Hameg HM8015 User manual

3 kW Powermeter
HM8015
Handbuch / Manual / Manuel / Manual
Deutsch / English / Français / Español

2Änderungen vorbehalten

3
Änderungen vorbehalten
English 18
Français 32
Español 46
Deutsch
Konformitätserklärung 4
Allgemeine Hinweise zur
CE-Kennzeichnung 5
3 kWLeistungsmessgerät HM8015 6
Technische Daten 7
Wichtige Hinweise 8
Sicherheit 8
Verwendete Symbole 8
Garantie und Reparatur 8
Servicehinweise und Wartung 9
Betriebsbedingungen 9
Inbetriebnahme des Moduls 9
Messgrundlagen 10
– Arithmetischer Mittelwert 10
– Gleichrichtwert 10
– Effektivwert 10
– Formfaktor 11
– Crestfaktor 11
– Formfaktoren 11
– Leistung 11
– Wirkleistung 11
– Blindleistung 12
– Scheinleistung 12
– Leistungsfaktor 13
Rechenbeispiel Leistungsfaktor 13
Gerätekonzept und Inbetriebnahme 14
Bedienungselemente HM8015 15
Messungen 16
Sicherheitshinweise 17
Inhaltsverzeichnis

4Änderungen vorbehalten
Hersteller / Manufacturer / Fabricant / Fabricante:
HAMEG Instruments GmbH · Industriestraße 6 · D-63533 Mainhausen
Die HAMEG Instruments GmbH bescheinigt die Konformität für das Produkt
The HAMEG Instruments GmbH herewith declares conformity of the product
HAMEG Instruments GmbH déclare la conformite du produit
HAMEG Instruments GmbH certifica la conformidad para el producto
Bezeichnung / Product name / Leistungsmessgerät / Power-Meter
Designation / Descripción: Wattmètre / Medidor de Potencia
Typ / Type / Type / Tipo: HM8015
mit / with / avec / con: HM8001-2
Optionen / Options / Options / Opciónes: –
mit den folgenden Bestimmungen / with applicable regulations /
avec les directives suivantes / con las siguientes directivas:
EMV Richtlinie 89/336/EWG ergänzt durch 91/263/EWG, 92/31/EWG
EMC Directive 89/336/EEC amended by 91/263/EWG, 92/31/EEC
Directive EMC 89/336/CEE amendée par 91/263/EWG, 92/31/CEE
Directiva EMC 89/336/CEE enmendada por 91/263/CEE, 92/31/CEE
Niederspannungsrichtlinie 73/23/EWG ergänzt durch 93/68/EWG
Low-Voltage Equipment Directive 73/23/EEC amended by 93/68/EEC
Directive des equipements basse tension 73/23/CEE amendée par 93/68/CEE
Directiva de equipos de baja tensión 73/23/CEE enmendada por 93/68/EWG
Angewendete harmonisierte Normen / Harmonized standards applied /
Normes harmonisées utilisées / Normas armonizadas utilizadas:
Sicherheit / Safety / Sécurité / Seguridad:
EN 61010-1:2001 / IEC (CEI) 61010-1:2001
Überspannungskategorie / Overvoltage category / Catégorie de surtension / Categoría de
sobretensión: II
Verschmutzungsgrad / Degree of pollution / Degré de pollution / Nivel de polución: 2
Elektromagnetische Verträglichkeit / Electromagnetic compatibility /
Compatibilité électromagnétique / Compatibilidad electromagnética:
EN 61326-1/A1: Störaussendung / Radiation / Emission: Tabelle / table / tableau 4; Klasse / Class /
Classe / classe B. Störfestigkeit / Immunity / Imunitee / inmunidad: Tabelle / table / tableau / tabla A1.
EN 61000-3-2/A14: Oberschwingungsströme / Harmonic current emissions / Émissions de courant
harmonique / emisión de corrientes armónicas: Klasse / Class / Classe / clase D.
EN 61000-3-3: Spannungsschwankungen u. Flicker / Voltage fluctuations and flicker /
Fluctuations de tension et du flicker / fluctuaciones de tensión y flicker.
Datum /Date /Date / Date Unterschrift / Signature / Signatur / Signatura
27.01.2005
G. Hübenett
Product Manager
KONFORMITÄTSERKLÄRUNG
DECLARATION OF CONFORMITY
DECLARATION DE CONFORMITE
DECLARACIÓN DE CONFORMIDAD

5
Änderungen vorbehalten
Allgemeine Hinweise
zur CE-Kennzeichnung
HAMEG Messgeräte erfüllen die Bestimmungen
der EMV Richtlinie. Bei der Konformitätsprüfung
werden von HAMEG die gültigen Fachgrund- bzw.
Produktnormen zu Grunde gelegt. In Fällen wo un-
terschiedliche Grenzwerte möglich sind, werden
von HAMEG die härteren Prüfbedingungen ange-
wendet. Für die Störaussendung werden die Grenz-
werte für den Geschäfts- und Gewerbebereich so-
wie für Kleinbetriebe angewandt (Klasse 1B). Be-
züglich der Störfestigkeit finden die für den
Industriebereich geltenden Grenzwerte Anwen-
dung.
Die am Messgerät notwendigerweise angeschlos-
senen Mess- und Datenleitungen beeinflussen die
Einhaltung der vorgegebenen Grenzwerte in erheb-
licher Weise. Die verwendeten Leitungen sind je-
doch je nach Anwendungsbereich unterschiedlich.
Im praktischen Messbetrieb sind daher in Bezug
auf Störaussendung bzw. Störfestigkeit folgende
Hinweise und Randbedingungen unbedingt zu be-
achten:
1. Datenleitungen
Die Verbindung von Messgeräten bzw. ihren
Schnittstellen mit externen Geräten (Druckern,
Rechnern, etc.) darf nur mit ausreichend abge-
schirmten Leitungen erfolgen. Sofern die Bedie-
nungsanleitung nicht eine geringere maximale
Leitungslänge vorschreibt, dürfen Datenleitungen
(Eingang/Ausgang, Signal/Steuerung) eine Länge
von 3 Metern nicht erreichen und sich nicht außer-
halb von Gebäuden befinden. Ist an einem Geräte-
interface der Anschluss mehrerer Schnittstellen-
kabel möglich, so darf jeweils nur eines ange-
schlossen sein.
Bei Datenleitungen ist generell auf doppelt abge-
schirmtes Verbindungskabel zu achten. Als IEEE-
Bus Kabel sind die von HAMEG beziehbaren dop-
pelt geschirmten Kabel HZ72S bzw. HZ72L geeig-
net.
2. Signalleitungen
Messleitungen zur Signalübertragung zwischen
Messstelle und Messgerät sollten generell so kurz
wie möglich gehalten werden. Falls keine gerin-
gere Länge vorgeschrieben ist, dürfen Signal-
leitungen (Eingang/Ausgang, Signal/Steuerung)
eine Länge von 3 Metern nicht erreichen und sich
nicht außerhalb von Gebäuden befinden.
Alle Signalleitungen sind grundsätzlich als abge-
schirmte Leitungen (Koaxialkabel - RG58/U) zu ver-
wenden. Für eine korrekte Masseverbindung muss
Sorge getragen werden. Bei Signalgeneratoren
müssen doppelt abgeschirmte Koaxialkabel
(RG223/U, RG214/U) verwendet werden.
3. Auswirkungen auf die Geräte
Beim Vorliegen starker hochfrequenter elektri-
scher oder magnetischer Felder kann es trotz
sorgfältigen Messaufbaues über die angeschlos-
senen Kabel und Leitungen zu Einspeisung uner-
wünschter Signalanteile in das Gerät kommen.
Dies führt bei HAMEG Geräten nicht zu einer Zer-
störung oder Außerbetriebsetzung. Geringfügige
Abweichungen der Anzeige – und Messwerte über
die vorgegebenen Spezifikationen hinaus können
durch die äußeren Umstände in Einzelfällen jedoch
auftreten.
HAMEG Instruments GmbH
Allgemeine Hinweise

6Änderungen vorbehalten
Leistungsmessung bis 3 kW
Automatische Messbereichswahl, einfachste Bedienung
6 Messfunktionen
Anzeige des Leistungsfaktors
Frequenzbereich bis 1 kHz
Leistungsmessung auch bei DC
Grundgerät HM8001-2 oder HM8003 erforderlich
HM8015
3 kW Leistungsmessgerät
HM8015
Adapter HZ815
Grundgerät
HM8003
Grundgerät
HM8001-2

7
Änderungen vorbehalten
Technische Daten
HM8015 LEISTUNGSMESSGERÄT
Technische Daten
bei 23 °C nach einer Aufwärmzeit von 30 min.
Im Lieferumfang enthalten:
HM8015 Leistungsmessgerät, Betriebsan-
leitung
Optionales Zubehör:
HZ815 Schukodosenadapter
Spannung (TRMS AC + DC)
Bereiche: 50 V 150 V 300 V
Auflösung: 0,1 V 1 V 1 V
Genauigkeit: ±(0,6% + 5 dig.) von DC bis 1 kHz
Eingangsimpedanz: 1M II 100 pF
Crestfaktor: max. 3,5 am Bereichsende
Strom (TRMS AC + DC)
Bereiche: 0,16 A 1,6 A 10 A
Auflöung: 1 mA 1 mA 10 mA
Genauigkeit: ±(0,6% + 5 dig.) von DC bis 1 kHz
Eingangsimpedanz: 1M II 100 pF
Crestfaktor: max. 4 am Bereichsende
Eingangsschutz: 2 x 15 A Feinsicherung (FF)
6,3 x 32 mm
Wirkleistung
Bereiche: 8 W 24 W 48 W
Auflösung: 1 mW 10 mW 10 mW
Bereiche: 80 W 240 W 480 W
Auflösung: 10 mW 0.1 W 0,1 W
Bereiche: 500 W 1500 W 3000 W
Auflösung: 0,1 W 1 W 1 W
Genauigkeit: ±(0,7% + 5 dig.) DC bis 1 kHz
Blindleistung
Bereiche: 8 var 24 var 48 var
Auflösung: 10 mvar 100mvar 100 mvar
Bereiche: 80 var 240 var 480 var
Auflösung: 100 mvar 1 var 1 var
Bereiche: 500 var 1500 var 3000var
Auflösung: 1 var 10 var 10 var
Genauigkeit: ±(2,5% + 10dig. + 0.02 x Q)
20 Hz – 400 Hz
(Q = Blindleistung)
Scheinleistung
Bereiche: 8 VA 24 VA 48 VA
Auflösung: 1 mVA 10 mVA 10 mVA
Bereiche: 80 VA 240 VA 480 VA
Auflösung: 10 mVA 100 mVA 100 mVA
Bereiche: 500 VA 1500 VA 3000 VA
Auflösung: 100 mVA 1 VA 1 VA
Genauigkeit: ±(0,9% + 5 dig.) 20 Hz bis 1 kHz
Leistungsfaktor
Anzeige: 0,00 bis 1,00
Genauigkeit: ±(2% + 3 dig.) 50 bis 60 Hz (Strom u.
Spanung min. 1/10 des Bereiches)
Bedienung
Mess-Funktionen: Spannung, Strom, Wirk-, Blind-,
Schein-Leistung und Leistungs-
faktor
Bereichswahl: automatisch
Allgemeines:
Anzeige: 5stellige 7-Segment LED-
Anzeige
Spannungsversorgung: über HM8001-2
Leistungsaufnahme: ca. 10 Watt
Umgebungstemperatur: +10 °C bis +40 °C
zul. rel. Feuchte: 10% – 90% (ohne Kondensation)
5% – 95% RH
Abmessungen (BxHxT): 135 x 68 x 228 mm
Gewicht: ca. 0,6 kg

8Änderungen vorbehalten
Wichtige Hinweise
hen, die mit den damit verbundenen Gefahren
vertraut ist.
Verwendete Symbole
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
(1) = Achtung - Bedienungsanleitung beachten
(2) = Vorsicht Hochspannung
(3) = Masseanschluss
(4) = Hinweis – unbedingt beachten
(5) = Tipp! – Interessante Info zur Anwendung
(6) = Stop! – Gefahr für das Gerät
Garantie und Reparatur
HAMEG Geräte unterliegen einer strengen
Qualitätskontrolle. Jedes Gerät durchläuft vor
dem Verlassen der Produktion einen 10-stün-
digen „Burn in-Test“. Im intermittierenden Be-
trieb wird dabei fast jeder Frühausfall erkannt.
Anschließend erfolgt ein umfangreicher Funkti-
ons- und Qualitätstest bei dem alle Betriebsarten
und die Einhaltung der technischen Daten geprüft
werden. Bei Beanstandungen innerhalb der 2-
jährigen Gewährleistungsfrist wenden Sie sich
bitte an den Händler, bei dem Sie Ihr HAMEG
Produkt erworben haben. Um den Ablauf zu be-
schleunigen, können Kunden innerhalb der
Bundesrepublik Deutschland die Garantie-
reparatur auch direkt mit HAMEG abwickeln.
Für die Abwicklung von Reparaturen innerhalb
der Gewährleistungsfrist gelten unsere Garan-
tiebedingungen, die im Internet unter
http://www.hameg.de
eingesehen werden können.
Auch nach Ablauf der Gewährleistungsfrist steht
Ihnen der HAMEG Kundenservice für Reparatu-
ren und Ersatzteile zur Verfügung.
Return Material Authorization (RMA):
Bevor Sie ein Gerät an uns zurücksenden,
fordern Sie bitte in jedem Fall per Internet:
http://www.hameg.de oder Fax eine RMA-
Nummer an.
Sollte Ihnen keine geeignete Verpackung zur
Verfügung stehen, so können Sie einen lee-
ren Originalkarton über den HAMEG- Ver-
trieb (Tel: [phone], E-Mail:
[email protected]) bestellen.
Wichtige Hinweise
HAMEG Module sind normalerweise nur in Ver-
bindung mit dem Grundgerät HM8001-2 ver-
wendbar. Für den Einbau in andere Systeme ist
darauf zu achten, dass die Module nur mit den in
den technischen Daten spezifizierten Versor-
gungsspannungen betrieben werden. Nach dem
Auspacken sollte das Gerät auf mechanische Be-
schädigungen und lose Teile im Innern überprüft
werden. Falls ein Transportschaden vorliegt, ist
sofort der Lieferant zu informieren. Das Gerät
darf dann nicht in Betrieb gesetzt werden.
Sicherheit
Dieses Gerät ist gemäß VDE 0411 Teil 1,
Sicherheitsbestimmungen für elektrische
Mess-, Steuer-, Regel- und Laborgeräte, gebaut
und geprüft und hat das Werk in sicherheits-
technisch einwandfreiem Zustand verlassen. Es
entspricht damit auch den Bestimmungen der
europäischen Norm EN 61010-1 bzw. der inter-
nationalen Norm IEC 1010-1. Den Bestimmun-
gen der Schutzklasse I entsprechend sind alle
Gehäuse- und Chassisteile mit dem Netzschutz-
leiter verbunden (für Module gilt dies nur in Ver-
bindung mit dem Grundgerät). Modul und Grund-
gerät dürfen nur an vorschriftsmäßigen Schutz-
kontakt-Steckdosen betrieben werden. Das Auf-
trennen der Schutzkontaktverbindung innerhalb
oder außerhalb der Einheit ist unzulässig.
Wenn anzunehmen ist, dass ein gefahrloser Be-
trieb nicht mehr möglich ist, so ist das Gerät au-
ßer Betrieb zu setzen und gegen unabsichtlichen
Betrieb zu sichern.
Diese Annahme ist berechtigt,
– wenn das Gerät sichtbare Beschädigungen
aufweist
– wenn das Gerät lose Teile enthält,
– wenn das Gerät nicht mehr arbeitet,
– nach längerer Lagerung unter ungünstigen
Verhältnissen (z.B. im Freien oder in
feuchten Räumen).
Beim Öffnen oder Schließen des Gehäuses muss
das Gerät von allen Spannungsquellen getrennt
sein.
Wenn danach eine Messung oder ein Abgleich am
geöffneten Gerät unter Spannung unvermeidlich
ist, so darf dies nur durch eine Fachkraft gesche-
STOP
STOP
STOP
STOP
TiPP

9
Änderungen vorbehalten
Wichtige Hinweise
Servicehinweise und Wartung
Verschiedene wichtige Eigenschaften der Mess-
geräte sollten in gewissen Zeitabständen genau
überprüft werden. Dazu dienen die im Funktions-
test des Manuals gegebenen Hinweise.
Löst man die beiden Schrauben am Gehäuse-
Rückdeckel des Grundgerätes HM8001-2, kann
der Gehäusemantel nach hinten abgezogen
werden.
Beim späteren Schließen des Gerätes ist darauf
zu achten, dass sich der Gehäusemantel an al-
len Seiten richtig unter den Rand des Front- und
Rückdeckels schiebt. Durch Lösen der beiden
Schrauben an der Modul-Rückseite, lassen sich
beide Chassisdeckel entfernen. Beim späteren
Schließen müssen die Führungsnuten richtig in
das Frontchassis einrasten.
Betriebsbedingungen
Die zulässige Umgebungstemperatur während
des Betriebes reicht von +10 °C...+40 °C. Wäh-
rend der Lagerung oder des Transports darf die
Temperatur zwischen –40 °C und +70 °C betra-
gen. Hat sich während des Transports oder der
Lagerung Kondenswasser gebildet, muss das Ge-
rät ca. 2 Stunden akklimatisiert werden, bevor
es in Betrieb genommen wird. Die Geräte sind
zum Gebrauch in sauberen, trockenen Räumen
bestimmt. Sie dürfen nicht bei besonders gro-
ßem Staub- bzw. Feuchtigkeitsgehalt der Luft,
bei Explosionsgefahr sowie bei aggressiver che-
mischer Einwirkung betrieben werden. Die
Betriebslage ist beliebig. Eine ausreichende Luft-
zirkulation (Konvektionskühlung) ist jedoch zu
gewährleisten. Bei Dauerbetrieb ist folglich eine
horizontale oder schräge Betriebslage (Aufstell-
bügel) zu bevorzugen. Die Lüftungslöcher dür-
fen nicht abgedeckt sein.
Inbetriebnahme des Moduls
Vor Anschluss des Grundgerätes ist darauf zu
achten, dass die auf der Rückseite eingestellte
Netzspannung mit dem Anschlusswert des Net-
zes übereinstimmt. Die Verbindung zwischen
Schutzleiteranschluss HM8001-2 und dem Netz-
Schutzleiter ist vor jeglichen anderen Verbindun-
gen herzustellen (Netzstecker HM8001-2 also
zuerst anschließen). Die Inbetriebnahme be-
schränkt sich dann im Wesentlichen auf das Ein-
schieben der Module. Diese können nach Belie-
ben in der rechten oder linken Einschuböffnung
betrieben werden. Vor dem Einschieben oder bei
einem Modulwechsel ist das Grundgerät auszu-
schalten. Der rote Tastenknopf POWER (Mitte
Frontrahmen HM8001-2) steht dann heraus, wo-
bei ein kleiner Kreis (o) auf der oberen Tasten-
schmalseite sichtbar wird. Falls die auf der
Rückseite befindlichen BNC-Buchsen nicht be-
nutzt werden, sollte man evtl. angeschlossene
BNC-Kabel aus Sicherheitsgründen entfernen.
Zur sicheren Verbindung mit den Betriebsspan-
nungen müssen die Module bis zum Anschlag
eingeschoben werden. Solange dies nicht der
Fall ist, besteht keine Schutzleiterverbindung
zum Gehäuse des Modules (Büschelstecker
oberhalb der Steckerleiste im Grundgerät). In
diesem Fall darf kein Mess-Signal an die Buch-
sen des Modules gelegt werden.
Allgemein gilt: Vor dem Anlegen des Mess-Sig-
nales muss das Modul eingeschaltet und funkti-
onstüchtig sein. Ist ein Fehler am Messgerät er-
kennbar, dürfen keine weiteren Messungen
durchgeführt werden. Vor dem Ausschalten des
Moduls oder bei einem Modulwechsel ist vorher
das Gerät vom Messkreis zu trennen.
Das Auftrennen der Schutzkontakt-
verbindung innerhalb oder außer-
halb des Gerätes ist unzulässig!
Beim Anlegen von berührungsgefährlichen
Spannungen an die Eingangsbuchsen INPUT
müssen alle diesbezüglichen Sicherheitsvor-
schriften beachtet werden!
Gleichspannung ist erdfrei zu machen!
Wechselspannung ist mit einem Schutz-
trenntrafo erdfrei zu machen!
Vor dem Abziehen der Sicherheitsstecker an
INPUT ist sicherzustellen, dass diese span-
nungsfrei sind. Ansonsten besteht Unfall-
gefahr, im schlimmsten Fall Lebensgefahr!
Werden Geräte der Schutzklasse I an OUT-
PUT angeschlossen, ist der Schutzleiter PE
am Prüfling separat anzuschließen. Wird dies
nicht beachtet, besteht Lebensgefahr!
Das Gerät darf nur von Fachpersonal geöff-
net werden. Zuvor ist es spannungsfrei zu
schalten!

10 Änderungen vorbehalten
Messgrundlagen
1
x(t) =
–– ∫|x(t)|· dt
T
T
0
1
|x| =
–– ∫|x(t)||dt
T
T
0
û
t
0
t
IuI
0
12
IuI =
–– ∫|û sin ωt| dt = –– û = 0,637û
Tπ
T
0
1
x(t)2=
––
∫x(t)2dt
T
T
0
 
1
xeff =
––
∫x(t)2dt
T
T
0
 
1û
U =
––
∫(û sinωt)2dt =
–– = 0,707û
T
2
T
0
 
Messgrundlagen
Verwendete Abkürzungen und Zeichen
W Wirkleistung P
VA Scheinleistung S
var Blindleistung Q
u(t) Spannung Momentanwert
u²(t) Spannung quadratischer Mittelwert
IuI Spannung Gleichrichtwert
Ueff Spannung Effektivwert
û Spannung Spitzenwert
Ieff Strom Effektivwert
î Strom Spitzenwert
ϕPhasenverschiebung (Phi) zwischen
U und I
cos ϕLeistungsfaktor bei sinusförmigen
Größen
PF Leistungsfaktor (power factor) bei
nichtsinusförmigen Größen
Arithmetischer Mittelwert
Der arithmetische Mittelwert eines periodischen
Signals ist der gemittelte Wert aller Funktions-
werte, die innerhalb einer Periode T vorkommen.
Der Mittelwert eines Signals entspricht dem
Gleichanteil.
– Ist der Mittelwert = 0 , liegt ein reines
Wechselsignal vor.
– Für Gleichgrößen ist der Mittelwert =
Augenblickswert.
– Für Mischsignale entspricht der Mittelwert
dem Gleichanteil
Gleichrichtwert
Der Gleichrichtwert ist das arithmetische Mittel
der Beträge der Augenblickswerte. Die Beträge
der Augenblickswerte ergeben sich durch Gleich-
richtung des Signals. Der Gleichrichtwert wird
berechnet durch das Integral über eine Periode
von Beträgen der Spannungs- oder Stromwerte.
Bei einer sinusförmigen Wechselspannung
u(t) = û sin ωt ist der Gleichrichtwert das 2/π-
fache (0,637fache) des Scheitelwertes.
Effektivwert
Der quadratische Mittelwert x²(t) eines Signals
entspricht dem Mittelwert des quadrierten Sig-
nals.
Wird aus dem quadratischen Mittelwert die Wur-
zel gezogen, ergibt sich der Effektivwert des Si-
gnals Xeff
Bei Wechselspannungssignalen möchte man wie
bei Gleichspannungssignalen die selben Formeln
zur Berechnung von Widerstand, Leistung, etc
verwenden. Wegen der wechselnden Momentan-
größen wird der Effektivwert (engl. „RMS“ – Root
Mean Square) definiert. Der Effektivwert eines
Wechselsignals erzeugt den selben Effekt wie ein
entsprechend großes Gleichsignal.
Beispiel:
Eine Glühlampe, versorgt mit einer Wechsel-
spannung von 230 Veff, nimmt die gleiche Leis-
tung auf und leuchtet genauso hell, wie eine
Glühlampe versorgt mit einer Gleichspannung
von 230V-.
Bei einer sinusförmigen Wechselspannung u(t)
= û sin ωt ist der Effektivwert das 1/√2-fache
(0,707-fache) des Scheitelwertes.

11
Änderungen vorbehalten
0t
u (t)
2
u(t)
U
eff
STOP
TiPP
π
F =
–––– = 1,11
2√2
STOP
TiPP
û Spitzenwert
C =
–––– = –––––––––––––––
Ueff Effektivwert
Ueff Effektivwert
F =
–––– = –––––––––––––––
IuI Gleichrichtwert
STOP
Messgrundlagen
CF

2 = 1,11

2 = 1,11
2 = 1,57

3 = 1,15
π
2

2
π
2
π
2

2
2

3
Formfaktoren
C = Crestfaktor / F = Formfaktor
Formfaktor
Wird der vom Messgerät ermittelte Gleichricht-
wert mit dem Formfaktor des Mess-Signals mul-
tipliziert, ergibt sich der Effektivwert des Signals.
Der Formfaktor eines Signals ermittelt sich nach
folgender Formel:
Bei reinen sinusförmigen Wechselgrößen
beträgt der Formfaktor:
Crestfaktor
Der Crestfaktor (auch Scheitelfaktor genannt)
beschreibt, um welchen Faktor die Amplitude
(Spitzenwert) eines Signals größer ist als der
Effektivwert. Er ist wichtig bei der Messung von
impulsförmigen Größen.
Bei reinen sinusförmigen Wechselgrößen
beträgt das Verhältnis:
√2 = 1,414
Wird bei einem Messgerät der maximal
zulässige Crestfaktor überschritten,
sind die ermittelten Messwerte ungenau, da das
Messgerät übersteuert wird.
Die Genauigkeit des berechneten Effektivwertes ist
abhängig vom Crestfaktor und verschlechtert sich
mit höherem Crestfaktor des Messsignals. Die
Angabe des maximal zulässigen Crestfaktors
(techn. Daten) bezieht sich auf das Messbereich-
ende. Wird nur ein Teil des Messbereiches genutzt
(z.B. 230 V im 500 V Bereich), darf der Crestfaktor
größer sein.
Leistung
Die Leistung von Gleichgrößen (Gleichstrom,
Gleichspannung) ist das Produkt von Strom und
Spannung.
Bei der Wechselstromleistung muss zusätzlich
zu Strom und Spannung auch die Kurvenform
und die Phasenlage berücksichtigt werden. Bei
sinusförmigen Wechselgrößen (Strom, Span-
nung) und bekannter Phasenverschiebung, lässt
sich die Leistung leicht berechnen. Schwieriger
wird es, wenn es sich um nichtsinusförmige
Wechselgrößen handelt.
Mit dem Leistungsmessgerät lässt sich der Mittel-
wert der augenblicklichen Leistung unabhängig von
der Kurvenform messen. Voraussetzung hierfür ist,
dass die bezüglich Crestfaktor und Frequenz spe-
zifizierten Grenzen nicht überschritten werden.
Wirkleistung (Einheit Watt, Kurzzeichen P)
Induktivitäten oder Kapazitäten der Quelle füh-
ren zu Phasenverschiebungen zwischen Strom
und Spannung; das gilt auch für Lasten mit in-
duktiven bzw. kapazitiven Anteilen. Betrifft es die
Quelle und die Last, erfolgt eine gegenseitige Be-
einflussung. Die Wirkleistung errechnet sich aus
der effektiven Spannung und dem Wirkstrom. Im
Zeigerdiagramm ist der Wirkstrom die Strom-
komponente mit der selben Richtung wie die
Spannung.
Wenn: P = Wirkleistung
Ueff = Spannung Effektivwert
Ieff = Strom Effektivwert
ϕ= Phasenverschiebung zwischen
=U und I

12 Änderungen vorbehalten
ϕ
ωt
u
i
ûî
I cos ϕ
ϕ
ωU
I
STOP
TiPP
1
P =
–– ∫î sin ωt · û sin (ωt + ϕ) dt
T
î · û · cos ϕ
P = ––––––––––––––
2
P = Ueff · Ieff · cos ϕ
T
0
STOP
TiPP
STOP
TiPP
Messgrundlagen
ergibt sich für die Wirkleistung
P = Ueff · Ieff · cosϕ
Der Ausdruck cosϕwird als Leistungsfaktor be-
zeichnet.
Die Momentanleistung ist die Leistung
zum Zeitpunkt (t) und errechnet sich aus
dem Produkt des Stromes und der Span-
nung zum Zeitpunkt (t).
p(t) = i(t) · u(t)
bei Sinus gilt:
p(t) = û sin (ωt + ϕ) · î sin ωt
Die effektive Leistung, die sogenannte Wirkleistung,
ist der zeitliche arithmetische Mittelwert der
Momentanleistung. Wird über eine Periodendauer
integriert und durch die Periodendauer dividiert,
ergibt sich die Formel für die Wirkleistung.
Das Maximum des Leistungsfaktors cosϕ
= 1 ergibt sich bei einer Phasenverschie-
bung von ϕ= 0°. Diese wird nur in einem
Wechselstromkreis ohne Blindwiderstand
erreicht. In einem Wechselstromkreis mit
einem idealen Blindwiderstand beträgt
die Phasenverschiebung ϕ= 90°. Der
Leistungsfaktor cosϕ= 0. Der Wechsel-
strom bewirkt dann keine Wirkleistung.
Blindleistung (Einheit var, Kurzzeichen Q)
Die Blindleistung errechnet sich aus der effekti-
ven Spannung und dem Blindstrom. Im Zeiger-
diagramm ist der Blindstrom die Strom-
komponente senkrecht
zur Spannung.
(var = Volt Ampere réactif)
Wenn:
Q = Blindleistung
Ueff = Spannung Effektivwert
Ieff = Strom Effektivwert
ϕ= Phasenverschiebung
=zwischen U und I
ergibt sich für die Blindleistung
Q = Ueff · Ieff · sinϕ
Blindströme belasten das Stromversor-
gungsnetz. Um die Blindleistung zu sen-
ken, muss der Phasenwinkel ϕverklei-
nert werden. Da Transformatoren, Mo-
toren, etc. das Stromversorgungsnetz
induktiv belasten, werden zusätzliche
kapazitive Widerstände (Kondensatoren)
zugeschaltet. Diese kompensieren den in-
duktiven Blindstrom.
Beispiel für Leistung mit Blindanteil
Bei Gleichgrößen sind Augenblickswerte von
Strom und Spannung zeitlich konstant. Folglich
ist auch die Leistung konstant.
Im Gegensatz dazu folgt der Augenblickswert von
Misch- und Wechselgrößen zeitlichen Änderungen
nach Betrag (Höhe) und Vorzeichen (Polarität).
Ohne Phasenverschiebung liegt immer die gleiche
Polarität von Strom und Spannung vor. Das Pro-
dukt von Strom x Spannung ist immer positiv und
die Leistung wird an der Last vollständig in Ener-
gie umgewandelt. Ist im Wechselstromkreis ein
Blindanteil vorhanden, ergibt sich eine Phasenver-
schiebung von Strom und Spannung. Während der
Augenblickswerte, in denen das Produkt von Strom
und Spannung negativ ist, nimmt die Last (induktiv
oder kapazitiv) keine Leistung auf. Dennoch belas-
tet diese sogenannte Blindleistung das Netz.

13
Änderungen vorbehalten
 
S = P2+ Q2 = Ueff x Jeff
STOP
TiPP
P
PF =
––––
S
û = 325,00 V; î = 12,25 A
(vgl. nebenstehende Zeichnung)
Messgrundlagen
Scheinleistung
(Einheit Voltampere, Kurzzeichen VA)
Werden die in einem Wechselstrom-
kreis gemessenen Werte von Spannung
und Strom multipliziert, ergibt das stets
die Scheinleistung. Die Scheinleistung
ist die geometrische Summe von Wirk-
leistung und Blindleistung.
Wenn:
S = Scheinleistung
P = Wirkleistung
Q = Blindleistung
Ueff = Spannung Effektivwert
Ieff = Strom Effektivwert
ergibt sich für die Scheinleistung:
Leistungsfaktor
Der Leistungsfaktor PF (power factor)
errechnet sich nach der Formel:
PF = Leistungsfaktor
S = Scheinleistung
P = Wirkleistung
û = Spannung Spitzenwert
î = Strom Spitzenwert
Nur für sinusförmige Ströme
und Spannungen gilt:
PF = cosϕ
Ist zum Beispiel der Strom rechteck-
förmig und die Spannung sinusförmig,
errechnet sich der Leistungsfaktor aus
dem Verhältnis von Wirkleistung zu
Scheinleistung. Auch hier lässt sich eine
Blindleistung bestimmen. Aufgrund dessen, dass
der Strom eine andere Kurvenform besitzt als die
Spannung, nennt man diese Blindleistung auch
Verzerrungsblindleistung.

14 Änderungen vorbehalten
Gerätekonzept und Inbetriebnahme
Gerätekonzept
Das HM8015 misst je einmal die Spannung mit
einem Echteffektivwertwandler und den Strom
mit einem Echteffektivwertwandler. Die Momen-
tanleistung wird mit einem Analogmultiplizierer
ermittelt. Die Spannung und der Strom zum Zeit-
punkt (t) werden gemessen und multipliziert. Die
Wirkleistung wird dann durch Integration der
Momentanleistung über eine Periode T gebildet.
Alle weiteren Werte werden berechnet.
Die Scheinleistung S ergibt sich durch die Multi-
plikation der gemessenen Effektivspannung mit
dem Effektivstrom.
S= Ueff · Ieff
Die Blindleistung berechnet sich aus der Qua-
dratwurzel von Scheinleistung minus Wirkleis-
tung.
Der Leistungsfaktor PF wird aus dem Quotien-
ten von Wirkleistung und Scheinleistung berech-
net. Dies hat den Vorteil, dass der „richtige“
Leistungsfaktor angezeigt wird. Würde über eine
Phasenwinkelmessung der cosϕbestimmt, ist
der angezeigte Wert des Leistungsfaktors bei
verzerrten Signalen falsch. Dies ist der Fall bei
Schaltnetzteilen, Phasenanschnittsteuerungen,
Gleichrichterschaltungen, etc.
Inbetriebnahme
Achtung -
Bedienungsanleitung beachten
Beachten Sie bitte besonders bei der ersten In-
betriebnahme des Gerätes folgende Punkte:
– Der Netzspannungsumschalter am Grund-
gerät HM8001-2 ist auf die verfügbare Netz-
spannung eingestellt und die richtigen Siche-
rungen befinden sich im Sicherungshalter
des Kaltgeräteeinbausteckers .
– Vorschriftsmäßiger Anschluss an Schutz-
kontaktsteckdose oder Schutz-Trenn-
transformatoren der Schutzklasse 2
– Keine sichtbaren Beschädigungen am Gerät
– Keine Beschädigungen an der Anschluss-
leitung
– Keine losen Teile im Gerät
Einschalten des HM8015
Nach dem Einschalten erscheint der Gerätetyp
„HM8015“ und dann die Versionsnummer der
Firmware (z.B. „1.01) auf dem Display. Das Ge-
rät schaltet in den Modus „Wirkleistung“, die LED
„WATT“ leuchtet. Anschließend wechselt das
Gerät in den kleinstmöglichen Strom- bzw.
Spannungsbereich, d.h. wenn kein Signal an den
INPUT – Buchsen anliegt, in den kleinsten Mess-
bereich.
Bitte beachten Sie die Sicherheitshinweise
auf Seite 17!
Q = S2– P2
 
Gerätekonzept und Inbetriebnahme

15
Änderungen vorbehalten
Bedienungselemente HM8015
Bedienungselemente HM8015
Anzeige (7-Segment LEDs)
Die digitale Messwertanzeige gibt den Mess-
wert mit einer Auflösung von 5 Stellen
wieder. Der Messwert wird komma- und vor-
zeichenrichtig angezeigt.
FUNCTION – LEDs
Die LEDs zeigen die aktuelle Messfunktion
an. Die Auswahl erfolgt mit den Drucktasen
und 
und 
Drucktasten zur Auswahl der Messfunktion
(VOLT, AMP, WATT, Var, VA, PF). Die aktuelle
Messfunktion wird mit den FUNCTION–LEDs
angezeigt.
INPUT
OUTPUT
Eingangs- und Ausgangsbuchsen
(4mm Sicherheitsbuchse)
Der Messkreis des Powermeters ist nicht mit
Erde (Schutzleiter, PE) verbunden! Die bei-
den linken Buchsen sind mit INPUT gekenn-
zeichnet und werden mit der Stromversor-
gung für den Prüfling verbunden. Der Prüf-
ling selbst wird an die beiden rechten Buch-
sen OUTPUT angeschlossen.
POWERMETER HM8015
Instruments
FUNCTION
PFVAVarWATTAMPVOLT
INPUT OUTPUT
CAT
II
max
300 Vp
max
300
Vp
VOLT AMP
300 10
150 1.6
50 0.16
Made in Germany
F
F
!
1 2 3 6 4 5
Der Messwiderstand wird durch zwei nicht
von außen zugänglichen Sicherungen ge-
schützt.
Bereichs-LEDs
Bereichsindikatoren für Spannung VOLT
(50 V, 150 V und 300 V) und Strom (0.16 A,
1.6 A und 10 A). Die Bereichswahl erfolgt au-
tomatisch.

16 Änderungen vorbehalten
Messungen
Mit dem HM8015 sind die folgenden Messungen
möglich:
Spannung VOLT
Der Effektivwert der am Messkreis anliegenden
Spannung wird mit einem Echtwerteffektiv-
wandler gemessen und im Display angezeigt.
Die Bereichswahl erfolgt automatisch, der Mess-
bereich wird von den Bereichsindikatoren an-
gezeigt.
Strom AMP
Der Effektivwert des im Messkreis fließenden
Stroms wird mit einem Echtwerteffektivwandler
gemessen und im Display angezeigt. Die
Bereichswahl erfolgt automatisch, der Messbe-
reich wird von den Bereichsindikatoren an-
gezeigt.
Wirkleistung WATT
Messung der Wirkleistung P, die sich aus Inte-
gration der Momentanleistung (Produkt aus
Momentanwert der Spannung und des Stroms)
über eine Periode und Division durch die Perio-
dendauer T errechnet. Die Bereichswahl erfolgt
automatisch, der jeweilige Messbereich von
Strom und Spannung wird von den Bereichs-
indikatoren angezeigt.
Blindleistung Var
Messung der Blindleistung Q, die sich aus der
effektiven Spannung und dem Wirkstrom errech-
net. Die Blindleistung wird sowohl bei kapaziti-
ven Lasten als auch bei induktiven Lasten als po-
sitiver Wert (ohne Vorzeichen) angezeigt. Die
Bereichswahl erfolgt automatisch, der jeweilige
Messbereich von Strom und Spannung wird von
den Bereichsindikatoren angezeigt.
Die Blindleistungsanzeige zeigt auch dann
korrekte Werte an, wenn Strom und Span-
nung nicht sinusförmig sind. Da die
Scheinleistung (Ueff x Ieff) und die Wirkleis-
tung (arithmetischer Mittelwert von u(t) x
i(t)) unabhängig von der Kurvenform sind,
kann die Blindleistung aus diesen Mess-
werten errechnet werden.
Scheinleistung VA
Messung der Scheinleistung VA, die sich aus der
Multiplikation der im Wechselstromkreis gemes-
senen Effektivwerte von Strom und Spannung
errechnet. Die Scheinleistung ist die geometri-
sche Summe aus Blind- und Wirkleistung.
Die Bereichswahl erfolgt automatisch, der jewei-
lige Messbereich von Strom und Spannung wird
von den Bereichsindikatoren angezeigt.
Leistungsfaktor PF
Mit dieser Messfunktion wird der Leistungsfaktor
PF (engl.: power factor) gemessen. Mit dem Auf-
ruf dieser Funktion leuchtet die zugeordnete LED
PF und das Display zeigt das Verhältnis
von Wirkleistung zu Scheinleistung an.
Die Bereichswahl erfolgt automatisch, der jewei-
lige Messbereich von Strom und Spannung wird
von den Bereichsindikatoren angezeigt.
Mit dem Powermeter lässt sich der Mittelwert
der augenblicklichen Leistung unabhängig von
der Kurvenform messen. Voraussetzung hierfür
ist, dass die bezüglich Crestfaktor und Frequenz
spezifizierten Grenzen nicht überschritten wer-
den.
Nur bei Wechselgrößen mit ausrei-
chend großem Effektivwert von Strom
und Spannung wird ein Wert für PF angezeigt.
Liegt Gleichstrom/Gleichspannung vor oder
sind die Effektivwerte von Strom und Spannung
<1/10 des Messbereichs werden 4 waagrechte
Striche angezeigt.
Für echte sinusförmige Verläufe der
Messgrößen Strom und Spannung kann
man mit dem Leistungsfaktor PF auch die
Phasenverschiebung ϕbestimmen.
Für sinusförmige Ströme und Spannun-
gen gilt: PF = cos ϕ
Sind Strom und/oder Spannung verzerrt,
gilt diese Beziehung nicht, da die Ver-
zerrungsblindleistung zu berücksichtigen
ist.
STOP
TiPP
STOP
STOP
TiPP
Messungen

17
Änderungen vorbehalten
Sicherheitshinweise
Bitte beachten Sie nachfolgend aufgeführte
Sicherheitshinweise!
Beim Anlegen von berührungsge-
fährlichen Spannungen an die Eingangs-
buchsen INPUT müssen alle diesbe-
züglichen Sicherheitsvorschriften beach-
tet werden!
Gleichspannung ist erdfrei zu machen!
Wechselspannung ist mit einem Schutz-
trenntrafo erdfrei zu machen!
Achtung!
Spannungen, die einen der folgenden
Werte überschreiten, werden als berüh-
rungsgefährlich angesehen:
1. 30 Volt Effektivwert
2. 42,4 Volt Spitzenwert
3. 60 Volt Gleichspannung
Das Anlegen höherer Spannungen darf
nur durch Fachkräfte erfolgen, die mit den
damit verbundenen Gefahren vertraut
sind!
Die diesbezüglichen Sicherheitsvor-
schriften sind unbedingt zu beachten!
Vor dem Abziehen der Sicherheitsstecker
an INPUT ist sicherzustellen dass
diese spannungsfrei sind. Ansonsten be-
steht Unfallgefahr, im schlimmsten Fall
Lebensgefahr!
Werden Geräte der Schutzklasse I an
OUTPUT angeschlossen und ohne
Trenntrafo versorgt, ist der Schutzleiter
PE am Prüfling separat anzuschließen.
Wird dies nicht beachtet, besteht Lebens-
gefahr!
Die Sicherheitsstecker können durch
hohe Ströme heiß werden!
Die zwischen den beiden INPUT-Buchsen
maximal zulässige Spannung beträgt 300
Volt. Bezogen auf das Bezugspotential des
Gerätes (Masseanschluss = Schutzleiter-
anschluss PE), darf an keiner der beiden
INPUT-Buchsen der Spitzenwert der
Spannung größer als 500 V sein.
Die beiden oberen Buchsen (rot) sind
galvanisch miteinander verbunden
(0 ). Zwischen den beiden oberen Buchsen darf
deshalb keine Spannung angelegt werden
(Kurzschlussgefahr)!
Der Messwiderstand befindet sich im Gerät zwi-
schen den unteren Buchsen (blau, schwarz).
Auch zwischen diesen Buchsen darf keine Span-
nung angelegt werden (Kurzschlussgefahr)!
Messkreissicherung
Der Messkreis des HM8015 ist durch 2 Sicherun-
gen geschützt. Diese Messkreissicherungen sind
nicht von außen zugänglich. Ein Auswechseln
durch den Kunden ist nicht vorgesehen. Sollte
eine dieser Sicherungen ausfallen, liegt ein
Reparaturfall vor.
STOP
STOP
STOP
Sicherheitshinweise

18 Subject to change without notice
General information
regarding the CE marking
HAMEG instruments fulfill the regulations of the
EMC directive. The conformity test made by HAMEG
is based on the actual generic and pro-duct
standards. In cases where different limit values are
applicable, HAMEG applies the strictest standard.
For emission the limits for residential, commercial
and light industry are applied. Regarding the
immunity (susceptibility) the limits for industrial
environment have been used.
The measuring and data lines of the instrument
have much influence on emission and immunity
and therefore on meeting the acceptance limits.
For different applications the lines and/or cables
used may be different. For measurement operation
the following hints and conditions regarding
emission and immunity should be observed:
1. Data cables
For the connection between instruments resp. their
interfaces and external devices, (computer, printer
etc.) sufficiently screened cables must be used.
Maximum cable length of data lines must not
exceed 3 m. The manual may specify shorter
lengths. If several interface connectors are
provided only one of them may be used at any time.
Basically interconnections must have a double
screening. For IEEE-bus purposes the double
screened cables HZ72S and HZ72L from HAMEG
are suitable.
2. Signal cables
Basically test leads for signal interconnection
between test point and instrument should be as
short as possible. Without instruction in the manual
for a shorter length, signal lines must be less than
3 meters long.
Signal lines must be screened (coaxial cable -
RG58/U). A proper ground connection is required.
In combination with signal generators double
screened cables (RG223/U, RG214/U) must be
used.
3. Influence on measuring instruments.
In the presence of strong high frequency electric
or magnetic fields, even with careful setup of the
measuring equipment an influence can not be
excluded.
General information
This will not cause damage or put the instrument
out of operation. Small deviations of the mea-
suring value (reading) exceeding the instru-ment's
specifications may result from such conditions in
some cases.
HAMEG GmbH

19
Subject to change without notice
Content
Deutsch 3
Français 32
Español 46
English
General information regarding
CE-marking 18
3 kW Powermeter HM8015 20
Specifications 21
Important hints 22
Safety 22
Used symbols 22
Operating conditions 22
Warranty and repair 22
Maintenance 23
Operation of the module 23
Basic of Power Measurement 24
Arithmetic mean value 24
Rectified mean value 24
Root-Mean-Square value 24
Form factor 25
Crest factor 25
Power 25
– Active true power 25
– Reactive power 26
– Apparent power 26
– Power factor 27
Concept and Introduction 28
Control elements 29
Measurements 30
Safety instructions 30
Français 32

20 Subject to change without notice
HM8015
Power measurement up to 3 kW
Automatic range selection, easy operation
6 measurement functions
Display of power factor
Frequency range up to 1 kHz
AC and DC power measurement
Mainframe HM8001-2 or HM8003 required for operation
3 kW Powermeter
HM8015
Adapter HZ815
Mainframe
HM8003
Mainframe
HM8001-2