Der Fehler bei der Spannungsmessung mit einem Multimeter
Bei einem Digitalmultimeter erfolgt die Messung dadurch, dass die Messgröße über eine Wandlerschaltung in ein Gleichspannungssignal umgewandelt wird. Diese analoge Spannung wird dann von einem Analog-zu-Digital (A/D)-Wandler in einen digitalen Wert umgewandelt. Ein elektronischer Zähler zählt diese digitalen Werte und schließlich wird das Messergebnis direkt in Ziffern auf dem Display angezeigt.
Die Fähigkeiten des Multimeters zur Messung von Spannung, Strom und Widerstand werden durch seine Konvertierungsschaltung realisiert. Da Strom- und Widerstandsmessungen beide auf der Spannungsmessung basieren, kann man sagen, dass das Digitalmultimeter eine Weiterentwicklung eines digitalen Gleichspannungsvoltmeters ist.
Beispiel: Wenn Sie eine Standardspannung von 10 V mit zwei Multimetern messen-Eins ist auf den 100-V-Bereich mit einer Genauigkeitsklasse von 0,5 und das andere auf den 15-V-Bereich mit einer Genauigkeitsklasse von 2,5 eingestellt – welches Multimeter liefert einen kleineren Messfehler?
Für das erste Multimeter:
Der maximal zulässige absolute Fehler △X1=±0,5 % × 100 V=±0,50 V.
Für das zweite Multimeter:
Der maximal zulässige absolute Fehler △X2=±2,5 % × 15 V=±0,375 V.
Beim Vergleich von △X1 und △X2 wird deutlich, dass das erste Multimeter zwar eine höhere Genauigkeitsklasse als das zweite hat, der erzeugte Messfehler jedoch größer ist. Dies zeigt, dass bei der Auswahl eines Multimeters eine höhere Genauigkeitsklasse nicht immer bessere Ergebnisse garantiert. Neben einem Multimeter mit hoher --Genauigkeit ist die Wahl eines geeigneten Messbereichs von entscheidender Bedeutung. Nur durch die richtige Auswahl des Bereichs kann das Genauigkeitspotenzial des Multimeters voll ausgeschöpft werden.
Bei einem digitalen DC-Voltmeter wandelt der A/D-Wandler die sich im Laufe der Zeit kontinuierlich ändernde analoge Spannung in eine digitale Größe um. Ein elektronischer Zähler zählt dann diese digitale Größe, um das Messergebnis zu erhalten, das anschließend von einer Dekodier-Anzeigeschaltung angezeigt wird. Eine logische Steuerschaltung sorgt für den koordinierten Betrieb aller Komponenten und ermöglicht die sequenzielle Durchführung des gesamten Messvorgangs unter der Wirkung eines Taktgebers.
