Prinzip der Messung des Wechselspannungsbereichs mit einem Multimeter
Die VD1 und VD2 im Stromkreis sind die Gleichrichterdioden im Messgerät. Da im Zählerkopf nur Gleichstrom fließen kann, muss bei der Messung der Wechselspannung der Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt werden. Dies wird durch eine Gleichrichterschaltung aus zwei Dioden erreicht. C1 ist der DC-Isolationskondensator im Inneren des Messgeräts, der verhindert, dass der Gleichstrom im externen Stromkreis durch den Zählerkopf fließt, um zu verhindern, dass der Gleichstrom im externen Stromkreis die Messergebnisse der Wechselspannung beeinflusst. Us ist die Wechselspannung im externen Stromkreis, der gemessen werden soll.
Die Wechselspannung im externen Stromkreis wird über C1 zum Gleichrichterkreis hinzugefügt und wandelt den Wechselstrom (der durch die Wechselspannung erzeugt wird) in Gleichstrom um. Diese Spitze des Gleichstrommessers bewirkt, dass der Zeiger nur den Wechselspannungswert ausschlägt.
Bezüglich des Messprinzips im Wechselspannungsbereich sind noch folgende Punkte zu erläutern.
1. Bei der Messung der Wechselspannung werden die roten und schwarzen Messbalken parallel zur gemessenen Spannungsquelle des externen Stromkreises geschaltet, was sehr bequem zu bedienen ist.
2. Obwohl die Wechselspannung gemessen wird, fließt der Gleichstrom durch die Gleichrichterschaltung im Zählerkopf.
3. Bei der Messung der Wechselspannung wird die Batterie im Messgerät nicht mit Strom versorgt und der Strom, der den Zeigerausschlag verursacht, wird von der Wechselspannungsquelle im zu prüfenden Stromkreis bereitgestellt. Aufgrund des großen Abwärtswiderstands im Messgerät (in der Abbildung nicht dargestellt) ist der Einfluss der Messung auf die zu prüfende Spannungsquelle ebenfalls sehr gering.
4. Wenn im geprüften Stromkreis keine Spannung anliegt, fließt kein Strom durch den Zählerkopf, der Zeiger kann nicht ausschlagen und die Spannungsanzeige ist Null. Im gleichen Bereich gilt: Je höher die Spannung im externen Stromkreis, desto größer ist der Gleichstrom, der nach der Gleichrichtung durch das Messgerät fließt, desto größer ist der Ausschlagwinkel des Zeigers und desto größer ist der angezeigte Spannungswert.
5. Da die Batterie im Messgerät nicht zur Messung der Wechselspannung verwendet wird, hat die Spannung der Batterie im Messgerät keinen Einfluss auf die Messung der Wechselspannung.
6. Bei der Messung von Wechselspannung sollte im externen Stromkreis eine Stromversorgung vorhanden sein, sodass der externe Stromkreis während der Messung auch unter Spannung stehen sollte.
7. Da sich die Richtung des Wechselstroms ständig ändert und der Wechselspannungsbereich des Zeigermultimeters nur zur Messung von 50-Hz-Wechselstrom verwendet wird, sind die positiven und negativen Halbzyklusamplituden dieses Wechselstroms symmetrisch. Daher muss die in den Zähler eingespeiste Wechselspannung einen Gleichrichterkreis durchlaufen, damit die Richtung des durch den Zählerkopf fließenden Stroms bestimmt wird. Auf diese Weise haben bei der Messung von Wechselspannung die roten und schwarzen Balken des Messgeräts keine Polarität und können im Gegensatz zur Messung von Gleichspannung oder Gleichstrom vertauscht werden.
8. Das Anzeigerad für den Wechselspannungsbereich des Zeigermultimeters ist für 50-Hz-Sinuswellen-Wechselstrom ausgelegt. Wenn daher bei der Messung einer Sinusspannung mit einer anderen Frequenz als 50 Hz oder einer Sinusspannung mit einer anderen Frequenz die gemessene Spannung ungenau ist, kann sie mit einem Digitalmultimeter gemessen werden.
9. Die Anzeigeskala für die Wechselspannung wird auf der Grundlage des Effektivwerts der Sinuswellenspannung berechnet.
