Hameg HM8115-2 User manual

8kW Power-Meter
HM8115-2
Handbuch / Manual
Deutsch / English

2Änderungen vorbehalten
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung
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
unterschiedliche Grenzwerte möglich sind, werden von HAMEG die
härteren Prüfbedingungen angewendet. Für die Störaussendung
werden die Grenzwerte für den Geschäfts- und Gewerbebereich sowie
für Kleinbetriebe angewandt (Klasse 1B). Bezüglich der Störfestigkeit
nden die für den Industriebereich geltenden Grenzwerte Anwendung.
Die am Messgerät notwendigerweise angeschlossenen Mess- und
Datenleitungen beeinflussen die Einhaltung der vorgegebenen
Grenzwerte in erheblicher Weise. Die verwendeten Leitungen sind
jedoch je nach Anwendungsbereich unterschiedlich. Im praktischen
Messbetrieb sind daher in Bezug auf Störaussendung bzw. Störfestigkeit
folgende Hinweise und Randbedingungen unbedingt zu beachten:
1. Datenleitungen
Die Verbindung von Messgeräten bzw. ihren Schnittstellen mit
externen Geräten (Druckern, Rechnern, etc.) darf nur mit ausreichend
abgeschirmten Leitungen erfolgen. Sofern die Bedienungsanleitung
nicht eine geringere maximale Leitungslänge vorschreibt, dürfen
Datenleitungen (Eingang/Ausgang, Signal/Steuerung) eine Länge
von 3 Metern nicht erreichen und sich nicht außerhalb von Gebäuden
befinden. Ist an einem Geräteinterface der Anschluss mehrerer
Schnittstellenkabel möglich, so darf jeweils nur eines angeschlossen
sein.
Bei Datenleitungen ist generell auf doppelt abgeschirmtes
Verbindungskabel zu achten. Als IEEE-Bus Kabel ist das von HAMEG
beziehbare doppelt geschirmte Kabel HZ72 geeignet.
2. Signalleitungen
Messleitungen zur Signalübertragung zwischen Messstelle und
Messgerät sollten generell so kurz wie möglich gehalten werden.
Falls keine geringere Länge vorgeschrieben ist, dürfen Signalleitungen
(Eingang/Ausgang, Signal/Steuerung) eine Länge von 3 Metern nicht
erreichen und sich nicht außerhalb von Gebäuden benden.
Alle Signalleitungen sind grundsätzlich als abgeschirmte Leitungen
(Koaxialkabel - RG58/U) zu verwenden. Für eine korrekte Massever-
bindung 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 elektrischer oder
magnetischer Felder kann es trotz sorgfältigen Messaufbaues über die
angeschlossenen Kabel und Leitungen zu Einspeisung unerwünschter
Signalanteile in das Gerät kommen. Dies führt bei HAMEG Geräten
nicht zu einer Zerstörung 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
KONFORMITÄTSERKLÄRUNG
HAMEG Instruments GmbH
Industriestraße 6 · D-63533 Mainhausen
Die HAMEG Instruments GmbH bescheinigt die
Konformität für das Produkt:
Bezeichnung: Leistungsmessgerät
Typ: HM8115-2
mit: HO820
Option: HO880
mit den Bestimmungen des Rates der Europäischen
Union zur Angleichung der Rechtsvorschriften der
Mitgliedstaaten
zbetreffend elektrische Betriebsmittel zur Verwendung
innerhalb bestimmter Spannungsgrenzen (2006/95/
EG) [LVD]
züber die elektromagnetische Verträglichkeit
(2004/108/EG) [EMCD]
züber die Beschränkung der Verwendung bestimmter
gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten
(2011/65/EG) [RoHS] übereinstimmt.
Die Übereinstimmung mit LVD und EMCD wird
nachgewiesen durch die Einhaltung folgender Normen:
EN 61010-1: 04/2015
EN 61326-1: 07/2013
EN 55011: 11/2014
EN 61000-4-2: 12/2009
EN 61000-4-3: 04/2011
EN 61000-4-4: 04/2013
EN 61000-4-5: 03/2015
EN 61000-4-6: 08/2014
EN 61000-4-11: 02/2005
Bei der Beurteilung der elektromagnetischen Verträg-
lichkeit wurden die Störaussendungsgrenzwerte für
Geräte der Klasse B sowie die Störfestigkeit für Betrieb
in industriellen Bereichen zugrunde gelegt.
Datum 8.6.2015
Unterschrift
Holger Asmussen
General Manager

3
Änderungen vorbehalten
InhaltsverzeichnisAllgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung
English 23
Deutsch
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung 2
8 kW Leistungsmessgerät HM8115-2 4
Technische Daten 5
1 Wichtige Hinweise 6
1.1 Symbole 6
1.2 Auspacken 6
1.3 Aufstellen des Gerätes 6
1.4 Transport 6
1.5 Lagerung 6
1.6 Sicherheitshinweise 6
1.7 Gewährleistung und Reparatur 7
1.8 Bestimmungsgemäßer Betrieb 7
1.9 Wartung 7
1.10 Netzspannungsumschaltung 7
1.11 Sicherungswechsel der Gerätesicherung 7
2 Bezeichnung der Bedienelemente 8
3 Messgrundlagen 9
3.1 Arithmetischer Mittelwert 9
3.2 Gleichrichtwert 9
3.3 Effektivwert 9
3.4 Formfaktor 9
3.5 Crestfaktor 9
3.6 Leistung 10
3.7 Leistungsfaktor 11
4 Gerätekonzept des HM8115-2 12
5 Einführung in die Bedienung des HM8115-2 12
6 Bedienelemente und Anzeigen 12
7 Schnittstellen 18
8 Befehlsliste der Gerätesoftware 19
9 Software 20
9.1 Installation 20
9.2 Das Programm 20
9.3 Deinstallation 20
10 Stichwortverzeichnis 21

4Änderungen vorbehalten
HM8115-2
4Änderungen vorbehalten
HM8115-2
8 kW Leistungsmessgerät HM8115-2
HM8115-2
R Großer Leistungsmessbereich 1 mW…8 kW
R Spannungsmessung 100 mV…500 V, Strommessung 1 mA…16 A
R Frequenzbereich DC…1 kHz
R Simultane Anzeige von Spannung, Strom und Leistung
R Messung von Schein-, Wirk- und Blindleistung
R Anzeige des Leistungsfaktors
R Automatische Messbereichswahl, einfachste Bedienung
R Monitorausgang (BNC) zur Ausgabe der Momentanleistung
R Für Messungen an Frequenzumrichtern geeignet
R Software zur Steuerung und Messdatenerfassung inklusive
R Galvanisch getrennte USB/RS-232 Dual-Schnittstelle,
optional IEEE-488 (GPIB)
8kW Leistungs-Messgerät
HM8115-2
Effektivwert
Wirkleistung
Adapter HZ815
Großer Leistungsmessbereich 1mW…8kW
Spannungsmessung 100mV…500V, Strommessung 1mA…16A
Frequenzbereich DC…1kHz
Simultane Anzeige von Spannung, Strom und Leistung
Messung von Schein-, Wirk- und Blindleistung
Anzeige des Leistungsfaktors
Automatische Messbereichswahl, einfachste Bedienung
Monitorausgang (BNC) zur Ausgabe der Momentanleistung
Für Messungen an Frequenzumrichtern geeignet
Software zur Steuerung und Messdatenerfassung inklusive
Galvanisch getrennte USB/RS-232 Dual-Schnittstelle,
optional IEEE-488 (GPIB)
8kW Leistungs-Messgerät
HM8115-2
4Änderungen vorbehalten
HM8115-2
8 kW Leistungsmessgerät HM8115-2
HM8115-2
R Großer Leistungsmessbereich 1 mW…8 kW
R Spannungsmessung 100 mV…500 V, Strommessung 1 mA…16 A
R Frequenzbereich DC…1 kHz
R Simultane Anzeige von Spannung, Strom und Leistung
R Messung von Schein-, Wirk- und Blindleistung
R Anzeige des Leistungsfaktors
R Automatische Messbereichswahl, einfachste Bedienung
R Monitorausgang (BNC) zur Ausgabe der Momentanleistung
R Für Messungen an Frequenzumrichtern geeignet
R Software zur Steuerung und Messdatenerfassung inklusive
R Galvanisch getrennte USB/RS-232 Dual-Schnittstelle,
optional IEEE-488 (GPIB)
8kW Leistungs-Messgerät
HM8115-2
Effektivwert
Wirkleistung
Adapter HZ815

5
Änderungen vorbehalten
HM8115-2 Technische Daten
8kW Leistungs-Messgerät HM8115-2
Alle Angaben bei 23°C nach einer Aufwärmzeit von 30 Minuten.
Spannung Echteffektivwert (AC+ DC)
Messbereiche: 50V 150V 500V
Auflösung: 0,1V 1V 1V
Genauigkeit: 20Hz…1kHz: ±(0,4% + 5 Digit)
DC: ±(0,6% + 5 Digit)
Eingangsimpedanz: 1 MΩ II 100 pF
Crestfaktor: max. 3,5 am Messbereichsende
Eingangsschutz: max. 500VS
Strom Echteffektivwert (AC+ DC)
Messbereiche: 160mA 1,6A 16A
Auflösung: 1mA 1mA 10mA
Genauigkeit: 20Hz…1kHz: ±(0,4% + 5 Digit)
DC: ±(0,6% + 5 Digit)
Crestfaktor: max. 4 am Messbereichende
Eingangsschutz Input: Sicherung 16A Superflink (FF), 6,3 x 32mm
Wirkleistung
Der Messbereich ergibt sich aus dem Produkt des eingestellten Strom-
bzw. Spannungsmessbereichs.
Messbereiche: 8W 24W 80W 240W 800W 2400W 8000W
Auflösung: 1mW 10mW 10mW 100mW 100mW 1W 1W
Genauigkeit: 20Hz…1kHz: ±(0,8 % + 10 Digit)
DC: ±(0,8% + 10 Digit)
Anzeige: 4stellig, 7-Segment LED
Blindleistung
Messbereiche: 8var 24var 80var 240/800var 2400/8000var
Auflösung: 10mvar 100mvar 100mvar 1var 1var
Genauigkeit: 20…400Hz: ±(2,5% + 10 Digit + 0,02 x P)
P = Wirkleistung
Anzeige: 4-stellig, 7-Segment LED
Scheinleistung
Messbereiche: 8VA 24VA 80VA 240/800VA 2400/8000VA
Auflösung: 1mVA 10mVA 10mVA 100mVA 1VA
Genauigkeit: 20Hz…1kHz: ±(0,8 % + 5 Digit)
Anzeige: 4-stellig, 7-Segment LED
Leistungsfaktor
Anzeige: 0,00…+1,00
Genauigkeit: 50…60Hz: ±(2% + 3 Digit) (Sinuskurve)
Spannung und Strom >1/10 v. Messbereich
Monitorausgang (analog)
Anschluss: BNC-Buchse (galvanische Trennung
v. Messkreis und RS-232 Schnittstelle)
Bezugspotenzial: Schutzleiteranschluss
Pegel: 1VAC bei Bereichende (2.400/8.000 Digit)
Genauigkeit: typ. 5%
Ausgangsimpedanz: ca. 10 kΩ
Bandbreite: DC…1kHz
Fremdspannungsschutz: ±30V
Bedienung/Anzeigen
Messfunktionen: Spannung, Strom, Leistung, Leistungs-
faktor
Messbereichswahl: automatisch/manuell
Überlaufanzeige: optisch, akustisch
Anzeigeauflösung:
Spannung 3-stellig, 7-Segment LED
Strom 4-stellig, 7-Segment LED
Leistung 4-stellig, 7-Segment LED
Leistungsfaktor 3-stellig, 7-Segment LED
Schnittstelle
Schnittstelle: Dual-Schnittstelle USB/RS-232 HO820,
IEEE-488 (GPIB) (optional)
Anschluss RS-232: D-Sub-Buchse (galvanische Trennung
v. Messkreis und Monitorausgang)
Protokoll: Xon/Xoff
Übertragungsraten: 9600 Baud
Funktionen: Steuerung/Datenabfrage
Verschiedenes
Schutzart: Schutzklasse I (EN 61010-1)
Netzanschluss: 115/230V ±10%, 50…60Hz, CAT II
Leistungsaufnahme: ca. 15W bei 50Hz
Arbeitstemperatur: +5…+40°C
Lagertemperatur: -20…+70°C
Rel. Luftfeuchtigkeit: 5…80% (ohne Kondensation)
Abmessungen (B x H x T):285 x 75 x 365mm
Gewicht: ca. 4kg
Im Lieferumfang enthalten: Netzkabel, Bedienungsanleitung, CD, Software
Empfohlenes Zubehör:
HO880 IEEE-488 (GPIB) Schnittstelle, galvanisch getrennt
HZ10S 5 x Silikon-Messleitung (Schwarz)
HZ10R 5 x Silikon-Messleitung (Rot)
HZ10B 5 x Silikon-Messleitung (Blau)
HZ13 Schnittstellenkabel (USB) 1,8m
HZ14 Schnittstellenkabel (seriell) 1:1
HZ33 Messkabel 50 Ω, (BNC/BNC), 0,5 m
HZ34 Messkabel 50 Ω, (BNC/BNC), 1,0 m
HZ42 19" Einbausatz 2HE
HZ72 IEEE-488 (GPIB) Schnittstellenkabel 2m
HZ815 Netzadapter

6Änderungen vorbehalten
1 Wichtige Hinweise
1.1 Symbole
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
Symbol 1: Achtung - Bedienungsanleitung beachten
Symbol 2: Vorsicht Hochspannung
Symbol 3: Masseanschluss
Symbol 4: Hinweis – unbedingt beachten
Symbol 5: Tipp! – Interessante Info zur Anwendung
Symbol 6: Stop! – Gefahr für das Gerät
1.2 Auspacken
Prüfen Sie beim Auspacken den Packungsinhalt auf Vollstän-
digkeit. Ist der Netzspannungsumschalter entsprechend der
vorhandenen Netzversorgung eingestellt? Nach dem Auspacken
sollte das Gerät auf mechanische Beschädigungen und lose
Teile im Innern überprüft werden. Falls ein Transportschaden
vorliegt, ist sofort der Lieferant zu informieren. Das Gerät darf
dann nicht in Betrieb genommen werden.
1.3 Aufstellen des Gerätes
Das Gerät kann in zwei verschiedenen Positionen aufgestellt
werden: Die vorderen Gerätefüße werden wie in Bild 1 aufge-
klappt. Die Gerätefront zeigt dann leicht nach oben. (Neigung
etwa 10°).
Bleiben die vorderen Gerätefüße eingeklappt, wie in Bild 2,
lässt sich das Gerät mit vielen weiteren Geräten von HAMEG
sicher stapeln. Werden mehrere Geräte aufeinander gestellt
sitzen die eingeklappten Gerätefüße in den Arretierungen des
darunter liegenden Gerätes und sind gegen unbeabsichtigtes
Verrutschen gesichert. (Bild 3).
Es sollte darauf geachtet werden, dass nicht mehr als drei bis
vier Geräte übereinander gestapelt werden. Ein zu hoher Gerä-
teturm kann instabil werden und auch die Wärmeentwicklung
kann bei gleichzeitigem Betrieb aller Geräte, zu groß werden.
1.4 Transport
Bewahren Sie bitte den Originalkarton für einen eventuell
späteren Transport auf. Transportschäden aufgrund einer
mangelhaften Verpackung sind von der Gewährleistung aus-
geschlossen.
1.5 Lagerung
Die Lagerung des Gerätes muss in trockenen, geschlossenen
Räumen erfolgen. Wurde das Gerät bei extremen Tempera-
turen transportiert, sollte vor dem Einschalten eine Zeit von
mindestens 2 Stunden für die Akklimatisierung des Gerätes
eingehalten werden.
1.6 Sicherheitshinweise
Diese Gerät ist gemäß VDE0411 Teil1, Sicherheitsbestimmun-
gen für elektrische Mess-, Steuer-, Regel, und Laborgeräte,
gebaut und geprüft und hat das Werk in sicherheitstechnisch
einwandfreiem Zustand verlassen. Es entspricht damit auch
den Bestimmungen der europäischen Norm EN 61010-1 bzw.
der internationalen Norm IEC 1010-1. Um diesen Zustand zu
erhalten und einen gefahrlosen Betrieb sicherzustellen, muss
der Anwender die Hinweise und Warnvermerke, in dieser
Bedienungsanleitung, beachten. Das Gerät entspricht der
Schutzklasse 1, somit sind alle Gehäuse- und Chassisteile mit
dem Netzschutzleiter verbunden. Das Gerät darf aus Sicher-
heitsgründen nur an vorschriftsmäßigen Schutzkontaktsteck-
dosen oder an Schutz-Trenntransformatoren der Schutzklasse
2 betrieben werden.
Sind Zweifel an der Funktion oder Sicherheit der Netzsteckdo-
sen aufgetreten, so sind die Steckdosen nach DIN VDE0100,Teil
610, zu prüfen.
Das Auftrennen der Schutzkontaktverbindung in-
nerhalb oder außerhalb des Gerätes ist unzulässig!
Beim Anlegen von berührungsgefährlichen Span-
nungen an die Eingangsbuchsen INPUT
12
müssen
alle diesbezüglichen Sicherheitsvorschriften beach-
tet werden! Gleichspannung ist erdfrei zu machen!
Wechselspannung ist mit einem Schutztrenntrafo
erdfrei zu machen!
Vor dem Abziehen der Sicherheitsstecker am
INPUT
12
ist sicherzustellen dass diese spannungs-
frei sind. Ansonsten besteht Unfallgefahr,
im schlimmsten Fall Lebensgefahr!
Werden Geräte der Schutzklasse I an OUTPUT
14
angeschlossen, ist der Schutzleiter PE am Prüing
separat anzuschließen. Wird dies nicht beachtet,
besteht Lebensgefahr!
Bei Strömen >10 A ist nur eine maximale Betriebs-
dauer von 15 Minuten zulässig!
Die Sicherheitsstecker können durch hohe Ströme
heiß werden!
– Der Netzspannungsumschalter muss entsprechend der
vorhandenen Netzversorgung eingestellt sein.
– Das Öffnen des Gerätes darf nur von einer entsprechend
ausgebildeten Fachkraft erfolgen.
– Vor dem Öffnen muss das Gerät ausgeschaltet und von allen
Stromkreisen getrennt sein.
Wichtige Hinweise
Bild 3
Bild 2
Bild 1

7
Änderungen vorbehalten
Wichtige Hinweise Wichtige Hinweise
In folgenden Fällen ist das Gerät außer Betrieb zu setzen und
gegen unabsichtlichen Betrieb zu sichern:
– Sichtbare Beschädigungen am Gerät
– Beschädigungen an der Anschlussleitung
– Beschädigungen am Sicherungshalter
– Lose Teile im Gerät
– Das Gerät arbeitet nicht mehr
– Nach längerer Lagerung unter ungünstigen Verhältnissen
(z.B. im Freien oder in feuchten Räumen)
– Schwere Transportbeanspruchung
1.7 Gewährleistung und Reparatur
Unsere Geräte unterliegen einer strengen Qualitätskontrolle.
Jedes Gerät durchläuft vor dem Verlassen der Produktion
einen 10-stündigen „Burn in-Test“. Anschließend erfolgt ein
umfangreicher Funktions- und Qualitätstest, bei dem alle
Betriebsarten und die Einhaltung der technischen Daten geprüft
werden. Die Prüfung erfolgt mit Prüfmitteln, die auf nationale
Normale rückführbar kalibriert sind. Es gelten die gesetzlichen
Gewährleistungsbestimmungen des Landes, in dem das Pro-
dukt erworben wurde. Bei Beanstandungen wenden Sie sich
bitte an den Händler, bei dem Sie das Produkt erworben haben.
Abgleich, Auswechseln von Teilen, Wartung und Reparatur darf
nur von autorisierten Fachkräften ausgeführt werden. Werden
sicherheitsrelevante Teile (z.B. Netzschalter, Netztrafos oder
Sicherungen) ausgewechselt, so dürfen diese nur durch Origi-
nalteile ersetzt werden. Nach jedem Austausch von sicherheits-
relevanten Teilen ist eine Sicherheitsprüfung durchzuführen
(Sichtprüfung, Schutzleitertest, Isolationswiderstands-, Ableit-
strommessung, Funktionstest). Damit wird sichergestellt, dass
die Sicherheit des Produkts erhalten bleibt.
1.8 Bestimmungsgemäßer Betrieb
Die Geräte sind zum Gebrauch in sauberen, trockenen
Räumen bestimmt. Sie dürfen nicht bei besonders großem
Staub- bzw. Feuchtigkeitsgehalt der Luft, bei Explosionsge-
fahr sowie bei aggressiver chemischer Einwirkung betrieben
werden.
Die zulässige Umgebungstemperatur während des Betrie-
bes reicht von +5°C...+40 °C. Während der Lagerung oder
des Transportes darf die Temperatur zwischen –20°C und
+70°C betragen. Hat sich während des Transportes oder der
Lagerung Kondenswasser gebildet, muss das Gerät ca. zwei
Stunden akklimatisiert werden, bevor es in Betrieb genom-
men wird.
Das Gerät darf aus Sicherheitsgründen nur an vorschriftsmä-
ßigen Schutzkontaktsteckdosen oder an Schutz-Trenntransfor-
matoren der Schutzklasse 2 betrieben werden. Die Betriebslage
ist beliebig. Eine ausreichende Luftzirkulation (Konvektionsküh-
lung) ist jedoch zu gewährleisten. Bei Dauerbetrieb ist folglich
eine horizontale oder schräge Betriebslage (vordere Gerätefüße
aufgeklappt) zu bevorzugen.
Die Lüftungslöcher und die Kühlkörper des Gerätes
dürfen nicht abgedeckt werden !
Das Produkt darf nur von dafür autorisiertem
Fachpersonal geöffnet werden. Vor Arbeiten am
Produkt oder Öffnen des Produkts ist dieses von der
Versorgungsspannung zu trennen, sonst besteht
das Risiko eines elektrischen Schlages.
Nenndaten mit Toleranzangaben gelten nach einer Anwärm-
zeit von min. 30 Minuten, im Umgebungstemperaturbereich
von 23°C. Werte ohne Toleranzangabe sind Richtwerte eines
durchschnittlichen Gerätes.
1.9 Wartung
Die Außenseite des Gerätes sollte regelmäßig mit
einem weichen, nicht fasernden Staubtuch gereinigt
werden.
Bevor Sie das Gerät reinigen stellen Sie bitte
sicher, dass es ausgeschaltet und von allen Span-
nungsversorgungen getrennt ist.
Keine Teile des Gerätes dürfen mit Alkohol oder
anderen Lösungsmitteln gereinigt werden!
Die Anzeige darf nur mit Wasser oder geeignetem Glasreiniger
(aber nicht mit Alkohol oder Lösungsmitteln) gesäubert werden,
sie ist dann noch mit einem trockenen, sauberen, fusselfreien
Tuch nachzureiben. Keinesfalls darf die Reinigungsflüssigkeit in
das Gerät gelangen. Die Anwendung anderer Reinigungsmittel
kann die Beschriftung oder Kunststoff- und Lackoberflächen
angreifen.
1.10 Netzspannungsumschaltung
Das Gerät arbeitet mit einer Netzwechselspannung von 115 V
oder 230 V 50/60 Hz. Die vorhandene Netzversorgungsspannung
wird mit dem Netzspannungsumschalter eingestellt. Mit
der Netzspannungsumschaltung ist ein Wechsel der Netzein-
gangssicherungen notwendig. Die Nennströme der benötigten
Sicherungen sind an der Gehäuserückwand abzulesen.
1.11 Sicherungswechsel der Gerätesicherung
Die Netzeingangssicherungen sind von außen zugänglich.
Kaltgeräteeinbaustecker und Sicherungshalter bilden eine
Einheit. Das Auswechseln der Sicherung darf nur erfolgen
wenn zuvor das Gerät vom Netz getrennt und das Netzkabel
abgezogen wurde. Sicherungshalter und Netzkabel müssen
unbeschädigt sein. Mit einem geeigneten Schraubenzieher
(Klingenbreite ca. 2mm) werden die an der linken und rechten
Seite des Sicherungshalters bendlichen Kunststoffarretie-
rungen nach innen gedrückt. Der Ansatzpunkt ist am Gehäuse
mit zwei schrägen Führungen markiert. Beim Entriegeln wird
der Sicherungshalter durch Druckfedern nach außen gedrückt
und kann entnommen werden. Die Sicherungen sind dann
zugänglich und können ggf. ersetzt werden. Es ist darauf zu
achten, dass die zur Seite herausstehenden Kontaktfedern
nicht verbogen werden. Das Einsetzen des Sicherungshalters
ist nur möglich, wenn der Führungssteg zur Buchse zeigt. Der
Sicherungshalter wird gegen den Federdruck eingeschoben,
bis beide Kunststoffarretierungen einrasten.
Ein Reparieren der defekten Sicherung oder das Verwenden
anderer Hilfsmittel zum Überbrücken der Sicherung ist ge-
fährlich und unzulässig. Dadurch entstandene Schäden am
Gerät fallen nicht unter die Garantieleistungen.
Sicherungstype:
Größe 5 x 20 mm; 250V~, C;
IEC 127, Bl. III; DIN 41 662
(evtl. DIN 41 571, Bl. 3).
Netzspannung Sicherungs-Nennstrom
230 V 100 mA träge (T)
115 V 200 mA träge (T)

8Änderungen vorbehalten
Gerätefrontseite
POWER – Netzschalter
VOLT Display – Spannungsanzeige
AMPERE Display – Stromanzeige
FUNCTION Display – Anzeige für Leistung u. PF (power
factor)
MONITOR – Monitorausgang
VOLT Tasten – Bereichsumschalter für Spannung
VOLT LED – Anzeige Spannungsbereich
AMPERE Tasten – Bereichsumschalter für Strom
AMPERE LED – Anzeige Strombereich
16 1715
Bezeichnung der Bedienelemente
FUNCTION Tasten – Bereichsumschalter Messfunktion
FUNCTION LED – Anzeige Messfunktion
INPUT – Eingang Stromversorgung für Prüfling
FUSE – Sicherung für den Messkreis
OUTPUT – Ausgang zum Prüfling
Geräterückseite
USB/RS-232 Schnittstelle
(beim HM8115-2G: IEEE-488 GPIB)
Netzspannungsumschalter
Kaltgeräteeinbaustecker mit Netzsicherung
2 Bezeichnung der Bedienelemente
8
Änderungen vorbehalten
Gerätefrontseite
POWER – Netzschalter
VOLT Display – Spannungsanzeige
AMPERE Display – Stromanzeige
FUNCTION Display – Anzeige für Leistung u. PF (power
factor)
MONITOR – Monitorausgang
VOLT Tasten – Bereichsumschalter für Spannung
VOLT LED – Anzeige Spannungsbereich
AMPERE Tasten – Bereichsumschalter für Strom
AMPERE LED – Anzeige Strombereich
16 1715
Bezeichnung der Bedienelemente
FUNCTION Tasten – Bereichsumschalter Messfunktion
FUNCTION LED – Anzeige Messfunktion
INPUT – Eingang Stromversorgung für Prüfling
FUSE – Sicherung für den Messkreis
OUTPUT – Ausgang zum Prüfling
Geräterückseite
USB/RS-232 Schnittstelle
(beim HM8115-2G: IEEE-488 GPIB)
Netzspannungsumschalter
Kaltgeräteeinbaustecker mit Netzsicherung
2 Bezeichnung der Bedienelemente
1 2
512 14
3 4
678910
11 13

9
Änderungen vorbehalten
3 Messgrundlagen
Verwendete Abkürzungen und Zeichen
W Wirkleistung P
VA Scheinleistung S
var Blindleistung Q
u(t) Spannung Momentanwert
u²(t) Spannung quadratischer Mittelwert
IÛI 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
3.1 Arithmetischer Mittelwert
Der arithmetische Mittelwert eines periodischen Signals ist
der gemittelte Wert aller Funktionswerte, 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 Gleichan-
teil
3.2 Gleichrichtwert
Der Gleichrichtwert ist das arithmetische Mittel der Beträge
der Augenblickswerte. Die Beträge der Augenblickswerte er-
geben sich durch Gleichrichtung des Signals. Der Gleichricht-
wert 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 Scheitel-
wertes. Daraus ergibt sich die Formel für den sinusförmigen
Gleichrichtwert:
9
Änderungen vorbehalten
Messgrundlagen
Verwendete Abkürzungen und Zeichen
W Wirkleistung P
VA Scheinleistung S
var Blindleistung Q
u(t) Spannung Momentanwert
u²(t) Spannung quadratischer Mittelwert
IÛI Spannung Gleichrichtwert
Ueff Spannung Effektivwert
û Spannung Spitzenwert
Ieff Strom Effektivwert
î Strom Spitzenwert
ϕ Phasenverschiebung (Phi) zwischen U und I
cos ϕ Leistungsfaktor bei sinusförmigen Größen
PF Leistungsfaktor (power factor) bei nichtsinusförmigen
Größen
Arithmetischer Mittelwert
Der arithmetische Mittelwert eines periodischen Signals ist
der gemittelte Wert aller Funktionswerte, 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 Gleichan-
teil
Gleichrichtwert
Der Gleichrichtwert ist das arithmetische Mittel der Beträge
der Augenblickswerte. Die Beträge der Augenblickswerte er-
geben sich durch Gleichrichtung des Signals. Der Gleichricht-
wert 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 Scheitel-
wertes. Hier Formel sinusförmiger Gleichrichtwert
Effektivwert
Der quadratische Mittelwert x²(t) eines Signals entspricht dem
Mittelwert des quadrierten Signals.
Wird aus dem quadratischen Mittelwert die Wurzel gezogen,
ergibt sich der Effektivwert des Signals Xeff
Bei Wechselspannungssignalen möchte man wie bei Gleich-
spannungssignalen die selben Formeln zur Berechnung von
Widerstand, Leistung, etc verwenden. Wegen der wechselnden
Momentangrößen wird der Effektivwert (engl. „RMS“ – Root
Mean Square) defi niert. Der Effektivwert eines Wechselsi-
gnals erzeugt den selben Effekt wie ein entsprechend großes
Gleichsignal.
Beispiel: Eine Glühlampe, versorgt mit einer Wechselspan-
nung von 230 Veff, nimmt die gleiche Leistung auf und leuchtet
genauso hell, wie eine Glühlampe versorgt mit einer Gleich-
spannung von 230 VDC.
Bei einer sinusförmigen Wechselspannung u(t) = û sin ωt ist
der Effektivwert das 1/√2-fache (0,707-fache) des Scheitel-
wertes.
Formfaktor
Wird der vom Messgerät ermittelte Gleichrichtwert mit dem
Formfaktor des Messsignals multipliziert ergibt sich der
Effektivwert des Signals. Der Formfaktor eines Signals ermit-
telt 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 grö-
ßer ist als der Effektivwert. Er ist wichtig bei der Messung von
impulsförmigen Größen.
Bei reinen sinusförmigen Wechselgrößen beträgt
das Verhältnis: √2 = 1,414
û
t
0
t
IuI
0
0t
u (t)
2
u(t)
U
eff
TiPP
Messgrundlagen
_
1
T
x(t) = — ∫ x(t)| · dt
T
0
I_
1T
IxI(t) = — ∫ Ix(t)I · dt
T 0
I_
1T2
IuI = — ∫ Iû sin ωtI dt = — û = 0,637û
T 0 π
_
1T
x(t)2 = — ∫ x(t)2| · dt
T 0
1T
xeff = — ∫ x(t)2| · dt
T 0
1Tû
U = —
∫ (û sin ωt)2 dt = — = 0,707û
T 0
2
Ueff
Effektivwert
F = ——
= ——————————
IûI Gleichrichtwert
π
—— = 1,11
2 2
TiPP
û Spitzenwert
C = ——
= ——————————
Ueff Effektivwert
9
Änderungen vorbehalten
Messgrundlagen
Verwendete Abkürzungen und Zeichen
W Wirkleistung P
VA Scheinleistung S
var Blindleistung Q
u(t) Spannung Momentanwert
u²(t) Spannung quadratischer Mittelwert
IÛI Spannung Gleichrichtwert
Ueff Spannung Effektivwert
û Spannung Spitzenwert
Ieff Strom Effektivwert
î Strom Spitzenwert
ϕ Phasenverschiebung (Phi) zwischen U und I
cos ϕ Leistungsfaktor bei sinusförmigen Größen
PF Leistungsfaktor (power factor) bei nichtsinusförmigen
Größen
Arithmetischer Mittelwert
Der arithmetische Mittelwert eines periodischen Signals ist
der gemittelte Wert aller Funktionswerte, 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 Gleichan-
teil
Gleichrichtwert
Der Gleichrichtwert ist das arithmetische Mittel der Beträge
der Augenblickswerte. Die Beträge der Augenblickswerte er-
geben sich durch Gleichrichtung des Signals. Der Gleichricht-
wert 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 Scheitel-
wertes. Hier Formel sinusförmiger Gleichrichtwert
Effektivwert
Der quadratische Mittelwert x²(t) eines Signals entspricht dem
Mittelwert des quadrierten Signals.
Wird aus dem quadratischen Mittelwert die Wurzel gezogen,
ergibt sich der Effektivwert des Signals Xeff
Bei Wechselspannungssignalen möchte man wie bei Gleich-
spannungssignalen die selben Formeln zur Berechnung von
Widerstand, Leistung, etc verwenden. Wegen der wechselnden
Momentangrößen wird der Effektivwert (engl. „RMS“ – Root
Mean Square) defi niert. Der Effektivwert eines Wechselsi-
gnals erzeugt den selben Effekt wie ein entsprechend großes
Gleichsignal.
Beispiel: Eine Glühlampe, versorgt mit einer Wechselspan-
nung von 230 Veff, nimmt die gleiche Leistung auf und leuchtet
genauso hell, wie eine Glühlampe versorgt mit einer Gleich-
spannung von 230 VDC.
Bei einer sinusförmigen Wechselspannung u(t) = û sin ωt ist
der Effektivwert das 1/√2-fache (0,707-fache) des Scheitel-
wertes.
Formfaktor
Wird der vom Messgerät ermittelte Gleichrichtwert mit dem
Formfaktor des Messsignals multipliziert ergibt sich der
Effektivwert des Signals. Der Formfaktor eines Signals ermit-
telt 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 grö-
ßer ist als der Effektivwert. Er ist wichtig bei der Messung von
impulsförmigen Größen.
Bei reinen sinusförmigen Wechselgrößen beträgt
das Verhältnis: √2 = 1,414
û
t
0
t
IuI
0
0t
u (t)
2
u(t)
U
eff
TiPP
Messgrundlagen
_
1T
x(t) = — ∫ x(t)| · dt
T 0
I_
1T
IxI(t) = —
∫
Ix(t)I · dt
T 0
I_
1T2
IuI = — ∫ Iû sin ωtI dt = — û = 0,637û
T 0 π
_
1T
x(t)2 = — ∫ x(t)2| · dt
T 0
1T
xeff = — ∫ x(t)2| · dt
T 0
1Tû
U = —
∫ (û sin ωt)2 dt = — = 0,707û
T 0
2
Ueff
Effektivwert
F = ——
= ——————————
IûI Gleichrichtwert
π
—— = 1,11
2 2
TiPP
û Spitzenwert
C = ——
= ——————————
Ueff Effektivwert
û
t
0
t
IuI
0
9
Änderungen vorbehalten
Messgrundlagen
Verwendete Abkürzungen und Zeichen
W Wirkleistung P
VA Scheinleistung S
var Blindleistung Q
u(t) Spannung Momentanwert
u²(t) Spannung quadratischer Mittelwert
IÛI Spannung Gleichrichtwert
Ueff Spannung Effektivwert
û Spannung Spitzenwert
Ieff Strom Effektivwert
î Strom Spitzenwert
ϕ Phasenverschiebung (Phi) zwischen U und I
cos ϕ Leistungsfaktor bei sinusförmigen Größen
PF Leistungsfaktor (power factor) bei nichtsinusförmigen
Größen
Arithmetischer Mittelwert
Der arithmetische Mittelwert eines periodischen Signals ist
der gemittelte Wert aller Funktionswerte, 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 Gleichan-
teil
Gleichrichtwert
Der Gleichrichtwert ist das arithmetische Mittel der Beträge
der Augenblickswerte. Die Beträge der Augenblickswerte er-
geben sich durch Gleichrichtung des Signals. Der Gleichricht-
wert 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 Scheitel-
wertes. Hier Formel sinusförmiger Gleichrichtwert
Effektivwert
Der quadratische Mittelwert x²(t) eines Signals entspricht dem
Mittelwert des quadrierten Signals.
Wird aus dem quadratischen Mittelwert die Wurzel gezogen,
ergibt sich der Effektivwert des Signals Xeff
Bei Wechselspannungssignalen möchte man wie bei Gleich-
spannungssignalen die selben Formeln zur Berechnung von
Widerstand, Leistung, etc verwenden. Wegen der wechselnden
Momentangrößen wird der Effektivwert (engl. „RMS“ – Root
Mean Square) defi niert. Der Effektivwert eines Wechselsi-
gnals erzeugt den selben Effekt wie ein entsprechend großes
Gleichsignal.
Beispiel: Eine Glühlampe, versorgt mit einer Wechselspan-
nung von 230 Veff, nimmt die gleiche Leistung auf und leuchtet
genauso hell, wie eine Glühlampe versorgt mit einer Gleich-
spannung von 230 VDC.
Bei einer sinusförmigen Wechselspannung u(t) = û sin ωt ist
der Effektivwert das 1/√2-fache (0,707-fache) des Scheitel-
wertes.
Formfaktor
Wird der vom Messgerät ermittelte Gleichrichtwert mit dem
Formfaktor des Messsignals multipliziert ergibt sich der
Effektivwert des Signals. Der Formfaktor eines Signals ermit-
telt 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 grö-
ßer ist als der Effektivwert. Er ist wichtig bei der Messung von
impulsförmigen Größen.
Bei reinen sinusförmigen Wechselgrößen beträgt
das Verhältnis: √2 = 1,414
û
t
0
t
IuI
0
0t
u (t)
2
u(t)
U
eff
TiPP
Messgrundlagen
_
1T
x(t) = — ∫ x(t)| · dt
T 0
I_
1T
IxI(t) = — ∫ Ix(t)I · dt
T 0
I_
1T2
IuI = — ∫ Iû sin ωtI dt = — û = 0,637û
T 0
π
_
1T
x(t)2 = — ∫ x(t)2| · dt
T 0
1T
xeff = — ∫ x(t)2| · dt
T 0
1Tû
U = —
∫ (û sin ωt)2 dt = — = 0,707û
T 0
2
Ueff
Effektivwert
F = ——
= ——————————
IûI Gleichrichtwert
π
—— = 1,11
2 2
TiPP
û Spitzenwert
C = ——
= ——————————
Ueff Effektivwert
3.3 Effektivwert
Der quadratische Mittelwert x²(t) eines Signals entspricht dem
Mittelwert des quadrierten Signals.
Wird aus dem quadratischen Mittelwert die Wurzel gezogen,
ergibt sich der Effektivwert des Signals Xeff
Bei Wechselspannungssignalen möchte man wie bei Gleich-
spannungssignalen die selben Formeln zur Berechnung von
Widerstand, Leistung, etc verwenden. Wegen der wechseln-
den Momentangrößen wird der Effektivwert (engl. RMS – Root
Mean Square) deniert. Der Effektivwert eines Wechsel-
signals erzeugt den selben Effekt wie ein entsprechend großes
Gleichsignal.
Beispiel: Eine Glühlampe, versorgt mit einer Wechselspannung
von 230Veff, nimmt die gleiche Leistung auf und leuchtet genau-
so hell, wie eine Glühlampe versorgt mit einer Gleichspannung
von 230VDC.
Bei einer sinusförmigen Wechselspannung u(t) = û sin ωt ist
der Effektivwert das 1/√2-fache (0,707-fache) des Scheitel-
wertes.
3.4 Formfaktor
Wird der vom Messgerät ermittelte Gleichrichtwert mit dem
Formfaktor des Messsignals multipliziert ergibt sich der
Effektivwert des Signals. Der Formfaktor eines Signals ermittelt
sich nach folgender Formel:
Bei reinen sinusförmigen Wechselgrößen beträgt der
Formfaktor:
3.5 Crestfaktor
Der Crestfaktor (auch Scheitelfaktor genannt) beschreibt um
welchen Faktor die Amplitude (Spitzenwert) eines Signals grö-
ßer ist als der Effektivwert. Er ist wichtig bei der Messung von
impulsförmigen Größen.
Bei reinen sinusförmigen Wechselgrößen beträgt
das Verhältnis: √2 = 1,414
9
Änderungen vorbehalten
Messgrundlagen
Verwendete Abkürzungen und Zeichen
W Wirkleistung P
VA Scheinleistung S
var Blindleistung Q
u(t) Spannung Momentanwert
u²(t) Spannung quadratischer Mittelwert
IÛI Spannung Gleichrichtwert
Ueff Spannung Effektivwert
û Spannung Spitzenwert
Ieff Strom Effektivwert
î Strom Spitzenwert
ϕ Phasenverschiebung (Phi) zwischen U und I
cos ϕ Leistungsfaktor bei sinusförmigen Größen
PF Leistungsfaktor (power factor) bei nichtsinusförmigen
Größen
Arithmetischer Mittelwert
Der arithmetische Mittelwert eines periodischen Signals ist
der gemittelte Wert aller Funktionswerte, 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 Gleichan-
teil
Gleichrichtwert
Der Gleichrichtwert ist das arithmetische Mittel der Beträge
der Augenblickswerte. Die Beträge der Augenblickswerte er-
geben sich durch Gleichrichtung des Signals. Der Gleichricht-
wert 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 Scheitel-
wertes. Hier Formel sinusförmiger Gleichrichtwert
Effektivwert
Der quadratische Mittelwert x²(t) eines Signals entspricht dem
Mittelwert des quadrierten Signals.
Wird aus dem quadratischen Mittelwert die Wurzel gezogen,
ergibt sich der Effektivwert des Signals Xeff
Bei Wechselspannungssignalen möchte man wie bei Gleich-
spannungssignalen die selben Formeln zur Berechnung von
Widerstand, Leistung, etc verwenden. Wegen der wechselnden
Momentangrößen wird der Effektivwert (engl. „RMS“ – Root
Mean Square) defi niert. Der Effektivwert eines Wechselsi-
gnals erzeugt den selben Effekt wie ein entsprechend großes
Gleichsignal.
Beispiel: Eine Glühlampe, versorgt mit einer Wechselspan-
nung von 230 Veff, nimmt die gleiche Leistung auf und leuchtet
genauso hell, wie eine Glühlampe versorgt mit einer Gleich-
spannung von 230 VDC.
Bei einer sinusförmigen Wechselspannung u(t) = û sin ωt ist
der Effektivwert das 1/√2-fache (0,707-fache) des Scheitel-
wertes.
Formfaktor
Wird der vom Messgerät ermittelte Gleichrichtwert mit dem
Formfaktor des Messsignals multipliziert ergibt sich der
Effektivwert des Signals. Der Formfaktor eines Signals ermit-
telt 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 grö-
ßer ist als der Effektivwert. Er ist wichtig bei der Messung von
impulsförmigen Größen.
Bei reinen sinusförmigen Wechselgrößen beträgt
das Verhältnis: √2 = 1,414
û
t
0
t
IuI
0
0t
u (t)
2
u(t)
U
eff
TiPP
Messgrundlagen
_
1T
x(t) = — ∫ x(t)| · dt
T 0
I_
1T
IxI(t) = — ∫ Ix(t)I · dt
T 0
I_
1T2
IuI = — ∫ Iû sin ωtI dt = — û = 0,637û
T 0 π
_
1
T
x(t)2 = — ∫ x(t)2| · dt
T
0
1T
xeff = — ∫ x(t)2| · dt
T 0
1Tû
U = —
∫ (û sin ωt)2 dt = — = 0,707û
T 0
2
Ueff
Effektivwert
F = ——
= ——————————
IûI Gleichrichtwert
π
—— = 1,11
2 2
TiPP
û Spitzenwert
C = ——
= ——————————
Ueff Effektivwert
9
Änderungen vorbehalten
Messgrundlagen
Verwendete Abkürzungen und Zeichen
W Wirkleistung P
VA Scheinleistung S
var Blindleistung Q
u(t) Spannung Momentanwert
u²(t) Spannung quadratischer Mittelwert
IÛI Spannung Gleichrichtwert
Ueff Spannung Effektivwert
û Spannung Spitzenwert
Ieff Strom Effektivwert
î Strom Spitzenwert
ϕ Phasenverschiebung (Phi) zwischen U und I
cos ϕ Leistungsfaktor bei sinusförmigen Größen
PF Leistungsfaktor (power factor) bei nichtsinusförmigen
Größen
Arithmetischer Mittelwert
Der arithmetische Mittelwert eines periodischen Signals ist
der gemittelte Wert aller Funktionswerte, 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 Gleichan-
teil
Gleichrichtwert
Der Gleichrichtwert ist das arithmetische Mittel der Beträge
der Augenblickswerte. Die Beträge der Augenblickswerte er-
geben sich durch Gleichrichtung des Signals. Der Gleichricht-
wert 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 Scheitel-
wertes. Hier Formel sinusförmiger Gleichrichtwert
Effektivwert
Der quadratische Mittelwert x²(t) eines Signals entspricht dem
Mittelwert des quadrierten Signals.
Wird aus dem quadratischen Mittelwert die Wurzel gezogen,
ergibt sich der Effektivwert des Signals Xeff
Bei Wechselspannungssignalen möchte man wie bei Gleich-
spannungssignalen die selben Formeln zur Berechnung von
Widerstand, Leistung, etc verwenden. Wegen der wechselnden
Momentangrößen wird der Effektivwert (engl. „RMS“ – Root
Mean Square) defi niert. Der Effektivwert eines Wechselsi-
gnals erzeugt den selben Effekt wie ein entsprechend großes
Gleichsignal.
Beispiel: Eine Glühlampe, versorgt mit einer Wechselspan-
nung von 230 Veff, nimmt die gleiche Leistung auf und leuchtet
genauso hell, wie eine Glühlampe versorgt mit einer Gleich-
spannung von 230 VDC.
Bei einer sinusförmigen Wechselspannung u(t) = û sin ωt ist
der Effektivwert das 1/√2-fache (0,707-fache) des Scheitel-
wertes.
Formfaktor
Wird der vom Messgerät ermittelte Gleichrichtwert mit dem
Formfaktor des Messsignals multipliziert ergibt sich der
Effektivwert des Signals. Der Formfaktor eines Signals ermit-
telt 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 grö-
ßer ist als der Effektivwert. Er ist wichtig bei der Messung von
impulsförmigen Größen.
Bei reinen sinusförmigen Wechselgrößen beträgt
das Verhältnis: √2 = 1,414
û
t
0
t
IuI
0
0t
u (t)
2
u(t)
U
eff
TiPP
Messgrundlagen
_
1T
x(t) = — ∫ x(t)| · dt
T 0
I_
1T
IxI(t) = — ∫ Ix(t)I · dt
T 0
I_
1T2
IuI = — ∫ Iû sin ωtI dt = — û = 0,637û
T 0 π
_
1T
x(t)2 = — ∫ x(t)2| · dt
T 0
1T
xeff = — ∫ x(t)2| · dt
T 0
1Tû
U = —
∫ (û sin ωt)2 dt = — = 0,707û
T 0
2
Ueff
Effektivwert
F = ——
= ——————————
IûI Gleichrichtwert
π
—— = 1,11
2 2
TiPP
û Spitzenwert
C = ——
= ——————————
Ueff Effektivwert
0t
u (t)
2
u(t)
U
eff
9
Änderungen vorbehalten
Messgrundlagen
Verwendete Abkürzungen und Zeichen
W Wirkleistung P
VA Scheinleistung S
var Blindleistung Q
u(t) Spannung Momentanwert
u²(t) Spannung quadratischer Mittelwert
IÛI Spannung Gleichrichtwert
Ueff Spannung Effektivwert
û Spannung Spitzenwert
Ieff Strom Effektivwert
î Strom Spitzenwert
ϕ Phasenverschiebung (Phi) zwischen U und I
cos ϕ Leistungsfaktor bei sinusförmigen Größen
PF Leistungsfaktor (power factor) bei nichtsinusförmigen
Größen
Arithmetischer Mittelwert
Der arithmetische Mittelwert eines periodischen Signals ist
der gemittelte Wert aller Funktionswerte, 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 Gleichan-
teil
Gleichrichtwert
Der Gleichrichtwert ist das arithmetische Mittel der Beträge
der Augenblickswerte. Die Beträge der Augenblickswerte er-
geben sich durch Gleichrichtung des Signals. Der Gleichricht-
wert 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 Scheitel-
wertes. Hier Formel sinusförmiger Gleichrichtwert
Effektivwert
Der quadratische Mittelwert x²(t) eines Signals entspricht dem
Mittelwert des quadrierten Signals.
Wird aus dem quadratischen Mittelwert die Wurzel gezogen,
ergibt sich der Effektivwert des Signals Xeff
Bei Wechselspannungssignalen möchte man wie bei Gleich-
spannungssignalen die selben Formeln zur Berechnung von
Widerstand, Leistung, etc verwenden. Wegen der wechselnden
Momentangrößen wird der Effektivwert (engl. „RMS“ – Root
Mean Square) defi niert. Der Effektivwert eines Wechselsi-
gnals erzeugt den selben Effekt wie ein entsprechend großes
Gleichsignal.
Beispiel: Eine Glühlampe, versorgt mit einer Wechselspan-
nung von 230 Veff, nimmt die gleiche Leistung auf und leuchtet
genauso hell, wie eine Glühlampe versorgt mit einer Gleich-
spannung von 230 VDC.
Bei einer sinusförmigen Wechselspannung u(t) = û sin ωt ist
der Effektivwert das 1/√2-fache (0,707-fache) des Scheitel-
wertes.
Formfaktor
Wird der vom Messgerät ermittelte Gleichrichtwert mit dem
Formfaktor des Messsignals multipliziert ergibt sich der
Effektivwert des Signals. Der Formfaktor eines Signals ermit-
telt 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 grö-
ßer ist als der Effektivwert. Er ist wichtig bei der Messung von
impulsförmigen Größen.
Bei reinen sinusförmigen Wechselgrößen beträgt
das Verhältnis: √2 = 1,414
û
t
0
t
IuI
0
0t
u (t)
2
u(t)
U
eff
TiPP
Messgrundlagen
_
1T
x(t) = — ∫ x(t)| · dt
T 0
I_
1T
IxI(t) = — ∫ Ix(t)I · dt
T 0
I_
1T2
IuI = — ∫ Iû sin ωtI dt = — û = 0,637û
T 0 π
_
1T
x(t)2 = — ∫ x(t)2| · dt
T 0
1T
xeff = — ∫ x(t)2| · dt
T 0
1Tû
U = —
∫ (û sin ωt)2 dt = — = 0,707û
T
0
2
Ueff
Effektivwert
F = ——
= ——————————
IûI Gleichrichtwert
π
—— = 1,11
2 2
TiPP
û Spitzenwert
C = ——
= ——————————
Ueff Effektivwert
Ueff Effektivwert
F = ——
= ——————————
IûI Gleichrichtwert
π
—— = 1,11
2 2
ûSpitzenwert
C = ——
= ——————————
Ueff Effektivwert
Bezeichnung der Bedienelemente Messgrundlagen

10 Änderungen vorbehalten
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.
3.6 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 berück-
sichtigt werden. Bei sinusförmigen Wechselgrößen (Strom,
Spannung) und bekannter Phasenverschiebung, lässt sich die
Leistung leicht berechnen. Schwieriger wird es, wenn es sich
um nichtsinusförmige Wechselgrößen handelt.
Mit dem Power Meter lässt sich der Mittelwert der augen-
blicklichen Leistung unabhängig von der Kurvenform messen.
Voraussetzung hierfür ist, dass die bezüglich Crestfaktor
und Frequenz spezizierten Grenzen nicht überschritten
werden.
Wirkleistung (Einheit Watt, Kurzzeichen P)
Induktivitäten oder Kapazitäten der Quelle führen zu Phasen-
verschiebungen zwischen Strom und Spannung; das gilt auch
für Lasten mit induktiven bzw. kapazitiven Anteilen. Betrifft
es die Quelle und die Last, erfolgt eine gegenseitige Beein-
flussung. Die Wirkleistung errechnet sich aus der effektiven
Spannung und dem Wirkstrom. Im Zeigerdiagramm ist der
Wirkstrom die Stromkomponente mit der selben Richtung
wie die Spannung.
Wenn: P = Wirkleistung
Ueff = Spannung Effektivwert
Ieff = Strom Effektivwert
ϕ= Phasenverschiebung zwischen U und I
ergibt sich für die Wirkleistung
P = Ueff · Ieff · cosϕ
Der Ausdruck cosϕwird als Leistungsfaktor bezeichnet.
Die Momentanleistung ist die Leistung zum Zeitpunkt
(t) und errechnet sich aus dem Produkt des Stromes
und der Spannung 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 Periodendau-
er dividiert ergibt sich die Formel für die Wirkleistung.
Das Maximum des Leistungsfaktors cosϕ= 1 ergibt
sich bei einer Phasenverschiebung von ϕ= 0°. Die
wird nur in einem Wechselstromkreis ohne Blind-
widerstand 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 effektiven Spannung
und dem Blindstrom. Im Zeigerdiagramm ist der Blindstrom
die Stromkomponente 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
10 Änderungen vorbehalten
Wird bei einem Messgerät der maximal zulässige
Crestfaktor überschritten sind die ermittelten
Messwerte ungenau, da das Messgerät übersteu-
ert wird.
Die Genauigkeit des berechneten Effektivwertes ist abhängig
vom Crestfaktor und verschlechtert sich mit höherem Crest-
faktor 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 berück-
sichtigt werden. Bei sinusförmigen Wechselgrößen (Strom,
Spannung) und bekannter Phasenverschiebung, lässt sich die
Leistung leicht berechnen. Schwieriger wird es, wenn es sich
um nichtsinusförmige Wechselgrößen handelt.
Mit dem Power Meter lässt sich der Mittelwert der augen-
blicklichen Leistung unabhängig von der Kurvenform messen.
Voraussetzung hierfür ist, dass die bezüglich Crestfaktor
und Frequenz spezifi zierten Grenzen nicht überschritten
werden.
Wirkleistung (Einheit Watt, Kurzzeichen P)
Induktivitäten oder Kapazitäten der Quelle führen zu Phasen-
verschiebungen zwischen Strom und Spannung; das gilt auch
für Lasten mit induktiven bzw. kapazitiven Anteilen. Betrifft
es die Quelle und die Last, erfolgt eine gegenseitige Beein-
fl ussung. Die Wirkleistung errechnet sich aus der effektiven
Spannung und dem Wirkstrom. Im Zeigerdiagramm ist der
Wirkstrom die Stromkomponente mit der selben Richtung wie
die Spannung.
Wenn: P = Wirkleistung
U
eff = Spannung Effektivwert
I
eff = Strom Effektivwert
ϕ = Phasenverschiebung zwischen U und I
ergibt sich für die Wirkleistung
P = Ueff · Ieff · cosϕ
Der Ausdruck cosϕ wird als Leistungsfaktor bezeichnet.
Die Momentanleistung ist die Leistung zum Zeit-
punkt (t) und errechnet sich aus dem Produkt des
Stromes und der Spannung 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 Periodendau-
er dividiert ergibt sich die Formel für die Wirkleistung.
Das Maximum des Leistungsfaktors cos ϕ = 1 ergibt
sich bei einer Phasenverschiebung von ϕ = 0°. Die
wird nur in einem Wechselstromkreis ohne Blindwi-
derstand erreicht.
In einem Wechselstromkreis mit einem idealen
Blindwiderstand beträgt die Phasenverschiebung
ϕ = 90°. Der Leistungsfaktor cos ϕ = 0. Der Wechsel-
strom bewirkt dann keine Wirkleistung.
Blindleistung (Einheit var, Kurzzeichen Q)
Die Blindleistung errechnet sich aus der effektiven Spannung
und dem Blindstrom. Im Zeigerdiagramm ist der Blindstrom
die Stromkomponente senkrecht zur Spannung. (var = Volt
Ampere réactif)
Wenn: Q = Blindleistung
U
eff = Spannung Effektivwert
I
eff = Strom Effektivwert
ϕ = Phasenverschiebung
zwischen U und I
ergibt sich für die Blindleistung
Q = Ueff · Ieff · sinϕ
I cos ϕ
ϕ
ωU
I
ϕ
ωt
u
i
ûî
TiPP
TiPP
Messgrundlagen
Crest- Form-
faktor faktor
C F
2 = 1,11
2 = 1,11
2 = 1,57
3 = 1,15
π
2
Formfaktoren
π
2
2
π
2
2
2
3
1T
P = — ∫ î sin ωt · û sin ( ωt + ϕ) dt
T 0
î · û · cosϕ
= ———————
2
= Ueff · Ieff · cos ϕ
Icos ϕ
ϕ
ωU
I
ϕ
ωt
u
i
ûî
Messgrundlagen
Crest- Form-
faktor faktor
C F
2 = 1,11
2 = 1,11
2 = 1,57
3 = 1,15
π
2
Formfaktoren
π
2 2
π
2 2
2
3

11
Änderungen vorbehalten
Blindströme belasten das Stromversorgungsnetz.
Um die Blindleistung zu senken muss der Phasen-
winkel ϕverkleinert werden. Da Transformatoren,
Motoren, etc. das Stromversorgungsnetz induktiv
belasten, werden zusätzliche kapazitive Widerstände
(Kondensatoren) zugeschaltet. Diese kompensieren
den induktiven Blindstrom.
Beispiel für Leistung mit Blindanteil
Bei Gleichgrößen sind Augenblickswerte von Strom und Span-
nung 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 Produkt
von Strom x Spannung ist immer positiv und die Leistung wird
an der Last vollständig in Energie umgewandelt. Ist im Wech-
selstromkreis ein Blindanteil vorhanden ergibt sich eine Pha-
senverschiebung von Strom und Spannung. Während der Au-
genblickswerte in denen das Produkt von Strom und Spannung
negativ ist, nimmt die Last (induktiv oder kapazitiv) keine Lei-
stung auf. Dennoch belastet diese sogenannte Blindleistung
das Netz.
Scheinleistung (Einheit Voltampere, Kurzzeichen VA)
Werden die in einem Wechselstromkreis gemessenen Werte von
Spannung und Strom multipliziert ergibt das stets die Schein-
leistung. Die Scheinleistung ist die geometrische Summe von
Wirkleistung und Blindleistung.
Wenn: S = Scheinleistung
P = Wirkleistung
Q = Blindleistung
Ueff = Spannung Effektivwert
Ieff = Strom Effektivwert
ergibt sich für die Scheinleistung
S = P2+ Q2= Ueff x Jeff
3.7 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 = cos ϕ
P
PF = ——
S
Ist zum Beispiel der Strom rechteckförmig und die Spannung
sinusförmig errechnet sich der Leistungsfaktor aus dem Ver-
hältnis 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.
û = 325,00 V; î = 12,25 A
Messgrundlagen Messgrundlagen
11
Änderungen vorbehalten
Rechenbeispiel Leistungsfaktor
Der Effektivwert der Spannung beträgt:
Der Effektivwert des Stromes ergibt sich aus:
Die Scheinleistung S entspricht:
S = Ueff · Ieff = 230 V · 10,0 A = 2300 VA
Die Wirkleistung errechnet sich aus:
Der Leistungsfaktor PF berechnet sich aus:
Strom und Spannung sind in unserem Beispiel nicht pha-
senverschoben. Dennoch muss es eine
Blindleistung geben,
da die Scheinleistung größer als die
Wirkleistung ist. Da der
Strom eine andere Kurvenform als die Spannung besitzt,
spricht man davon, dass der Strom gegenüber der Spannung
„verzerrt“ ist. Deshalb heißt diese Art von
Blindleistung auch
„Verzerrungsblindleistung“.
Blindströme belasten das Stromversorgungsnetz.
Um die Blindleistung zu senken muss der Phasen-
winkel ϕ verkleinert werden. Da Transformatoren,
Motoren, etc. das Stromversorgungsnetz induktiv
belasten, werden zusätzliche kapazitive Widerstän-
de (Kondensatoren) zugeschaltet. Diese kompensie-
ren den induktiven Blindstrom.
Beispiel für Leistung mit Blindanteil
Bei Gleichgrößen sind Augenblickswerte von Strom und Span-
nung 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 Energie umgewandelt. Ist im
Wechselstromkreis ein Blindanteil vorhanden ergibt sich ei-
ne Phasenverschiebung 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 belastet diese sogenannte Blind-
leistung das Netz.
Scheinleistung (Einheit Voltampere, Kurzzeichen VA)
Werden die in einem Wechselstromkreis gemessenen Wer-
te von Spannung und Strom multipliziert ergibt das stets die
Scheinleistung. Die Scheinleistung ist die geometrische Sum-
me von Wirkleistung und Blindleistung.
Wenn: S = Scheinleistung
P = Wirkleistung
Q = Blindleistung
U
eff = Spannung Effektivwert
I
eff = Strom Effektivwert
ergibt sich für die Scheinleistung
S = P2 + Q2 = Ueff x Jeff
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 = cos ϕ
Ist zum Beispiel der Strom rechteckförmig und die Spannung
sinusförmig errechnet sich der Leistungsfaktor aus dem Ver-
hältnis 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.
û = 325,00 V; î = 12,25 A
TiPP
TiPP
û
Ueff = —— = 229,8 V ≈ 230 V
√2
1 û · î
P = ——
∫ û · î sin ϕ · dϕ = ——— [ – cos ϕ]
π π
π
π
3
π
π
3
û · î 1,5
P = ——— [(– (-1)) – (-0,5)] = —— · û · î
π π
1,5
= —— · 325 V · 12,25 A = 1900 W
π
Messgrundlagen
1 2π
Ieff = —— ∫î 2 · dϕ
2π
0
2 2
= î2 · —— = î · ——
3 3
2
Ieff = 12,25 A · —— = 10,00 A
3
î
2 π 4π
= —— · [(π – —— ) + (2π – —— )]
2π 3 3
P 1900 W
PF = —— = —————— = 0,826
S 2300 VA
Q = S2 – P2 = (2300 VA)2 – (1900 W)2 = 1296 var
P
PF = ——
S

12 Änderungen vorbehalten
Gerätekonzept
5 Einführung in die Bedienung des HM8115-2
Achtung - Bedienungsanleitung beachten
Beachten Sie bitte besonders bei der ersten Inbetriebnahme
des Gerätes folgende Punkte:
– Der Netzspannungsumschalter
16
ist auf die verfügbare
Netzspannung eingestellt und die richtigen Sicherungen
benden sich im Sicherungshalter des Kaltgeräteeinbau-
steckers
17
.
– Vorschriftsmäßiger Anschluss an Schutzkontaktsteckdose
oder Schutz-Trenntransformatoren der Schutzklasse 2
– Keine sichtbaren Beschädigungen am Gerät
– Keine Beschädigungen an der Anschlussleitung
– Keine losen Teile im Gerät
Selbsttest
Einschalten des HM8115-2 mit dem Netzschalter Power
1
LED-Anzeige für FUNCTION
4
zeigt die Versionsnummer der
Firmware (z.B. „2.01“).
LED-Anzeige für FUNCTION
4
zeigt die eingestellte Übertra-
gungsrate der seriellen Schnittstelle (z.B. „9600“)
Das Gerät schaltet in den Modus Wirkleistung messen. Die
bei FUNCTION
11
mit WATT beschriftete LED leuchtet. Die
AUTO-Funktion wird eingeschaltet und für die Spannungs- und
Stromanzeige der beste Messbereich automatisch eingestellt.
4 Gerätekonzept des HM8115-2
Das Power-Meter HM8115-2 misst je einmal die Spannung
mit einem Echteffektivwertwandler und den Strom mit einem
Echteffektivwertwandler. Die Momentanleistung wird mit
einem Analogmultiplizierer ermittelt. Die Spannung und der
Strom zum Zeitpunkt (t) werden gemessen und multipliziert.
Die Wirkleistung wird dann durch Integration der Moment-
anleistung über eine Periode T gebildet. Alle weiteren Werte
werden berechnet.
Die Scheinleistung S ergibt sich durch die Multiplikation der
gemessenen Effektivspannung mit dem Effektivstrom.
S = Ueff · Ieff
Die Blindleistung berechnet sich aus der Quadratwurzel von
Scheinleistung minus Wirkleistung.
Der Leistungsfaktor PF wird aus dem Quotienten von Wirklei-
stung und Scheinleistung berechnet. 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.
Die Momentanleistung kann am Monitorausgang mit einem
Oszilloskop betrachtet werden. Das Gerät selbst ist mit der
seriellen Schnittstelle steuerbar. Die gemessenen und errech-
neten Werte lassen über die Schnittstelle auslesen und in der
dazugehörigen Software bearbeiten. Messkreis, Monitor und
Schnittstelle sind galvanisch getrennt.
Q = S2– P2
P
PF = ——
S
6 Bedienelemente und Anzeigen
1
POWER
Netzschalter mit Symbolen für Ein (I) und Aus (O).
Mit dem Einschalten des Gerätes zeigt die LED-Anzeige für
FUNCTION
4
kurz die Versionsnummer der Firmware (z.B.
„2.01“), danach die Übertragungsrate der seriellen Schnittstel-
le (z.B. 9600). Anschließend schaltet das Gerät in den Modus
Wirkleistung. Die bei FUNCTION
11
mit WATT beschriftete LED
leuchtet. Die AUTO- Funktion wird eingeschaltet und für die
Spannungs- und Stromanzeige der beste Messbereich auto-
matisch eingestellt.
2
VOLT Display
Die Spannungsanzeige zeigt die Spannung am Ausgang des
Messkreises. Die Spannung ist, bedingt durch den Spannungs-
abfall am Shunt, geringfügig kleiner als die Eingangsspannung.
Ist die Spannung für den Messbereich zu hoch (Overrange),
zeigt die Anzeige drei blinkende horizontale Striche „ – – – „.
Um eine Spannungsanzeige zu erhalten, muss mit der rechten
VOLT-Taste
6
ein größerer Spannungsbereich oder die AUTO-
Funktion gewählt werden.

13
Änderungen vorbehalten
3
AMPERE Display
Die Stromanzeige zeigt den Strom an, der im Messkreis fließt.
Ist der Strom für den Messbereich zu hoch (Overrange), zeigt
die Anzeige vier blinkende horizontale Striche „ - - - - „ . Um
eine Stromanzeige zu erhalten, muss mit der rechten AMPERE-
Taste
8
ein größerer Strombereich oder die AUTO-Funktion
gewählt werden.
4
FUNCTION Display
Das FUNCTION Display zeigt den Messwert der aktuellen
Funktion an.
Wählbar sind: Wirkleistung in Watt
Blindleistung in var
Scheinleistung in VA
Leistungsfaktor PF (power factor)
Die Funktionswahl wird mit den FUNCTION Tasten
10
vor-
genommen. Die Einstellung wird mit der zugehörigen LED
angezeigt.
Im Falle fehlerhafter Messungen im falschen Messbereich
bei VOLT oder AMPERE zeigt die Funktionsanzeige drei/vier
horizontale Striche „ - - - - „ , unabhängig von der eingestellten
Funktion.
Bei PF-Messung zeigt das Display 4 horizontale Striche „ - - - - „
wenn kein Phasenwinkel bestimmbar ist. Das kann folgende
Ursachen haben:
1. Es fließt kein Strom
2. Im Messkreis fließt nur Gleichstrom.
3. Wechselspannung und/oder Wechselstrom im Messkreis
sind zu klein.
4. Manuell gewählte Messbereiche für VOLT und/oder AMPERE
sind zu klein oder zu groß.
Warnsignal bei Messbereichsüberschreitung
Messbereichsüberschreitungen werden vom POWER METER
durch Blinken der jeweiligen Anzeige und einem akustischen
Warnsignal angezeigt.
Warnsignal EIN/AUS
HM8115-2 mit POWER
1
ausschalten
HM8115-2 einschalten und die rechte Taste der FUNCTION
Tasten
10
drücken
Die rechte FUNCTION Taste
10
erst loslassen, wenn die FUNC-
TION LED WATT leuchtet.
Die neue Einstellung wird permanent gespeichert bis wieder
eine Änderung erfolgt.
6
VOLT
Drucktasten und Messbereichs LED für die manuelle oder
automatische Wahl des Spannungsbereiches.
Nach dem Einschalten des HM8115-2 leuchtet sofort die
AUTO-LED. Das Gerät wählt automatisch entsprechend der
am Messkreis anliegenden Spannung den geeigneten Span-
nungsbereich. Dieser wird zusätzlich zur AUTO-LED mit einer
weiteren LED angezeigt. Ändert sich die Spannung am Mess-
kreis und ein anderer Messbereich ist geeigneter, schaltet die
Messbereich-Automatik selbständig um.
Mit dem Betätigen einer der Tasten zum Umschalten des Mess-
bereichs wird die Messbereich-Automatik abgeschaltet und die
AUTO-LED erlischt. Danach kann der Messbereich manuell mit
einer der VOLT-Tasten gewählt werden.
Die Messbereich-Automatik kann mit Betätigen der rechten
VOLT-Taste wieder eingeschaltet werden. Die AUTO-LED
leuchtet wieder.
Die VOLT- Anzeige
2
zeigt die am Messkreis anliegende Span-
nung an. Wird manuell ein zu niedriger Messbereich gewählt,
signalisiert das HM8115-2 durch Blinken von 3 waagrechten
Strichen „- - -„ und einem Warnsignal „Overrange“.
8
AMPERE
Drucktasten und Messbereichs LED für die manuelle oder
automatische Wahl des Strombereiches.
Nach dem Einschalten des HM8115-2 leuchtet sofort die
AUTO-LED. Das Gerät wählt automatisch entsprechend des
im Messkreis fließenden Stromes den geeigneten Strombe-
reich. Dieser wird zusätzlich zur AUTO-LED mit einer weiteren
LED angezeigt. Ändert sich der Strom im Messkreis und ein
anderer Messbereich ist geeigneter, schaltet die Messbereich-
Automatik selbständig um.
Mit dem Betätigen einer der Tasten zum Umschalten des
Messbereichs wird die Messbereich-Automatik abgeschaltet.
Die AUTO-LED erlischt. Danach kann der Messbereich mit einer
der AMPERE- Tasten gewählt werden.
Die Messbereich-Automatik kann mit Betätigen der rechten
AMPERE- Taste wieder eingeschaltet werden. Die AUTO-LED
leuchtet wieder.
Die AMPERE- Anzeige
3
zeigt den im Messkreis fließenden
Strom an. Wird manuell ein zu niedriger Messbereich gewählt,
signalisiert das HM8115-2 durch Blinken von 4 waagrechten
Strichen „- - - -„ und einem Warnsignal „Overrange“.
Gerätekonzept Bedienelemente und Anzeigen
8
Änderungen vorbehalten
Gerätefrontseite
POWER – Netzschalter
VOLT Display – Spannungsanzeige
AMPERE Display – Stromanzeige
FUNCTION Display – Anzeige für Leistung u. PF (power
factor)
MONITOR – Monitorausgang
VOLT Tasten – Bereichsumschalter für Spannung
VOLT LED – Anzeige Spannungsbereich
AMPERE Tasten – Bereichsumschalter für Strom
AMPERE LED – Anzeige Strombereich
16 1715
Bezeichnung der Bedienelemente
FUNCTION Tasten – Bereichsumschalter Messfunktion
FUNCTION LED – Anzeige Messfunktion
INPUT – Eingang Stromversorgung für Prüfling
FUSE – Sicherung für den Messkreis
OUTPUT – Ausgang zum Prüfling
Geräterückseite
USB/RS-232 Schnittstelle
(beim HM8115-2G: IEEE-488 GPIB)
Netzspannungsumschalter
Kaltgeräteeinbaustecker mit Netzsicherung
2 Bezeichnung der Bedienelemente
1 2
512 14
3 4
678910
11 13

14 Änderungen vorbehalten
10
FUNCTION
Drucktasten und Anzeige
LED für die Auswahl der
Messfunktion.
Wählbar sind:
Wirkleistung in Watt
Blindleistung in Var
Scheinleistung in VA
Leistungsfaktor PF
(power factor)
WATT (Wirkleistung)
Nach dem Einschalten
des HM8115-2 bendet
sich das Gerät immer im
Modus Wirkleistungs-
messung. Die WATT-LED leuchtet und das FUNCTION Dis-
play
4
zeigt die Wirkleistung an. Mit Betätigen der FUNCTION-
Tasten
10
werden die anderen Messfunktionen ausgewählt.
Var (Blindleistung)
Mit dieser Messfunktion wird die Blindleistung gemessen. Es
leuchtet die Var-LED und das FUNCTION Display
4
zeigt die
Blindleistung an. Die Blindleistung wird sowohl bei kapazitiven
Lasten und als bei induktiven Lasten als positiver Wert (ohne
Vorzeichen) angezeigt.
Die Blindleistungsanzeige zeigt auch dann korrekte
Werte an, wenn Strom und Spannung nicht sinusförmig
sind. Da die Scheinleistung (Ueff · Ieff) und die Wirkleistung
(arithmetischer Mittelwert von u(t) · i(t) ) unabhängig von
der Kurvenform sind, kann die Blindleistung aus diesen
Messwerten errechnet werden.
PF (Leistungsfaktor)
Mit dieser Messfunktion wird der Leistungsfaktor PF (power
factor) gemessen. Mit dem Aufruf dieser Funktion leuchtet
die zugeordnete LED und die FUNCTION-Anzeige
4
zeigt das
Verhältnis von Wirkleistung / Scheinleistung an. Mit dem Power
Meter läßt sich der Mittelwert der augenblicklichen Leistung
unabhängig von der Kurvenform messen. Voraussetzung hierfür
ist, dass die bezüglich Crestfaktor und Frequenz spezizierten
Grenzen nicht überschritten werden. Der Leistungsfaktor PF
ist unabhängig von der Kurvenform der gemessenen Größen,
solange der Crestfaktor und die Frequenz die spezizierten
Grenzen des Power Meter nicht überschreiten.
Die FUNCTION-Anzeige
4
zeigt nur bei Wechselgrößen
einen Wert für PF an. Beide Wechselgrößen (Strom und
Spannung) müssen in ausreichender Höhe vorliegen
(s. technische Daten). Bei nicht ausreichender Höhe und
bei Gleichgrößen (Gleichstrom, Gleichspannung) werden
4 waagrechte Striche angezeigt.
Würde statt dem Leistungsfaktor PF die Phasenver-
schiebung ϕvon Strom und Spannung gemessen, lässt
sich daraus auch der Leistungsfaktor cosϕbestimmen.
Dieser ist aber nur für echte sinusförmige Verläufe der
Messgrößen direkt anwendbar. Sind die Spannung und/
oder Strom im Versorgungsnetz verzerrt entspricht die
Größe cosϕnicht dem „wirklichen“ Leistungsfaktor. Bei
verzerrten Messgrößen ist die Verzerrungsblindleistung
zu berücksichtigen. Strom und die Spannung haben sinus-
förmigen Verlauf. Nur dann entspricht der Leistungsfak-
tor PF dem cos ϕdes Winkels der Phasenverschiebung
zwischen der Spannung an der Last und dem, durch die
Last ießenden, Strom.
P
PF = ——
S
Geräteanschlüsse
5
MONITOR (BNC-Buchse)
Der Monitorausgang ermöglicht
die Anzeige der Augenblickswerte
der Leistung (Momentanleistung)
mit einem Oszilloskop.
Die Momentanleistung ist
die Leistung zum Zeit-
punkt (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 Periodendau-
er dividiert ergibt sich die Formel für die Wirkleistung.
Positive Leistung wird als positives Strom-Spannungs-Produkt
auf dem Oszilloskop angezeigt, negative Leistung als negatives
Strom-Spannungs-Produkt. Unabhängig davon ob die Funktion
WATT, Var, VA oder PF am Gerät ausgewählt wurde zeigt der
Monitorausgang die Momentanleistung an. Werden Gleichspan-
nung und Gleichstrom gemessen zeigt der Monitorausgang ein
Gleichspannungssignal.
Der Schirmanschluss der BNC-Buchse ist galvanisch mit dem
Chassis verbunden. Das Ausgangssignal an der Buchse ist
durch einen Transformator galvanisch vom Messkreis und der
RS-232 Schnittstelle getrennt.
Es erfolgt eine automatische Korrektur der temperaturabhän-
gigen Drift. Die Häugkeit der Korrektur hängt von der Tempe-
ratur ab. Während der Korrektur (ca. 100 ms) liegt kein Signal
am Monitorausgang an und die Ausgangsspannung beträgt
0 Volt. Die automatische Korrektur erfolgt zu Beginn ca. alle
3 Sekunden innerhalb der ersten Minute. Danach erfolgt die
Korrektur in einem Abstand von etwa 2 Minuten.
Die Ausgangsspannung an der MONITOR-Buchse be-
trägt im arithmetischen Mittel 1Vav am Bereichsende
der WATT- Anzeige. Der Bereich der Leistungsanzeige
wird nicht angezeigt, kann aber leicht errechnet wer-
den. Er ist das Produkt des Spannungs-(VOLT) und des
Strom- (AMPERE) Bereiches.
Leistungsbereich berechnen:
50V x0,16A = 2408W ➔1 V (Mittelwert)
150V x16,0A = 2400W ➔1 V (Mittelwert)
500V x 1,6A = 800W ➔1 V (Mittelwert)
Bei maximal sinusförmiger Spannung und Strom im
Messbereich zeigt der Monitorausgang ein sinusför-
miges Signal mit 2Vpp. Bei reinem Wirkanteil ist die
Nulllinie bei 0V und das Monitorsignal schwingt zwi-
10 Änderungen vorbehalten
Wird bei einem Messgerät der maximal zulässige
Crestfaktor überschritten sind die ermittelten
Messwerte ungenau, da das Messgerät übersteu-
ert wird.
Die Genauigkeit des berechneten Effektivwertes ist abhängig
vom Crestfaktor und verschlechtert sich mit höherem Crest-
faktor 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 berück-
sichtigt werden. Bei sinusförmigen Wechselgrößen (Strom,
Spannung) und bekannter Phasenverschiebung, lässt sich die
Leistung leicht berechnen. Schwieriger wird es, wenn es sich
um nichtsinusförmige Wechselgrößen handelt.
Mit dem Power Meter lässt sich der Mittelwert der augen-
blicklichen Leistung unabhängig von der Kurvenform messen.
Voraussetzung hierfür ist, dass die bezüglich Crestfaktor
und Frequenz spezifi zierten Grenzen nicht überschritten
werden.
Wirkleistung (Einheit Watt, Kurzzeichen P)
Induktivitäten oder Kapazitäten der Quelle führen zu Phasen-
verschiebungen zwischen Strom und Spannung; das gilt auch
für Lasten mit induktiven bzw. kapazitiven Anteilen. Betrifft
es die Quelle und die Last, erfolgt eine gegenseitige Beein-
fl ussung. Die Wirkleistung errechnet sich aus der effektiven
Spannung und dem Wirkstrom. Im Zeigerdiagramm ist der
Wirkstrom die Stromkomponente mit der selben Richtung wie
die Spannung.
Wenn: P = Wirkleistung
U
eff = Spannung Effektivwert
I
eff = Strom Effektivwert
ϕ = Phasenverschiebung zwischen U und I
ergibt sich für die Wirkleistung
P = Ueff · Ieff · cosϕ
Der Ausdruck cosϕ wird als Leistungsfaktor bezeichnet.
Die Momentanleistung ist die Leistung zum Zeit-
punkt (t) und errechnet sich aus dem Produkt des
Stromes und der Spannung 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 Periodendau-
er dividiert ergibt sich die Formel für die Wirkleistung.
Das Maximum des Leistungsfaktors cos ϕ = 1 ergibt
sich bei einer Phasenverschiebung von ϕ = 0°. Die
wird nur in einem Wechselstromkreis ohne Blindwi-
derstand erreicht.
In einem Wechselstromkreis mit einem idealen
Blindwiderstand beträgt die Phasenverschiebung
ϕ = 90°. Der Leistungsfaktor cos ϕ = 0. Der Wechsel-
strom bewirkt dann keine Wirkleistung.
Blindleistung (Einheit var, Kurzzeichen Q)
Die Blindleistung errechnet sich aus der effektiven Spannung
und dem Blindstrom. Im Zeigerdiagramm ist der Blindstrom
die Stromkomponente senkrecht zur Spannung. (var = Volt
Ampere réactif)
Wenn: Q = Blindleistung
U
eff = Spannung Effektivwert
I
eff = Strom Effektivwert
ϕ = Phasenverschiebung
zwischen U und I
ergibt sich für die Blindleistung
Q = Ueff · Ieff · sinϕ
I cos ϕ
ϕ
ωU
I
ϕ
ωt
u
i
ûî
TiPP
TiPP
Messgrundlagen
Crest- Form-
faktor faktor
C F
2 = 1,11
2 = 1,11
2 = 1,57
3 = 1,15
π
2
Formfaktoren
π
2
2
π
2
2
2
3
1
T
P = — ∫ î sin ωt · û sin ( ωt + ϕ) dt
T 0
î · û · cosϕ
= ———————
2
= Ueff · Ieff · cos ϕ
Bedienelemente und Anzeigen

15
Änderungen vorbehalten
schen 0V und 2 V. Im arithmetischen Mittel entspre-
chend 1Vav (avarage). Bei maximaler Gleichspannung
und Gleichstrom im Messbereich zeigt der Monitor-
ausgang ein Gleichsignal mit 1V.
Beispiel 1:
Ein Draht-Widerstand mit 1,47 kΩ wird als Last an eine Span-
nung von 70Veff / 50Hz angeschlossen. Die Abbildung zeigt den
Spannungsverlauf an der R-Last und das Signal am Monitor-
ausgang.
Die Messung mit dem HM8115-2 erfolgt im 150 VOLT- und 0,16
AMPERE-Bereich. Das Produkt der beiden Bereiche beträgt
24 W. Entsprechend der Spezikation beträgt die Spannung am
MONITOR-Ausgang 1Var, wenn dem Messkreis eine Leistung
von 24 Watt entnommen wird.
Da es sich um eine rein ohmschen Last handelt kommt es zu
keiner Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung.
Das Oszilloskop zeigt die Leistungsaufnahme in Form ei-
ner unverzerrten sinusförmigen Wechselspannung an. Der
negative Scheitelwert entspricht der Null-Volt-Position des
Kathodenstrahles, während der positive Scheitelwert ca.
0,27 V beträgt. Die mittlere Spannung während einer Periode
beträgt somit 0,135 V.
Mit den zuvor genannten Werten: 24 Watt Messbereich, 1V
(Mittelwert) bei 24 Watt und einer tatsächlichen mittleren
Spannung von 0,135 Volt am MONITOR-Ausgang ergibt sich
die Gleichung
X = 24 · 0,135
Die mittlere Leistung beträgt somit ca. 3,24 Watt. (Ablesege-
nauigkeit Oszilloskop!)
Das HM8115-2 zeigt folgende Messwerte:
Ueff = 70 V Q = 0,2 var
Ieff =0,048 A S =3,32 VA
P =3,34 W PF =1,00
Beispiel 2:
Ein Draht-Widerstand mit 311 Ω wird als Last an eine Span-
nung von 50Veff /50Hz angeschlossen. Die Abbildung zeigt
den Spannungsverlauf an der R-Last und das Signal am
Monitorausgang.
Die Messung mit dem HM8115-2 erfolgt im 50 VOLT- und 0,16
AMPERE-Bereich erfolgen. Das Produkt der Bereiche beträgt
8 W. Entsprechend der Spezikation beträgt die Spannung am
MONITOR- Ausgang 1V (Mittelwert), wenn dem Messkreis eine
Leistung von 8 Watt entnommen wird.
Da es sich um eine rein ohmsche Last handelt kommt es zu
keiner Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung.
Das Oszilloskop zeigt die Leistungsaufnahme in Form einer
unverzerrten sinusförmigen Wechselspannung an. Der negative
Scheitelwert entspricht der Null-Volt-Position des Kathoden-
strahles, während der positive Scheitelwert ca. 2 V beträgt. Die
mittlere Spannung während einer Periode beträgt somit 1 V.
Mit den zuvor genannten Werten: 8Watt Messbereich, 1V (Mit-
telwert) bei 8 Watt und einer tatsächlichen mittleren Spannung
von 1 Volt am MONITOR- Ausgang ergibt sich die Gleichung:
X = 8 · 1
Die mittlere Leistung beträgt somit 8 Watt.
Das HM8115-2 zeigt folgende Messwerte:
Ueff = 50 V Q = 0,73 var
Ieff = 0,161 A S = 8,038 VA
P = 8,010 W PF = 1,00
Beispiel 3:
Ein Widerstand mit 92 Ω und ein Kondensator mit 10,6 µF wird
als Last an eine Spannung von 50Veff / 50Hz angeschlossen.
Der Scheinwiderstand Z der Reihenschaltung errechnet sich zu
314 Ω, so dass die Größenverhältnisse der Messwerte ähnlich
Beispiel 2 sind. Die Abbildung zeigt den Spannungsverlauf an
der RC-Last und das Signal am Monitorausgang.
Die Messung mit dem HM8115-2 erfolgt ebenfalls im 50 VOLT-
und 0,16 AMPERE- Bereich. Das Produkt der Bereiche beträgt
8 W. Entsprechend der Spezikation beträgt die Spannung am
MONITOR- Ausgang 1 V, wenn dem Messkreis eine Scheinlei-
stung von 8 Watt entnommen wird.
100 V
50 V
GND
Monitorsignal
2 V
GND
Spannung an
R-Last
R-Last: U = 50 V;I = 161 mA ; R = 311
eff eff
Ω
1 V
Z = R2– X2
c1 1
mit Xc= ———– = —–—
2πf · c ω· c
Bedienelemente und Anzeigen Bedienelemente und Anzeigen

16 Änderungen vorbehalten
Das HM8115-2 zeigt folgende Messwerte:
Ueff = 50 V Q = 7,67 var
Ieff = 0,161 A S = 8,042 VA
P = 2,416 W PF = 0,30
Obwohl die Frequenz, der am Messkreiseingang anlie-
genden Spannung, 50 Hz beträgt, zeigt das Oszilloskop
die Leistung mit einer Frequenz von 100 Hz an. Bezogen
auf eine 50 Hz Periode, gibt es zwei Augenblickswerte
in denen die maximale Leistung entnommen wird.
Das ist zum Zeitpunkt des positiven und des negativen
Scheitelwertes der Fall. Zu zwei Augenblickswerten
fließt kein Strom und es liegt keine Spannung an
(Nulldurchgang). Dann kann keine Leistung entnom-
men werden und die Spannung am MONITOR-Ausgang
beträgt 0 Volt.
Beispiel 4:
Ein Widerstand mit 311 Ω wird als Last an eine Gleichspannung
von 50V angeschlossen.
100 V
50 V
GND
Monitorsignal
2 V
GND
Spannung an
RC-Last
RC-Last: U =R= 92 Ω; C = 10,6 µF50 V;I = 161 mA ;
eff eff
1 V
100 V
50 V
GND
Monitorsignal
2 V
GND
Spannung an
R-Last
R-Last: U = 50 V; I = 161 mA; R = 311Ω
1 V
12
INPUT /
14
OUTPUT
(4mm Sicherheitsbuchse)
Der Messkreis des POWER METER ist nicht mit Erde (Schutzlei-
ter, PE) verbunden! Die beiden linken Buchsen sind mit INPUT
gekennzeichnet und werden mit der Stromversorgung für den
Prüfling verbunden. Der Prüfling selbst wird an die beiden
rechten Buchsen OUTPUT angeschlossen.
Beim Anlegen von berührungsgefährlichen Span-
nungen an die Eingangsbuchsen INPUT
12
müs-
sen alle diesbezüglichen Sicherheitsvorschriften
beachtet werden!
Gleichspannung ist erdfrei zu machen!
Wechselspannung ist mit einem Schutztrenntrafo
erdfrei zu machen!
Achtung!
Spannungen, die einen der folgenden Werte
überschreiten, werden als berührungsgefährlich
ange-sehen:
1. 30,0 V Effektivwert
2. 42,4 V Spitzenwert
3. 60,0 V Gleichspannung
Das Anlegen höherer Spannungen darf nur durch
Fachkräfte erfolgen, die mit den damit verbunde-
nen Gefahren vertraut sind!
Die diesbezüglichen Sicherheitsvorschriften sind
unbedingt zu beachten!
Vor dem Abziehen der Sicherheitsstecker am IN-
PUT
12
ist sicherzustellen dass diese spannungsfrei
sind. Ansonsten besteht Unfallgefahr, im schlimm-
sten Fall Lebensgefahr!
Werden Geräte der Schutzklasse I an OUTPUT
14
angeschlossen und ohne Trenntrafo versorgt,
ist der Schutzleiter PE am Prüing separat an-
zuschließen. Wird dies nicht beachtet, besteht
Lebensgefahr!
Die Sicherheitsstecker können durch hohe Ströme
heiß werden!
Die beiden oberen Buchsen (rot) sind galvanisch
miteinander verbunden (0 Ω). Zwischen den beiden
oberen Buchsen darf deshalb keine Spannung an-
gelegt werden (Kurzschlussgefahr)!
Der Messwiderstand bendet sich im Gerät zwi-
schen den unteren Buchsen (blau, schwarz). Auch
zwischen diesen Buchsen darf keine Spannung
angelegt werden (Kurzschlussgefahr)!
Der Messwiderstand wird durch eine von außen zugängliche
Sicherung geschützt, die sich im Sicherungshalter
13
bendet.
Ein Reparieren der defekten Sicherung oder das Verwenden
anderer Hilfsmittel zum Überbrücken der Sicherung ist ge-
fährlich und unzulässig!
Dieser Messkreis ist für einen maximal zulässigen Messstrom
von 16 Ampere ausgelegt (Sicherungsspezikation: 16 A Super-
flink FF). Das Auswechseln dieser Sicherung darf nur erfolgen,
wenn an den Messkreisanschlüssen keine Spannung anliegt!
Die zwischen den beiden INPUT-Buchsen maximal
zulässige Spannung beträgt 500 Volt. Bezogen auf
das Bezugspotential des Gerätes (Masseanschluss
Bedienelemente und Anzeigen

17
Änderungen vorbehalten
= Schutzleiteranschluss PE), darf an keiner der bei-
den INPUT-Buchsen der Spitzenwert der Spannung
größer als 500V sein.
13
Sicherung für Messkreis
Mit der im Sicherungshalter bendlichen Sicherung (Zeit-
Strom Charakteristik: Superflink FF) wird der Messwiderstand
geschützt. Dieser Messkreis ist für einen maximal zulässigen
Messstrom von 16 Ampere ausgelegt (Sicherungsspezikation:
Superflink (FF)).
Sicherungstype:
Größe 6,3 x 32 mm; 250VAC; US-Norm: UL198G; CSA22-2 Nr.590
Das Auswechseln dieser Sicherung darf nur er-
folgen, wenn an den Messkreisanschlüssen keine
Spannung anliegt!
Das Reparieren einer defekten Sicherung oder das
Verwenden anderer Hilfsmittel zum Überbrücken
der Sicherung ist gefährlich und unzulässig!
Dadurch entstandene Schäden am Gerät fallen
nicht unter die Gewährleistungen der Fa. Hameg
Instruments GmbH.
Sicherungswechsel der Messkreissicherung
Die Messkreissicherung
13
ist von außen zugänglich. Das
Auswechseln der Sicherung darf nur erfolgen wenn an den
Messkreisanschlüssen keine Spannung anliegt! Dazu werden
alle Verbindungen zu INPUT
12
und OUTPUT
14
getrennt. Das
HM8115-2 ist vom Netz zu trennen. Mit einem Schraubendreher
mit entsprechend passender Klinge wird die Verschlusskappe
des Sicherungshalters vorsichtig gegen den Uhrzeigersinn
gedreht. Damit sich die Verschlusskappe drehen lässt, wird
diese zuvor mit dem Schraubendreher in den Sicherungshalter
gedrückt. Die Verschlusskappe mit der Sicherung lässt sich
dann einfach entnehmen. Tauschen Sie die defekte Sicherung
gegen eine neue Sicherung, vorgeschriebenen Auslösestromes
und Typs, aus.
Bedienelemente und Anzeigen Bedienelemente und Anzeigen
15 16 17
15
Schnittstellen
Auf der Rückseite des POWER METER befindet sich eine
USB/RS-232 Schnittstelle. Über diese Schnittstelle kann das
POWER METER Daten (Befehle) von einem externen Gerät (PC)
empfangen und Daten (Messwerte und Parameter) senden.
Die Geräteversion HM8115-2G verfügt über eine IEEE-488
(GPIB) Schnittstelle.
16
Netzspannungsumschalter
Das Gerät arbeitet mit einer Netzwechselspannung von 115V
oder 230V 50/60Hz. Die vorhandene Netzversorgungsspannung
wird mit dem Netzspannungsumschalter eingestellt. Mit der
Netzspannungsumschaltung ist ein Wechsel der Netzein-
gangssicherungen notwendig. Die Nennströme der benötigten
Sicherungen sind an der Gehäuserückwand abzulesen.
17
Kaltgeräteeinbaustecker mit Sicherungshalter
Kaltgeräteeinbaustecker zur Aufnahme des Netzkabels mit
Kaltgerätekupplung nach DIN 49457 und der Netzeingangs-
sicherung des HM8115-2.
8
Änderungen vorbehalten
Gerätefrontseite
POWER – Netzschalter
VOLT Display – Spannungsanzeige
AMPERE Display – Stromanzeige
FUNCTION Display – Anzeige für Leistung u. PF (power
factor)
MONITOR – Monitorausgang
VOLT Tasten – Bereichsumschalter für Spannung
VOLT LED – Anzeige Spannungsbereich
AMPERE Tasten – Bereichsumschalter für Strom
AMPERE LED – Anzeige Strombereich
16 1715
Bezeichnung der Bedienelemente
FUNCTION Tasten – Bereichsumschalter Messfunktion
FUNCTION LED – Anzeige Messfunktion
INPUT – Eingang Stromversorgung für Prüfling
FUSE – Sicherung für den Messkreis
OUTPUT – Ausgang zum Prüfling
Geräterückseite
USB/RS-232 Schnittstelle
(beim HM8115-2G: IEEE-488 GPIB)
Netzspannungsumschalter
Kaltgeräteeinbaustecker mit Netzsicherung
2 Bezeichnung der Bedienelemente
1 2
512 14
3 4
678910
11 13

18 Änderungen vorbehalten
Software
Durch die 1:1 Verbindung des Schnittstellenkabels
wird der Datenausgang des einen Gerätes mit dem
Dateneingang des anderen Gerätes verbunden.
Bei PC‘s mit 25poligem COM-Port wird empfohlen,
einen handelsüblichen Adapter von 9polig D-Sub
auf 25polig D-Sub zu verwenden. Von den Leitungen
des Verbindungskabels werden nur 3 benutzt.
Anschlussbelegung RS-232 am POWER METER und am COM-
Port (9polig) des PC:
POWER METER PC COM Port (9polig)
Pin Name / Funktion Pin Name / Funktion
2 Tx Data / Datenausgang 2 Rx Data / Dateneingang
3 Rx Data / Dateneingang 3 Tx Data / Datenausgang
5 Bezugspotential für Pin 2 u. 3 5 Bezugspotential für Pin 2 u. 3
USB-Schnittstelle
Der Funktionsgenerator muss nicht konguriert werden. Bei
Bedarf kann die Baudrate geändert werden. Verbinden Sie den
HM8115-2 mit einem USB-Kabel mit Ihrem PC und installieren
Sie die Treiber der USB-Schnittstelle wie im Handbuch der
USB-Schnittstelle beschrieben.
IEEE-488 (GPIB)-Schnittstelle (HM8115-2G)
Sie müssen lediglich die GPIB-Adresse des HM8115-2 an der
GPIB-Schnittstelle auf der Geräterückseite einstellen und ihn
mit einem GPIB-Kabel an Ihren PC anschließen. Einstellungen
können nur vor dem Starten des Gerätes erfolgen, während des
Betriebs ist dies nicht möglich.
7 Schnittstellen
Der HM8115-2 ist für den Einsatz in automatischen Test-
systemen bestens vorbereitet. Standardmäßig ist der HM8115-2
mit einer USB/RS-232 Schnittstelle ausgestattet. Die ver-
wendete RS-232 Schnittstelle ist vom Messkreis durch einen
Optokoppler galvanisch getrennt.
Schnittstellenparameter RS-232
N, 8, 1, Xon-Xoff
(kein Paritätsbit, 8 Datenbits, 1 Stoppbit, Xon-Xoff)
Die Datenübertragung kann mit einem Terminalprogramm
wie z.B. HyperTerminal durchgeführt werden. Nachdem die
Einstellungen im Terminalprogramm vorgenommen wurden,
muss vor dem Senden des ersten Befehls an das POWER METER
einmal die ENTER-Taste auf der PC-Tastatur betätigt werden.
Baudrate
Die Datenübertragung kann mit 1200 Baud oder 9600 Baud
erfolgen.
Änderungen der Schnittstellenparameter
Es kann nur die Übertragungsrate zwischen 1200 und 9600
Baud umgeschaltet werden.
Dies geschieht folgendermaßen:
– HM8115-2 mit POWER
1
ausschalten
– HM8115-2 einschalten und die linke FUNCTION Taste
10
drücken
– Die linke FUNCTION Taste
10
erst loslassen, wenn die
FUNCTION LED WATT leuchtet.
Die neue Einstellung wird permanent gespeichert bis wieder
eine Änderung erfolgt.
Die Verbindung vom PC (COM Port) zum POWER METER (RS-
232) kann mit einem handelsüblichen Verbindungskabel (1:1)
mit 9poligem D-Sub Stecker und 9poliger D-Sub Kupplung
hergestellt werden. Die Länge darf 3 Meter nicht überschreiten
und die Leitungen müssen abgeschirmt sein.

19
Änderungen vorbehalten
Software Befehlsliste der Gerätesoftware
8 Befehlsliste der Gerätesoftware
Die Befehle müssen als Buchstaben- bzw. Ziffern-Zeichenkette im ASCII-Format gesendet werden. Buchstaben können in Groß-
und Kleinschreibung gesendet werden. Abgeschlossen wird jeder Befehl mit dem Zeichen 0Dh (= Enter-Taste).
Befehl Antwort Beschreibung
PC>HM8115-2 HM8115-2 >PC
Gerätestatus
*IDN? HAMEG HM8115-2 Abfrage der Identikation
VERSION? version x.xx Abfrage der Softwareversion. Antwort z.B.: version 1.01
STATUS? Funktion; Abfrage der aktuellen Geräteeinstellungen:
Messbereich: Funktion: WATT, VAR, VA, PF
Voltbereich: U1 = 50 V, U2 = 150 V, U3 = 500 V
Amperebereich: I1 = 0,16 A, I2 = 1,6 A, I3 = 16A
Allgemeine Befehle
VAL? Messbereiche und
Messwerte
Abfrage der aktuellen Geräteeinstellungen und Messwerte.
Beispiel für VAR aktiv:
U3= 225.6E+0 (225,6 V gemessen im 500 V-Bereich)
I2= 0.243E+0 (0,243 A gemessen im 1,6 A-Bereich)
VAR= 23,3E+0 (Blindleistung von 23,3 W)
Messbereichsüberschreitungen sind mit „OF“ (Overflow) gekennzeichnet. Falls das
Kommando innerhalb eines Messzyklus gesendet wird, kommt die Antwort erst am
Ende des Messzyklus.
VAS? Messbereiche; Einzelabfrage der Parameter und des Messwertes FUNCTION.
Funktion mit
Meswert
Beispiel für PF aktiv: U3, I2, PF= 0.87E+0.
Busbefehle
FAV0 keine Sperren aller Bedienelemente VOLT, AMPERE und FUNCTION.
FAV1 keine Freigabe aller Bedienelemente VOLT, AMPERE und FUNCTION.
Geräteeinstellung
BEEP keine Erzeugt einmal ein akustisches Signal.
BEEP0 keine Akustisches Signal abgeschaltet
BEEP1 keine Akustisches Signal möglich
Betriebsarten
WATT keine Wirkleistung
VAR keine Blindleistung
VAMP keine Scheinleistung
PFAC keine Leistungsfaktor PF
AUTO:U keine AUTORANGE- Funktion für Spannungsmessung (VOLT) ein.
AUTO: I keine AUTORANGE- Funktion für Strommessung (AMPERE) ein.
MA1 Wert / Funktion Ständige Übertragung der Parameter und Messwerte zum PC.
Beispiel für PF aktiv: U3, I2, cos=0.87E+0.
Bereichsüberschreitungen sind mit „OF“ (Overflow) gekennzeichnet. Jedes Mess-
ergebnis wird an den PC gesendet, bis die Funktion mit dem Befehl „MA0“ beendet
wird.
MA0 keine Beendet den kontinuierlichen Messwerttransfer, der mit „MA1“ gestartet wird.
SET:Ux keine Wählt einen Spannungsmessbereich x (VOLT) und schaltet die AUTORANGE- Funktion
für Spannungsmessung (VOLT) ab:
SET:U1 50 V Bereich
SET:U2 150 V-Bereich
SET:U3 500 V-Bereich
SET:Ix keine Wählt einen Strommessbereich x (AMPERE) und schaltet die AUTORANGE- Funktion
für Strommessung (AMPERE) ab:
SET:I1 0,16 A-Bereich
SET:I2 1,6 A-Bereich
SET:I3 16 A-Bereich

20 Änderungen vorbehalten
Software
9 Software
9.1 Installation
Zur Installation der Software HM8115-2 starten Sie bitte die
Datei setup.exe und folgen Sie den Anweisungen des Installa-
tionsassistenten.
9.2 Das Programm
Die Software HM8115-2 ist für das gleichnamige programmier-
bare HAMEG Leistungsmessgerät HM8115-2 entwickelt worden.
Das Leistungsmessgerät kann über 3 verschiedene Schnittstellen
mit dem PC verbunden werden: Serielle / USB-Schnittstelle
(HO820) und GPIB (HO880). Bei Verwendung der USB-Schnittstel-
le muss ein virtueller COM-Port verwendet werden. Dieser wird
durch den im Lieferumfang der USB-Schnittstelle enthaltenen
Treiber erzeugt.
Programmoberfläche
WICHTIG BEI GPIB! ES WERDEN NUR GPIB-
SCHNITTSTELLEN VON NATIONAL INSTRUMENTS
(ODER KOMPATIBLE) UNTERSTÜTZT!
Das Programm ist in 4 Bereiche (Settings, Control Panel,
Measurement, Instruction) unterteilt, die im Folgenden erläutert
werden:
9.2.1 Einstellungen (Settings)
In der aktuellen Version (1.0) können sechs verschiedene Pa-
rameter eingestellt werden:
Interface: Mit diesem Kombinationsfeld kann die Schnittstelle
ausgewählt werden, an dem das Gerät an den PC an-
geschlossen ist.
Mögliche Einstellungen: Com1-9, GPIB
GPIB address: Dieses Kombinationsfeld dient zur Einstellung
der primären GPIB-Adresse (nur bei GPIB).
Beep enable: Akustisches Signal aktivieren / deaktivieren.
Show data traffic: Diese Option bietet die Möglichkeit, den
Datenverkehr in den Editierfeldern “Command” und
„Answer“ anzeigen zu lassen.
Device locked: Bei Aktivierung kann das Gerät nur noch per
Software gesteuert werden. Die Bedienelemente am
Gerät sind dann gesperrt!
Autotransfer: Durch Betätigung dieses Knopfes können sie den
automatischen Transfer von Gerät zu PC abschalten.
Dies hat allerdings zur Folge, dass keine aktuellen Werte
in den Feldern angezeigt werden. Die Anwendung steht
dann still. Diese Option sollte nur benutzt werden, wenn
einzelne, manuelle Befehle über das „Command“-Feld
geschickt werden!
Sollte das Gerät korrekt erkannt werden, erscheint in der
darunter liegenden Statusleiste die ID des Gerätes. Bei fehler-
hafter Erkennung wird „NO DEVICE DETECTET“ angezeigt. Bitte
beachten Sie, dass die Erkennung 4-5 Sekunden dauern kann!
Die vorgenommenen Einstellungen werden nach der Beendi-
gung des Programms abgespeichert (außer die Einstellung
„Autotransfer“).
9.2.2 Bedienfeld (Control Panel)
Im Bedienfeld werden die aktuellen Werte des Gerätes ange-
zeigt und jede Sekunde neu aktualisiert. Durch Betätigung einer
der Knöpfe unterhalb der Anzeigen wird das Gerät in den jewei-
ligen Modus umgeschaltet! Bei Auswahl der „Auto“-Funktion
stellt das Gerät automatisch den passenden Spannungs-/
Strombereich ein.
9.2.3 Messung (Measurement)
In diesem Teil des Fensters können automatische Messungen
generiert und die Messergebnisse in einer csv-Datei (csv =
Comma Separated Values) gespeichert werden. Bei Betätigung
des Knopfes „Start“ werden im Abstand des eingestellten
Messintervalls („Loop time“) Messwerte in das nebenstehende
Fenster aufgenommen. Diese Messwerte können dann über das
Menü: „File – Save (to...)“ abgespeichert werden.
Die Option „rotational measurement“ bietet außerdem die
Möglichkeit, die Messgröße automatisch zu wechseln. Ist diese
Option und z.B. alle vier Messgrößen aktiviert, werden Wirkleis-
tung, Blindleistung, Scheinleistung und der Leistungsfaktor
abwechselnd gemessen. Mit dem Stop-Knopf wird die laufende
Messung abgebrochen und die Taste „Clear List“ löscht den
Inhalt des Text-Fensters.
9.2.4 Befehle (Instructions)
Mit diesen beiden Feldern und dem „Send“-Knopf ist es möglich,
einzelne Befehle an das Gerät zu schicken. Die Befehle hierzu
nden Sie im Benutzerhandbuch. Die hier abgesendeten befehle
gehen ohne Filterung direkt an das Gerät! Die zu erwartende
Antwort wird kurz darauf im „Answer“-Feld angezeigt. Sollten
diese einzelnen Befehle benutzt werden, ist es empfehlenswert,
durch Betätigen des Autotransfer-Schalters, den ständigen Da-
tentransfer zwischen Gerät und PC zu deaktivieren. Außerdem
wird in diesen beiden Feldern auch der Datentransfer angezeigt,
wenn die Option in den Einstellungen aktiviert wurde!
9.3 Deinstallation
So deinstallieren Sie die HM8115-2 Software:
1. Klicken Sie auf Ihrem Windows-Desktop auf die Schaltfläche
„Start“.
2. Wechseln Sie zum Deinstallieren zu „Programme“ >„HA-
MEG Instruments“ >„HM8115-2“ >„Uninstall“.
3. Klicken Sie auf „OK“, um zu bestätigen, dass das Programm
entfernt werden soll.
oder
1. Klicken Sie im Startmenü auf Einstellungen und anschlie-
ßend auf Systemsteuerung.
2. Doppelklicken Sie auf Software.
3. Wählen Sie in der Liste der zurzeit installierten Programme
„HM8115-2 Ver.: X.XX“ aus, und klicken Sie dann auf Entfer-
nen bzw. Ändern/Entfernen. Wenn ein Dialogfeld angezeigt
wird, folgen Sie den Anweisungen, um das Programm zu
entfernen.
4. Klicken Sie auf OK, um zu bestätigen, dass das Programm
entfernt werden soll.