltung aus dem Innenwiderstand des Spannungsmessers und dem zu messenden Widerstand. Durch den Spannungsmesser fließt ein Strom IU. Dieser verfälscht den zu messenden Strom IR, der durch den zu messenden Widerstand fließt.
Der Strom Iges ist um den Strom IU, der durch den Spannungsmesser fließt, zu groß.

Messung mit R = 220 Ω
U in Volt I in mA R in Ω (berechnet)
Stromfehlerschaltung
R in Ω (berechnet)
Spannungsfehlerschaltung
20 90 222 222
0,2 0,91 220 333

Typischerweise ist der Innenwiderstand von Spannungsmessern sehr groß. Die Stromfehlerschaltung eignet sich deshalb nur zur Widerstandsmessung an kleinen Widerständen, wo der Strom durch den Innenwiderstand des Spannungsmessers, die Messung sehr wenig beeinflusst. Sobald man mit dieser Schaltung an einem großen Widerstand messen will, verfälscht die Parallelschaltung aus Innenwiderstand des Spannungsmessers und dem zu messenden Widerstand das Ergebnis.

Spannungsfehlerschaltung (Spannungsmesser vor Strommesser)

Spannungsfehlerschaltung
Bei der Spannungsfehlerschaltung entsteht ein Spannungsteiler aus dem Innenwiderstand des Strommessgerätes und dem zu messenden Widerstand. Der Spannungsabfall UI am Strommessgerät verfälscht die Spannungsmessung. Die gemessene Spannung Uges ist um die Spannung UI zu groß.

Messung mit R = 10 kΩ
U in Volt I in mA R in Ω (berechnet)
Stromfehlerschaltung
R in Ω (berechnet)
Spannungsfehlerschaltung
20 2,4 8333 10000
0,2 0,024 8333 10000

Typischerweise ist der Innenwiderstand von Strommessern sehr klein. Die Spannungsfehlerschaltung eignet sich deshalb nur für Messungen an großen Widerständen, wo der Spannungsabfall am Innenwiderstand des Strommessers die Messung sehr wenig beeinflusst. Sobald man mit dieser Schaltung einen kleinen Widerstand messen will, verfälscht die Reihenschaltung aus Innenwiderstand des Strommessers und dem zu messenden Widerstand das Ergebnis.

Elektronische Multimeter sind bei der Spannungsmessung sehr hochohmig (1..10 MΩ). Daher hat die Stromfehlerschaltung nur dann eine Bedeutung wenn sehr kleine Ströme (µA-Bereich) gemessen werden. Die Spannungsfehlerschaltung kommt aber ebenso zur Anwendung, weil der Shunt-Widerstand im Messgerät einen relevanten Spannungsabfall bewirkt.

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