Hameg HM8112-3S User manual

6½-DIGIT PRECISION-
MULTIMETER
HM8112-3
Handbuch / Manual
Deutsch / English

2Änderungen vorbehalten
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung
HAMEG Messgeräte erfüllen die Bestimmungen der EMV Richtlinie. Bei
der Konformitätsprüfung werden von HAMEG die gültigen Fachgrund-
bzw. Produktnormen zu Grunde gelegt. In Fällen wo unterschiedliche
Grenzwertemöglichsind,werdenvonHAMEGdiehärterenPrüfbedingun-
gen angewendet. Für die Störaussendung werden die Grenzwerte für
den Geschäfts- und Gewerbebereich sowie für Kleinbetriebe angewandt
(Klasse 1B). Bezüglich der Störfestigkeit finden die für den Industrie-
bereich 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 zwischen Messgerät und Computer 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 sind die von HAMEG
beziehbaren doppelt geschirmten Kabel HZ73 bzw. HZ72L 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
eine Länge von 3 Metern nicht erreichen und sich nicht außerhalb von
Gebäuden befinden.
Als Signalleitungen sind grundsätzlich abgeschirmte Leitungen
(Koaxialkabel/RG58/U) zu verwenden. Für eine korrekte Masse-
verbindung muss Sorge getragen werden. Bei Signalgeneratoren
müssen doppelt abgeschirmte Koaxialkabel (RG223/U, RG214/U)
verwendet werden.
3. Auswirkungen auf die Messgeräte
Beim Vorliegen starker hochfrequenter elektrischer oder magneti-
scher Felder kann es trotz sorgfältigen Messaufbaues über die
angeschlossenen Messkabel zu Einspeisung unerwünschter Signalteile
in das Messgerät kommen. Dies führt bei HAMEG Messgeräten nicht zu
einer Zerstörung oder Außer-betriebsetzung des Messgerätes.
Geringfügige Abweichungen des Messwertes über die vorgegebenen
Spezifikationen hinaus können durch die äußeren Umstände in
Einzelfällen jedoch auftreten.
HAMEG Instruments GmbH
Die HAMEG Instruments GmbH bescheinigt die Konformität für das Produkt
The HAMEG Instruments GmbH herewith declares conformity of the product
HAMEG Instruments GmbH déclare la conformite du produit
Bezeichnung / Product name / Designation:
Präzisions-Multimeter
Precision Multimeter
Multimétre de précision
Typ / Type / Type: HM8112-3
mit / with / avec: –
Optionen / Options / Options: –
mit den folgenden Bestimmungen / with applicable regulations / avec les
directives suivantes
EMV Richtlinie 89/336/EWG ergänzt durch 91/263/EWG, 92/31/EWG
EMC Directive 89/336/EEC amended by 91/263/EWG, 92/31/EEC
Directive EMC 89/336/CEE amendée par 91/263/EWG, 92/31/CEE
Niederspannungsrichtlinie 73/23/EWG ergänzt durch 93/68/EWG
Low-Voltage Equipment Directive 73/23/EEC amended by 93/68/EEC
Directive des equipements basse tension 73/23/CEE amendée par 93/68/CEE
Angewendete harmonisierte Normen / Harmonized standards applied / Normes
harmonisées utilisées
Sicherheit / Safety / Sécurité
EN 61010-1:2001 (IEC 61010-1:2001)
Hersteller HAMEG Instruments GmbH KONFORMITÄTSERKLÄRUNG
Manufacturer Industriestraße 6 DECLARATION OF CONFORMITY
Fabricant D-63533 Mainhausen DECLARATION DE CONFORMITE
Überspannungskategorie / Overvoltage category / Catégorie de surtension: II
Verschmutzungsgrad / Degree of pollution / Degré de pollution: 2
Elektromagnetische Verträglichkeit / Electromagnetic compatibility /
Compatibilité électromagnétique
EN 61326-1/A1 Störaussendung / Radiation / Emission:
Tabelle / table / tableau 4; Klasse / Class / Classe B.
Störfestigkeit / Immunity / Imunitee:Tabelle / table / tableau A1.
EN 61000-3-2/A14 Oberschwingungsströme / Harmonic current emissions /
Émissions de courant harmonique:
Klasse / Class / Classe D.
EN 61000-3-3 Spannungsschwankungen u. Flicker / Voltage fluctuations and flicker /
Fluctuations de tension et du flicker.
Datum /Date /Date
01.12.2004
Unterschrift / Signature /Signatur
G. Hübenett
Produktmanager
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung

3
Änderungen vorbehalten
Deutsch 3
English 34
6½-Digit Precision-Multimeter HM8112-3 4
Technische Daten 5
Wichtige Hinweise 6
Symbole 6
Auspacken 6
Aufstellen des Gerätes 6
Transport 6
Lagerung 6
Sicherheitshinweise 6
CAT II 7
Bestimmungsgemäßer Betrieb 7
Gewährleistung und Reparatur 7
Wartung 8
Umschalten der Netzspannung 8
Gerätesicherung 8
Netzschalter 8
Bezeichnung der Bedienelemente 9
Messgrundlagen 10
Messbereichsanzeige 10
Overranging (Messbereichsüberschreitung) 10
Messbereichsauflösung 10
Messgenauigkeit 10
Steigungsfehler(Verstärkungsfehler)
des A/D-Wandlers 11
Differentielle Nichtlinearität des A/D-Wandlers 11
Linearitätsfehler (Integrale Nichtlinearität)
des A/D-Wandlers 11
Wandelverfahren 11
Single-Slope (Ein-Rampen-Verfahren) 12
Dual-Slope (Zwei-Rampen-Verfahren) 12
Multi-Slope (Mehr-Rampen-Verfahren) 12
Genauigkeitsangaben 13
Gleichspannungsmessung 14
Eingangswiderstand bei Gleichspannung 14
Serientaktunterdrückung 14
Gleichtaktunterdrückung 14
Thermospannungen 14
Störeinflüsse durch induktive Einstreuungen 15
Widerstandsmessung 15
Zweidraht-Widerstandsmessung 15
Vierdraht-Widerstandsmessung 15
Verlustleistung an den Widerständen 15
Inhaltsverzeichnis
Wechselspannungsmessung 16
Wechselspannungsmessung Grundlagen 16
Arithmetischer Mittelwert 16
Gleichrichtwert 16
Effektivwert 16
Formfaktor 17
Crestfaktor 17
Gleich- und Wechselstrom 17
Temperaturmessung 17
Temperaturmessfühler 18
Platin-Temperaturfühler PT100 18
Temperaturmessung mit PT100 / PT1000 18
NiCr-Ni Thermoelement (K-Typ) 18
Referenzstelle 19
Gerätekonzept des HM8112-3 20
Referenz 20
Integrierende AD-Wandler 20
Gleitender Mittelwert 20
Messung der Wechselgrößen 20
Einführung in die Bedienung des HM8112-3 21
Bedienelemente und Anzeigen 21
Menüstruktur 24
Menüsteuerung 24
Menüaufbau und Funktion 27
Mess-Eingänge 28
Fernbedienung 29
Befehlsliste 30
Datenübertragung 31
Befehlsaufbau 31
Befehlsreferenz 31

4Änderungen vorbehalten
HM8112-3
61⁄2-stellige Anzeige (1.200.000 Punkte)
Auflösung: 100 nV, 100 pA, 100 μΩ, 0,01 °C/F
DC-Grundgenauigkeit 0,003 %
2-Draht/4-Draht Messung
Einstellbare Messintervalle von 0,1 Sek. bis 60 Sek.
Bis zu 100 Messungen pro Sekunde zum PC
Echte Effektivwertmesssung AC+DC und AC
Offset-Korrektur
RS-232 Schnittstelle
optional: USB, IEEE-488
optional: Messstellenumschalter (8 Kanäle)
Genaue Temperatur-
messung mit Messfühler
HZ42 19“ Einbausatz 2HE
HO112
Messstellenumschalter
6 -Digit Präzisions-Multimeter
HM8112-3
12

5
Änderungen vorbehalten
Technische Daten
Widerstand
Messbereiche: 100 Ω, 1 kΩ, 10 kΩ, 100 kΩ, 1 MΩ, 10 MΩ
Integrationszeit: 0,1 sec 1 bis 60 sec
Messbereichende: 120,000 Digit 1.200,000 Digit
Auflösung: 1 mΩ 100 μΩ
Genauigkeit: Errechnet aus ±(%rdg. + %f.s.)
1 Jahr; 23 ± 2° C Temp. Koeffizient /° C
Messbereich %rdg. %f.s. 10...21° C 25...40° C
100 Ω 0,005 0,0015 0,0008 0,0008
1 kΩ 0,005 0,001 0,0008 0,0008
10 kΩ 0,005 0,001 0,0008 0,0008
100 kΩ 0,005 0,001 0,0008 0,0008
1 MΩ 0,05 0,002 0,002 0,002
10 MΩ 0,5 0,02 0,01 0,01
Mess-Strom: Bereich Strom
100 Ω, 1 kΩ 1 mA
10 kΩ 100 μA
100 kΩ 10 μA
1MΩ 1μA
10 MΩ 100 nA
max. Messspannung: ca. 3 V
Überlastschutz: 250 Vs
Temperaturmessung
PT100 / PT1000 (EN60751): 2- und 4-Draht Messung
Messbereich: –200° C bis + 800° C
Auflösung: 0,01° C; Messstrom 1 mA
Toleranz: ± (0,05°C + Messfühlertoleranz + 0,08 K)
Temperaturkoeffizient
10...21° C und 25...40° C: ‹ 0,0018° C/° C
NiCr-Ni (K-Typ)
Messbereich: –270 °C bis +1372 °C
Auflösung: 0,1 °C
Toleranz: ± (0,7% rdg. + 0,3 K)
NiCr-Ni (J-Typ)
Messbereich: –210° C bis +1200° C
Auflösung: 0,1 °C
Toleranz: ± (0,7% rdg. + 0,3 K)
Frequenzmessung und Periodendauer
Messbereich: 1 Hz bis 100 kHz
Auflösung: 0,00001 Hz bis 1 Hz
Genauigkeit: 0,05 % (rdg.)
Messzeit: 1 bis 2 sec.
Schnittstelle
Schnittstelle: RS-232 (serienm.), IEEE-488 oder USB (optional)
Baudrate (RS-232): 9600 oder 19200 Baud
Funktionen: Steuerung / Datenabfrage
Eingangsdaten: Messfunktion, Messbereich, Integrationszeit,
Startbefehl
Ausgangsdaten: Messwerte, Messfunktion, Messbereich,
Integrationszeit (10 ms bis 60 s)
Verschiedenes
Messpausen Bereichs- oder Funktionswechsel
ca. 125 ms bei Gleichspannung, Gleichsrom, Widerstand
ca. 1 sec. bei Wechselspannung, Wechselstrom
Speicher: 30.000 Messungen/128 kB
Schutzart: Schutzklasse I (EN 61010)
Netzanschluss: 105-254 V~; 50/60 Hz
Leistungsaufnahme: ca. 8 W
Betriebsbedingungen: +10°....+40 °C
Lagertemperatur: -40° to +70° C
Max. rel. Luftfeuchtigkeit: ‹ 75% (ohne Kondensation)
Gehäuse (B x H x T): 285 x 75 x 365 mm
Gewicht: ca. 3 kg
Bei 23° C nach einer Aufwärmzeit von 30 Minuten.
Im Lieferumfang enthalten: Netzkabel, Bedienungsanleitung, HZ15
Messleitung, Schnittstellenkabel
Optionales Zubehör:
HZ887 Temperaturmesssonde (PT100 -50° C bis + 400° C); HZ42 19“ Einbausatz
2HE; HZ10S/R Silikonumhüllte Messleitung; HO870 USB Schnittstelle; HO880
IEEE-488 Schnittstelle; HO890 RS-232 Schnittstelle; HO112 Messstellenumschalter
(Einbau nur ab Werk)
61⁄2-Digit Präzisions-Multimeter HM8112-3
bei 23 °C nach einer Aufwärmzeit von 30 Minuten
Gleichspannung
Messbereiche: 0,1 V; 1 V; 10 V; 100 V; 600 V
Eingangswiderstand
0,1 V, 1,0 V: › 1 GΩ
10 V, 100 V, 600 V: 10 MΩ
Genauigkeit: Errechnet aus ± (% angezeigter Wert (rdg.)+
% Messbereich (f.s.))
1 Jahr; 23 ± 2° C Temp. Koeffizient
Messbereich %rdg. %f.s. 10...21° C + 25...40° C
0,1 V 0,005 0,0006 0,0008
1,0 V 0,003 0,0006 0,0008
10,0 V 0,003 0,0006 0,0008
100,0 V 0,003 0,0006 0,0008
600,0 V 0,004 0,0006 0,0008
Integrationszeit: 0,1 sec 1 bis 60 sec
Anzeigeumfang: 120,000 1.200,000
600 V-Bereich: 60,000 600,000
Auflösung: 1 μV 100 nV
Nullpunkt
Temperaturdrift: besser als 0,3 μV/°C
Langzeitstabilität: besser als 3 μV über 90 Tage
Wechselspannung
Messbereiche: 0,1 V; 1 V; 10 V; 100 V; 600 V
Messmethode: echter Effektivwert mit DC-Kopplung oder
mit AC-Kopplung (nicht im 0,1 V-Bereich)
Eingangswiderstand im Messbereich:
0,1 V und 1 V: 1 GΩ II ‹ 60 pF
10 V bis 600 V: 10 MΩ II ‹ 60 pF
Einschwingzeit: 1,5 sec bis 0,1% vom Messwert
Genauigkeit: Für Sinussignal › 5 % f.s.
Errechnet aus ± (% angezeigter Wert (rdg.)+ % Messbereich (f.s.)) ; 23 ± 2° C
für 1 Jahr
Range 20 Hz-1 kHz 1-10 kHz 10-50 kHz 50-100 kHz 100-300 kHz
0,1 V 0,1+0,08 5+0,5 (5kHz)
1,0 V 0,08+0,08 0,15+0,08 0,3+0,1 0,8+0,15 7+0,15
10,0 V 0,08+0,08 0,1+0,08 0,3+0,1 0,8+0,15 4+0,15
100,0 V 0,08+0,08 0,1+0,08 0,3+0,1 0,8+0,15
600,0 V 0,08+0,08 0,1+0,08
Temperaturkoeffizient 10…21° C und 25…40° C; (% rdg. + % f.s.)
bei 20 Hz – 10 kHz: 0,01 + 0,008
bei 10 kHz – 100 kHz: 0,08 + 0,010
Crestfaktor: 7:1 (max. 5 x Messbereich)
Integrationszeit: 0,1 sec 1 to 60 sec
Messbereichende: 120,000 Digit 1.200,000 Digit
600 V range: 600,00 Digit 600,000 Digit
Auflösung: 1μV 100nV
Überlastschutz:
(V/Ω-HI gegen V/Ω-LO) und gegen Gehäuse:
Messbereiche: alle
andauernd 850 Vspitze oder 600 VDC
Max. Eingangsspannung
Masse gegen Gehäuse: 250 Veff bei max. 60 Hz oder 250 VDC
Strom
Messbereiche: 100 μA; 1 mA; 10 mA; 100 mA; 1 A
Integrationszeit: 0,1 sec 1 bis 60 sec
Messbereichende: 120,000 Digit 1.200,000 Digit
1 A Bereich: 100,000 Digit 1.000,000 Digit
Auflösung: 1nA 100pA
Genauigkeit: DC 45 Hz – 1 kHz 1 kHz – 5 kHz
(1 Jahr; 23 ± 2 ° C) 0,02 + 0,002 0,1 + 0,08 0,2 + 0,08
Temperaturkoeffizient /°C: 10...21° C 25...40° C
(%rdg. + %f.s.) 0,002+ 0,001 0,01+ 0,01
Bürde: ‹ 600mV bis 1,5 V
Einschwingzeit: 1,5 sec bis 0,1% vom Messwert
Crestfaktor: 7:1 (max 5 x Messbereich)
Eingangsschutz: Sicherung, FF 1 A 250 V
HM8112-3D/150507/ce · Änderung vorbehalten · © HAMEG Instruments GmbH · ® Registered Trademark · DQS-zertifiziert nach DIN EN ISO 9001:2000, Reg. Nr.: DE-071040 QM
HAMEG Instruments GmbH · Industriestr. 6 · D-63533 Mainhausen · Tel [phone] · Fax [phone] · www.hameg.com · [e-mail]
A Rohde & Schwarz Company

6Änderungen vorbehalten
Wichtige Hinweise
Symbole
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
Symbol 1: Achtung - Bedienungsanleitung beachten
Symbol 2: Vorsicht Hochspannung
Symbol 3: Erdanschluss
Symbol 4: Hinweis – unbedingt beachten
Symbol 5: Tipp! – Interessante Info zur Anwendung
Symbol 6: Stop! – Gefahr für das Gerät
Auspacken
Prüfen Sie beim Auspacken den Packungsinhalt auf Vollstän-
digkeit. Entspricht die Netzversorgung den auf dem Gerät
angegebenen Werten? 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
betrieben werden.
Aufstellen des Gerätes
Das Gerät kann in zwei verschiedenen Positionen aufgestellt
werden:
Die vorderen Gerätefüße werden wie in Bild 1 aufgeklappt. 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 einge-
klappten Gerätefüße in den Arretierungen des darunter lie-
genden 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.
Transport
Bewahren Sie bitte den Originalkarton für einen eventuell
späteren Transport auf. Transportschäden aufgrund einer
mangelhaften Verpackung sind von der Gewährleistung aus-
geschlossen.
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.
Sicherheitshinweise
Dieses Gerät ist gemäß VDE 0411 Teil 1, Sicherheitsbestimmun-
gen für elektrische Mess-, Steuer-, Regel- und Laborgeräte,
gebaut, 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 61010-1. Um diesen Zustand zu
erhalten und einen gefahrlosen Betrieb sicherzustellen, muss
der Anwender die Hinweise und Warnvermerke beachten, die in
dieser Bedienungsanleitung enthalten sind. Gehäuse, Chassis
und alle Messanschlüsse sind mit dem Netzschutzleiter verbun-
den. Das Gerät entspricht den Bestimmungen der Schutzklasse
I. Die berührbaren Metallteile sind gegen die Netzpole mit 2200V
Gleichspannung geprüft.
Das Gerät darf aus Sicherheitsgründen nur an vorschrifts-
mäßigen Schutzkontaktsteckdosen betrieben werden. Der
Netzstecker muss eingesteckt sein, bevor Signalstromkreise
angeschlossen werden.
Sind Zweifel an der Funktion oder Sicherheit der Netzsteck-
dosen aufgetreten, so sind die Steckdosen nach DIN VDE0100,
Teil 610, zu prüfen.
Das Auftrennen der Schutzkontaktverbindung
innerhalb oder außerhalb des Gerätes ist unzu-
lässig!
– Die Netzversorgung entspricht den auf dem Gerät angege-
benen Werten
– 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.
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
Wichtige Hinweise
Bild 3
Bild 2
Bild 1
STOP
STOP
TiPP
STOP
STOP

7
Änderungen vorbehalten
CAT II
Die folgenden Erläuterungen beziehen sich lediglich auf die
Benutzersicherheit. Andere Gesichtspunkte, wie z.B. die maxi-
mal zulässige Eingangsspannung, sind den technischen Daten
zu entnehmen und müssen ebenfalls beachtet werden. Es ist
auch möglich mit Hilfe geeigneter Wandler (z.B. Stromzan-
gen), welche mindestens die Anforderungen der Schutzklasse
der durchzuführenden Messung erfüllen, indirekt am Netz zu
messen. Bei der Messung muss die Messkategorie – für die der
Hersteller den Wandler spezifiziert hat – beachtet werden.
Messkategorien CAT
Die Messkategorien beziehen sich auf Transienten im Span-
nungsversorgungsnetz. Transienten sind kurze, sehr schnelle
und steile Spannungs- und Stromänderungen. Diese können
periodisch und nicht periodisch auftreten. Die Höhe möglicher
Transienten nimmt zu, je kürzer die Entfernung zur Quelle der
Niederspannungsinstallation ist.
CAT IV Messungen an der Quelle der Niederspannungsinstal-
lation (z.B. an Zählern).
CAT III Messungen in der Gebäudeinstallation (z.B. Verteiler,
Leistungsschalter, fest installierte Steckdosen, fest
installierte Motoren etc.).
CAT II Messungen an Stromkreisen, die elektrisch direkt mit
dem Niederspannungsnetz verbunden sind (z.B. Haus-
haltsgeräte, tragbare Werkzeuge etc.)
CAT I Elektronische Geräte und abgesicherte Stromkreise in
Geräten.
Bestimmungsgemäßer Betrieb
Betrieb in folgenden Bereichen: Industrie-, Wohn-, Geschäfts-
und Gewerbebereich sowie Kleinbetriebe. Die Geräte sind zum
Gebrauch in sauberen, trockenen Räumen bestimmt. Sie dürfen
nicht bei besonders großem Staub- bzw. Feuchtigkeitsgehalt
der Luft, bei Explosionsgefahr sowie bei aggressiver chemischer
Einwirkung betrieben werden.
Die zulässige Umgebungstemperatur während des Betriebes
reicht von +10 °C ... +40°C. Während der Lagerung oder des
Transportes darf die Temperatur zwischen –40°C und +70 °C
betragen. Hat sich während des Transportes oder der Lage-
rung Kondenswasser gebildet muss das Gerät ca. 2 Stunden
akklimatisiert und getrocknet werden. Danach ist der Betrieb
erlaubt.
Die Betriebslage ist beliebig. Eine ausreichende Luftzirkulation
(Konvektionskühlung) ist jedoch zu gewährleisten. Bei Dauer-
betrieb ist folglich eine horizontale oder schräge Betriebslage
(Aufstellbügel aufgeklappt) zu bevorzugen.
Nenndaten mit Toleranzangaben gelten nach einer Anwärmzeit
von 30 Minuten, bei einer Umgebungstemperatur von 23°C.
Werte ohne Toleranzangabe sind Richtwerte eines durch-
schnittlichen Gerätes.
Gewährleistung und Reparatur
HAMEG Geräte unterliegen einer strengen Qualitätskontrolle.
Jedes Gerät durchläuft vor dem Verlassen der Produktion einen
10-stündigen „Burn in-Test“. Im intermittierenden Betrieb wird
dabei fast jeder Frühausfall erkannt. Anschließend erfolgt ein
umfangreicher Funktions- und Qualitätstest, bei dem alle Be-
triebsarten 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 HAMEG-Produkt erworben wurde. Bei
Beanstandungen wenden Sie sich bitte an den Händler, bei dem
Sie das HAMEG-Produkt erworben haben.
Wichtige Hinweise
CAT IV CAT III CAT II
Hausanschluss
Zählertafel
fest installierte Maschinen
Verteilerschränke
Sammelschienen
Steckdosen nahe der
Verteiler
Steckdosen und
Verteilerdosen für
Handbohrmaschine,
PC oder Kühlschrank
Freileitungen

8Änderungen vorbehalten
Wichtige Hinweise
Nur für die Bundesrepublik Deutschland:
Um den Ablauf zu beschleunigen, können Kunden innerhalb der
Bundesrepublik Deutschland die Reparaturen auch direkt mit
HAMEG abwickeln. Auch nach Ablauf der Gewährleistungsfrist
steht Ihnen der HAMEG Kundenservice für Reparaturen zur
Verfügung.
Return Material Authorization (RMA):
Bevor Sie ein Gerät an uns zurücksenden, fordern Sie bitte in
jedem Fall per Internet: http://www.hameg.de oder Fax eine
RMA-Nummer an. Sollte Ihnen keine geeignete Verpackung
zur Verfügung stehen, so können Sie einen leeren Original-
karton über den HAMEG-Vertrieb (Tel: [phone],
E-Mail: [email protected]) bestellen.
Wartung
Das Gerät benötigt bei einer ordnungsgemäßen Verwendung
keine besondere Wartung. Sollte das Gerät durch den täglichen
Gebrauch verschmutzt sein, genügt die Reinigung mit einem
feuchten Tuch. Bei hartnäckigem Schmutz verwenden Sie ein
mildes Reinigungsmittel ( Wasser und 1% Entspannungsmittel).
Bei fettigem Schmutz kann Brennspiritus oder Waschbenzin
(Petro-leumäther) benutzt werden. Displays oder Sichtscheiben
dürfen nur mit einem feuchten Tuch gereinigt werden.
Verwenden Sie keinen Alkohol, Lösungs- oder
Scheuermittel. Keinesfalls darf die Reinigungs-
flüssigkeit in das Gerät gelangen. Die Anwendung
anderer Reinigungsmittel kann die Kunststoff- und
Lackoberflächen angreifen.
STOP
STOP
Umschalten der Netzspannung
Vor Inbetriebnahme des Gerätes prüfen Sie bitte, ob die ver-
fügbare Netzspannung (115V oder 230 V) dem auf dem Netz-
spannungswahlschalter des Gerätes angegebenen Wert
entspricht. Ist dies nicht der Fall, muss die Netzspannung
umgeschaltet werden. Der Netzspannungswahlschalter
befindet sich auf der Geräterückseite.
Gerätesicherung
Das Gerät hat zwei Netzsicherungen: T0,2 A
intern. Sollte einer dieser Sicherungen
ausfallen liegt ein Reparaturfall vor. Aus
Auswechseln der Sicherungen durch den
Kunden ist nicht vorgesehen.
Netzschalter
Normalerweise ist der Netzschalter auf der Geräterück-
seite eingeschaltet, sodass die hochwertige Referenz ständig
verfügbar ist. Mit der „Stand-by Taste“ auf der Vorderseite
des Gerätes werden nur das Bedienteil und die Anzeige aus-
geschaltet. Das eigentliche Messgerät bleibt – solange es mit
dem Stromversorgungsnetz verbunden ist – eingeschaltet. Dies
hat den Vorteil, dass das Gerät nach dem Einschalten aus der
Standby-Funktion sofort betriebsbereit ist. Auch die Referenz
wird geschont, da das Ein/Ausschalten entfällt. Soll das Gerät
komplett ausgeschaltet werden, muss der Netzschalter auf
der Rückseite des Gerätes betätigt werden.
Bleibt das Gerät für längere Zeit unbeaufsichtigt,
muss das Gerät aus Sicherheitsgründen am Netz-
schalter ausgeschaltet werden.

9
Änderungen vorbehalten
Bezeichnung der Bedienelemente
Bezeichnung der Bedienelemente
DISPLAY – 16-stelliges Display
POWER – Stand-By / EIN
HOLD DISPLAY – angezeigter Wert im Diplay speichern
ZERO – Nullabgleich der Messstrecke
RM/LOCAL-Taste –
Fernbedienung über Interface ausschalten
VDC – Gleichspannungs-Messung
ADC – Gleichstrom-Messung
VAC – Wechselspannungs-Messung mit AC-Kopplung
AAC – Wechselstrom-Messung
VAC+DC – Wechselspannungs-Messung mit DC-Kopplung
Ω– Widerstandsmessung, 2- und 4-Draht
FREQ./PERIOD – Frequenz und Periodendauer mit VAC
ϑPT - Temperaturmessung mit PT-Messfühler,
2- und 4-Draht
- Dioden- / Durchgangsprüfung
ϑTH – Temperaturmessung mit Thermoelement, 2-Draht
MAX – maximaler Messwert während einer Messreihe
MIN – minimaler Messwert während einer Messreihe
MENU – Auswahl Menüsystem, Übernahme von Menüpunkt
/ Parameter
ESC – Verlassen des Menüsystems ohne Werte zu überneh-
men
– Abwärts: Messbereichstaste und Scrollfunktion im
Menü
AUTO – Umschalten manuelle / automatische Messbe-
reichswahl
ENTER –Sonderfunktion: Auswahl der Parameter im Log-
ger-Menü
– Aufwärts: Messbereichstaste und Scrollfunktion im
Menü
V SENSE – Eingang für Spannungs-, Frequenz-, Wider-
stands-, Temperaturmessung
LO – Bezugsmasse für Messung
A SOURCE – Eingang für Strommessung
FUSE – Messkreissicherung 1 A / 250 V (superflink)
Geräterückseite
Kaltgeräteeinbaustecker mit Netzschalter
RS-232 Schnittstelle (Option: USB, IEEE-488)
Netzspannungswahlschalter (115 V bzw. 230 V)
VOLTAGE
SELECTOR
D-63533 Mainhausen
HM8112-3b
PRECISION MULTIMETER
Made in Germany
Instruments
230V
115V
115/230 V ±10% / 50-60 Hz
Watts (max.): 8
Fuse: IEC127 - III
115 V: 0.2 A / 230 V: 0.2 A
5 x 20 mm slow blow,
träge, temporisé, lento
Serien-Nummer
SCANNER
INTERFACE

10 Änderungen vorbehalten
Messgrundlagen
Messgrundlagen
Messen bedeutet:
Der reproduzierbare Vergleich einer unbekannten Größe mit
einer bekannten Bezugsgröße und die Darstellung als Vielfa-
ches der Einheit der Bezugsgröße.
Messbereichsanzeige
Es gibt unterschiedliche Arten die Anzeige eines Multimeters
zu beschreiben. Am einfachsten ist die Angabe der möglichen
Messpunkte. Der Anzeigeumfang eines Digitalmultimeters,
kurz DMM, gibt somit an wie viele Anzeigeschritte das DMM
darstellen kann. Die Definition des Anzeigebereiches lässt sich
am besten anhand von Beispielen erklären.
Zur Erklärung dienen ein 6-stelliges, ein 6½-stelliges und ein
6¾-stelliges DMM.
6-stelliges DMM 6½-stelliges DMM 6¾-stelliges DMM
Anzeigeumfang: 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0
bis bis bis
9 9 9 9 9 9 19 9 9 9 9 9 39 9 9 9 9 9
Messpunkte: 1.0 0 0.0 0 0 Digit 2.0 0 0.0 0 0 Digit 4.0 0 0.0 0 0 Digit
Die 6 gibt an wie viele Ziffern im Display immer angezeigt wer-
den. Der Bruch ½ bzw. ¾ gibt an, bei welcher Ziffer an der
ersten Stelle des Displays eine Umschaltung in den nächsten
Messbereich erfolgt (Dekadenwechsel). Diese Umschaltung
in den nächst größeren Messbereich ist mit der Einbuße einer
Stelle in der Anzeige verbunden. Die Auflösung reduziert sich
somit um eine Stelle.
Nachfolgend ein Beispiel zur Umschaltung der Stellenzahl in der
Anzeige wenn in den nächsten Messbereich gewechselt wird.
Messwert 1: 1 0 V 1 0 V 1 0 V
Anzeige 1: 1 0,0 0 0 1 0,0 0 0 0 0 1 0,0 0 0 0 0
Messwert 2: 2 0 V 2 0 V 2 0 V
Anzeige 2: 2 0,0 0 0 2 0,0 0 0 0 2 0,0 0 0 0 0
Dekadenwechsel
Messwert 3: 3 9,9 9 9 9 9 V 3 9,9 9 9 9 9 V 3 9,9 9 9 9 9 V
Anzeige 3: 3 9,9 9 9 3 9,9 9 9 9 3 9,9 9 9 9 9
Messwert 4: 4 0 V 4 0V 4 0 V
Anzeige 4: 4 0,0 0 0 4 0,0 0 0 0 4 0,0 0 0 0
Dekadenwechsel
Overranging (Messbereichsüberschreitung)
Im vorherigen Beispiel hat unser 6½-stelliges DMM einen An-
zeigeumfang von 2.000.000 Digit. Der Dekadensprung erfolgte
an der ersten Stelle im Display beim Übergang von der Ziffer
1 zur Ziffer 2. Ein anderes 6½-stelliges DMM hat einen Anzei-
geumfang von 1.250.001 Digit. Hier erfolgt der Dekadensprung
ebenfalls an der ersten Stelle im Display, aber beim Übergang
der dritten Stelle im Display von der Ziffer 5 zur Ziffer 6.
6½-stelliges DMM1 6½-stelliges DMM2
Anzeigeumfang: 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0
bis bis
19 9 9 9 9 9 12 5 0 0 0 0
Messpunkte: 2.0 0 0.0 0 0 Digit 1.2 5 0 0 0 1 Digit
Messwert 1: 1 0 V 1 0 V
Anzeige 1: 10,0 0 0 0 0 1 0,0 0 0 0 0
Messwert 2: 1 2,5 0 0 0 0 V 1 2,5 0 0 0 0 V
Anzeige 2: 1 2,5 0 0 0 0 12,5 0 0 0 0
Messwert 3: 1 2,6 0 0 0 0 V 12,6 0 0 0 0 V
Anzeige 3: 1 2,6 0 0 0 0 12,6 0 0 0
Dekadenwechsel
Das DMM1 mit 2.000.000 Digit kann bis 1 999 999 anzeigen,
das DMM2 mit 1.250.001 Digit kann jedoch nur Werte bis
1250 000 anzeigen. Das DMM1 wird mit einem Overrange von
100% angegeben. Dagegen hat das DMM2 ein Overrange von
25%. Würde bei DMM2 die Anzahl der Messpunkte 1.400.000
Digit betragen, hätte das Gerät einen Overange von 40%.
Der Messbereich eines DMM ergibt sich aus dem
Messbereichsendwert minus Overrange.
Beispiel: 6½-stelliges DMM mit 1.2 5 0.0 0 1 Digit
Messbereichsendwert: 12,50000 V
– Overrange: 2,50000 V
Messbereich: 10,00000 V
Messbereichsauflösung
Die Auflösung eines digitalen Messgerätes entspricht dem Wert
der letzten Stelle der Anzeige. Der digital erfasste Messwert
wird somit quantisiert dargestellt. Im Gegensatz dazu ist die
Auflösung eines analogen Messgerätes durch den kleinsten
vom Betrachter erkennbaren Ausschlag vorgegeben. Bei der
analogen Messung wird zu jedem Messwert eindeutig eine
Messwertanzeige zugeordnet.
Die Auflösung eines DMM ergibt sich aus der Anzahl
der Digit. Dazu wird der Kehrwert der Digit ohne
Messbereichsüberschreitung gebildet.
Beispiel: 6½-stelliges DMM mit 1.2 0 0.0 0 0 Digit
Der Overrangebereich beträgt 200.000 Digit, somit
ergibt sich für die Auflösung:
1
= 0,000001
1.200.000 – 200.000
dies entspricht 0,0001% vom Messbereich
Ein DMM hat im 100 V-Bereich eine Auflösung von 0,1 V. Wird
nun eine Spannung von 100,05 V gemessen, kann das DMM
unter Vernachlässigung der restlichen möglichen Mess-
abweichungen, entweder 100,0 V oder 100,1 V anzeigen.
Bedingt durch die Auflösung kann das DMM niemals genauer
als mit einer Abweichung von 0,1% messen.
Messgenauigkeit
Die Messgenauigkeit eines digitalen Messgerätes wird von
vorneherein durch die Auflösung des Messgerätes begrenzt.
Die theoretisch maximale Genauigkeit der Messung und auch
die letzte sinnvolle Stelle der Anzeige ist bestimmt durch den
kleinsten Quantisierungsschritt (LSB = lowest significant Bit)
des analog/digital-Wandlers (A/D-Wandler).
Die Messgenauigkeit eines digitalen Multimeters wird durch
folgende Faktoren beeinflusst:
– Bauteiltoleranzen und Temperaturabhängigkeit der Bauteile
und Verstärker
– Stabilität der Referenzspannung des DMM
– Eigenschaften des A/D-Wandlers
Offsetfehler des A/D-Wandlers
Der Eingangsverstärker des DMM ist nicht richtig abgeglichen
und besitzt einen Offset. Dieser Offset führt bei der A/D-Wand-
lung zum Offsetfehler (Abb. 1).
STOP
TiPP
STOP
TiPP

11
Änderungen vorbehalten
Messgrundlagen
Steigungsfehler (Verstärkungsfehler)
des A/D-Wandlers
Der Eingangsverstärker ändert mit der Temperatur sein Ver-
stärkungsverhalten oder der Verstärkungsabgleich wurde
nicht gewissenhaft durchgeführt. Somit weicht die Steigung
der Funktion vom idealen Wert ab (Abb. 2).
Differentielle Nichtlinearität des A/D-Wandlers
Die Quantisierungsschritte eines A/D-Wandlers sind nicht alle
gleich groß und weichen von dem idealen theoretischen Wert
ab. Die differentielle Nichtlinearität gibt an, um wie viel sich
jeder wirkliche (IST) Spannungsintervall, bei der Umsetzung der
analogen Spannung Ue, von dem idealen Spannungs-intervall
(SOLL) ΔUe unterscheidet (Abb. 3).
Differentieller Linearitätsfehler = k x ΔUe;
k= Faktor beschreibt Verhältnis ΔUe (IST) zu ΔUe (SOLL)
Linearitätsfehler (Integrale Nichtlinearität) des
A/D-Wandlers
Aufgrund der einzelnen differentiellen Linearitätsfehler und
deren Summierung ergibt sich ein maximaler Fehler zwischen
der idealen Umsetzungsfunktion und der wirklichen Um-set-
zungsfunktion. Der Linearitätsfehler gibt den größten Wert des
Abstandes zwischen den beiden Funktionen an (Abb. 4).
Wandelverfahren
Nachfolgend werden das Single Slope, Dual Slope und das Multi
Slope Verfahren beschrieben. Diese Sägezahn A/D-Umsetzer
beruhen auf einem gemeinsamen Prinzip. Die Umsetzung der
Eingangsspannung in eine dazu proportionale Zeit.
U
e
0001
0010
0011
0100
0101
Z
(Ue)
0110
e
Ue
Ideale Funktion
des A/D-Wandlers
Funktion des A/D-Wandlers
durch Offsetfehler verschoben
U
e
0001
0010
0011
0100
0101
Z
(Ue)
0110
e
Ideale Funktion
des A/D-Wandlers
Funktion des A/D-Wandlers
durch Verstärkungsfehler
in der Steigung beeinflusst
Abb. 2: A/D-Wandler Verstärkungsfehler
Abb. 1: A/D-Wandler Offsetfehler
U
e
0001
0010
0011
0100
0101
Z
(Ue)
0110
e
Ue
Ideale Funktion
des A/D-Wandlers
(linear)
IST von
Intervall U
e
bei 0110
SOLL von Intervall U
e
bei 0110
Nichtlinearität
des A/D-Wandlers
Abb. 3: A/D-Wandler differentielle Nichtlinearität
U
e
0001
0010
0011
0100
0101
Z
(Ue)
0110
e
Ue
Ideale Funktion
des A/D-Wandlers
(linear)
Nichtlinearität
des A/D-Wandlers
Max. Abweichung der nichtlinearen
Steigungskurve des A/D-Wandlers
von der idealen linearen Funktion
Abb. 4: A/D-Wandler integrale Nichtlinearität

12 Änderungen vorbehalten
Single-Slope (Ein-Rampen-Verfahren)
Das einfachste Verfahren ist das Single Slope Verfahren. Dabei
wird die Referenzspannung Uref integriert. Es ergibt sich eine
vom negativen ins positive ansteigende Rampenspannung Ur.
Mit zwei Komparatoren wird nun das Eingangssignal Uemit 0V
und mit Urverglichen. Beginnt die Rampenspannung Urbei t1
mit 0V, wird ein Zähler gestartet. Erfüllt die Rampenspannung
die Bedingung Ur(t2) = Ue, wird der Zähler wieder gestoppt.
Die Anzahl der gezählten Impulse ist proportional zu der ge-
messenen Eingangsspannung Ue. Ein großer Nachteil ist die
Genauigkeit dieses Verfahrens. Es ist direkt von R und C des
Integrators abhängig.
Dual-Slope (Zwei-Rampen-Verfahren)
Beim Dual-Slope-Verfahren gibt es keine direkte Abhängigkeit
vom RC-Glied des Integrators. Zu Beginn der Messung startet
ein Zähler beim Zeitpunkt t1. Für die konstante Zeitspanne Δt1
wird die Eingangsspannung Uemit dem Integrator aufintegriert.
Hat der Zähler seinen Maximalwert erreicht, ist die Zeitspanne
Δt1vorbei und die Eingangsspannung Uewird vom Integrator
getrennt. Die Referenzspannung Uref wird nun mit entgegen-
gesetzter Polarität an den Integrator geschaltet. Der Zähler
beginnt beim Zeitpunkt t2erneut zu zählen. Die Rampenspan-
nung Urändert ihre Steigung und strebt Richtung Null-Linie.
Der Zähler erfasst jetzt die Zeit bis zum Nulldurchgang der
Rampenspannung Ur. Beim Zeitpunkt t3beträgt die Rampen-
spannung Ur= 0V und der Zähler stoppt. Die Größe der Zeit
Δt2= t3 - t2 ist direkt proportional zur Eingangsspannung. Wird
eine große Eingangsspannung an den Integrator angelegt, wird
nach Ablauf der Integrationszeit Δt1eine höhere Rampenspan-
nung Ur1 erreicht als beim Anlegen einer kleinen Eingangsspan-
nung. Eine kleine Eingangsspannung ergibt eine Rampe mit
kleinerer Steigung und geringerer Rampenspannung (siehe Ur2).
Weil die zum Zeitpunkt t2an den Integrator angeschlossene Refe-
renzspannung Uref konstant ist, dauert es unterschiedlich lange,
bis die Kapazität des Integrators entladen ist. Es dauert länger,
die höhere Rampenspannung Ur1 zu entladen als die kleinere
Rampenspannung Ur2. Aus dieser unterschiedlichen Entladezeit
Δt2= t3 – t2und der konstanten Referenzspannung lässt sich
die zu messende Eingangsspannung Uebestimmen.
Vorteile:
Die Genauigkeit der Messung ist jetzt nicht mehr von der
Genauigkeit des RC-Gliedes des Integrators abhängig. Nur
während der Zeitspanne Δt1+ Δt2müssen die Werte von R und
C konstant sein. Ändern sich die Werte von R und C langfristig,
ändert sich auch die Steigung der Rampenspannung.
Wird die Steigung der Rampe beim Aufintegrieren der Ein-
gangsspannung größer, ergibt sich zum Zeitpunkt t2ein höherer
Spannungswert für Ur. Die größere Steigung wirkt aber auch
beim Integrieren der Referenzspannung, so dass die Kapazität
des Integrators schneller entladen wird.
Der Nulldurchgang wird trotz der höheren Spannung Ur(t2)
schneller erreicht. Die abfallende Rampe schneidet die Nulllinie
wieder bei t3.
Abb. 7: Dual-Slope: Drift von RC-Konstante
Da nicht der Momentanwert der Messung, sondern der Mit-
telwert über die Zeit Δt1für das Messergebnis relevant ist,
werden Wechselspannungen hoher Frequenz gedämpft. Besitzt
die Wechselspannung eine Frequenz mit ganzzahligem Vielfa-
chen von 1/Δt1, wird diese vollständig unterdrückt. Wird Δt1
gleich der Periodendauer oder einem ganzzahligen Vielfachen
der Netzfrequenz gewählt, werden Netzbrummspan-nungen
unterdrückt.
Multi-Slope (Mehr-Rampen-Verfahren)
Das Multi-Slope-Verfahren baut auf dem Dual-Slope-Verfahren
auf. Es wird aus mehreren Messungen nach dem Dual-Slope-
Verfahren rechnerisch der Mittelwert gebildet. Dieser errech-
nete Wert wird dann angezeigt. Die Anzahl der einzelnen Werte
zur Mittelwertbildung ist entscheidend, wie stark Störungen
unterdrückt werden. Da kontinuierlich über die Eingangsspan-
nung aufintegriert und anschließend die Referenzspannung
abintegriert wird, sind drei weitere Schritte notwendig. Die
U
r
t
0 V
U
e
= U
ref
U
Δt
t
1
t
2
Abb. 5: Single-Slope
U
r1
Ur2
t
0 V
U
r
Δt
1
= const. Δt
2
t
1
t
2
t
3
t
3
Ur1*
U
r1
t
0 V
U
r
Δt
1
= const. Δt
2
t
1
t
2
t
3
t
3
Abb. 6: Dual-Slope Prinzip
Messgrundlagen

13
Änderungen vorbehalten
U
r1
U
r1
t
0 V
U
r
Δt
1
= const.
Phase 1 Phase 2 Phase 3 45Phase 1
Δt
1
= const.
Δt
1
= const.
Δt
2
Δt
3
Δt
4
t
1
t
1
t
2
t
4
t
5/0
t
0
t
3
Auto-Zero ∫ Uedt ∫ Urefdt Auto-Zero
einzelnen Schritte zur Wandlung eines einzelnen Messwertes
werden nachfolgend beschrieben. Zur Mittelwertbildung ist eine
Anzahl mehrerer Messwerte erforderlich.
Phase 1: Auto-Zero - konstante Zeitspanne Δt1
Die Dauer des Auto-Zero ist im allgemeinen genau so lange
wie die Integrationszeit der zu messenden Spannung Ue. Damit
wird sichergestellt, dass alle zu erwartenden Fehler erfasst
werden. Die durch Offsetspannungen der Komparatoren und
des Integrators erzeugten Fehler werden durch einen gezielten
Offset (meist separat geladenes C) kompensiert.
Phase 2: Integration der zu messenden Spannung Ue
konstante Zeitspanne Δt1
Phase 3: Integration der Referenzspannung Uref
Δt2ist abhängig von der Höhe der Rampenspannung Urzum
Zeitpunkt t2. Die Dauer dieser Zeitspanne muss sehr genau ge-
messen werden, da daraus die gemessene Eingangsspannung
Uebestimmt wird.
Phase 4: Überschwingen Δt3
Aufgrund von Verzögerungen im Integrator und in der An-
steuerung (z.B. μController) kommt es zum Überschwingen.
Die Kapazität C des Integrators lädt sich entgegengesetzt auf.
Diese Ladung wird in Phase 5 beseitigt.
Phase 5: Integrator Output Zero Δt4
Die durch das Überschwingen des Integrators entstandene
Ladung im C wird entladen.
Genauigkeitsangaben
Die Genauigkeitsangaben bei Multimetern bestehen aus ver-
schiedenen Größen.
Die Messabweichung wird angegeben als:
± ( xx % vom angezeigten Messwert + xx % vom Messbereich)
bei einer Temperatur xx°C ± xx% ; über einen Zeitraum von
(xx Stunden, xx Tage, xx Jahren)
Beispiel: Messbereich 10 V;
± (0,004% rdg + 0,001% f.s.) über 24h bei 23 ±1 °C
Der Temperaturkoeffizient (TK) gibt die Abweichung pro °C
über einen definierten Temperaturbereich an.
Beispiel: Messbereich 10V;
± (0,001% rdg /°C) im Temperaturbereich (10 ... 21°C).
Die Langzeitstabilität (long term stability) gibt die nicht rever-
sible Abweichung (Drift) des Gerätes über einen bestimmten
Zeitraum an. Als gebräuchliche Intervalle werden verwendet:
30 Tage, 90 Tage, 6 Monate, 1 Jahr, 2 Jahre.
Beispiel: Langzeitstabilität besser als 3 μV über 90 Tage bei
23 ±2°C
Die Kurzzeitstabilität (short term stability) zeigt an in wieweit
ein Messgerät für vergleichende Messungen mit anderen
Messgeräten geeignet ist. Dies gilt für einen kurzen Zeitraum
in einem eingeengten Temperaturbereich.
Beispiel: Kurzzeitstabilität besser als 0,02 μV innerhalb 24
Std. bei 23 ±1°C
Gesucht: Die mögliche Gesamtabweichung bei
16°C Umgebungstemperatur im Messbereich 10 V,
innerhalb einer Zeit von 14 Std. Der angezeigte
Messwert beträgt 6,000000 V ?
Berechnung:
± (0,004% von 6,0 V + 0,001% von 10 V)
über 24 h bei 23 ±1°C ergibt 0,00034 V
± (0,001% von 6,0 V / °C) x ΔT im
Temperaturbereich (10 ... 21°C)
mit ΔT = (23-1°C) – 16 °C = 6°C ergibt 0,00036 V
Die mögliche Gesamtabweichung
errechnet sich aus der Summe und beträgt 0,00070 V
Abb. 8: Multi-Slope
Messgrundlagen
STOP
TiPP

14 Änderungen vorbehalten
Gleichspannungssmessung
Gleichspannungsmessung
Eingangswiderstand bei Gleichspannung
Um die hohe Linearität des Messverfahrens auszunutzen, ist
der Eingangswiderstand für Spannungsmessungen bis 1V sehr
hochohmig gewählt (>1GΩ). In diesem Bereich erlaubt das
Gerät noch genaue Messungen mit maximal 1 ppm Lastfehler
an Messobjekten mit 1kΩInnenwiderstand.
Im 10 V-, 100 V- und 1.000 V-Bereich verursachen
beispielsweise 100 Ohm Innenwiderstand des
Messobjektes bei 100.000 Auflösung schon den
entsprechenden Fehler von einem Ziffernschritt.
Die Werte des Eingangswiderstandes in den einzelnen Mess-
bereichen und der max. Anzeigeumfang sind in der folgenden
Tabelle angegeben, max. Anzeigeumfang bei 1 sec oder 10 sec
Integrationszeit:
maximaler
Anzeige- Eingangs maximale
Bereich umfang widerstand Auflösung
100 mV 1 200 000 1 GΩ100 nV
1 V 1 200 000 1 GΩ1 μV
10 V 1 200 000 10 MΩ10 μV
100 V 1 200 000 10 MΩ100 μV
600 V 1600 000 10 MΩ1 mV
Den Einfluss des Quellenwiderstandes veranschaulicht die
folgende Abbildung.
Der Fehler in % für eine Messung ergibt sich dann wie folgt:
Beispiel:
Ri ≥1GΩ; Rq = 10kΩ, Messfehler = 0,001% (10 ppm)
Der in der Messtechnik oft verwendete Fehler in
ppm (parts per million) ergibt sich aus Fehler (%) x
10 000.
Serientaktunterdrückung
Einer der Hauptvorteile eines integrierenden Messverfahrens
liegt in der hohen Unterdrückung von Serien-Wechselspan-
nungsanteilen (z.B. Netzeinstreuungen), die der eigentlichen
Signalspannung überlagert sind. Für Frequenzen, bei denen die
Messzeit ein ganzzahliges Vielfaches der Periodendauer bildet,
ergibt sich theoretisch eine unendlich hohe Störunterdrückung.
Wegen des vollintegrierenden Messverfahrens heben sich so
die positiven und negativen Halbwellen des Netzbrummens
auf. Die Netzeinstreuungen können somit fast vollständig un-
terdrückt werden. Das Multifunktionsmeter HM8112-3 erreicht
eine Serientaktunterdrückung von >100 dB bei Netzfrequenzen
von 50/60Hz ± 5%.
Gleichtaktunterdrückung
Als Gleichtaktunterdrückung bezeichnet man die Fähigkeit ei-
nes Messgerätes, nur das gewünschte Differenzsignal zwischen
„HI“- und „LO“- Eingang anzuzeigen, eine für beide Klemmen
gleiche Spannung gegen Erde dagegen möglichst zu unterdrük-
ken. In einem idealen System würde kein Fehler entstehen. In
der Praxis wandeln Streukapazitäten, Isolationswiderstände
und ohmsche Unsymmetrien einen Teil der Gleichtaktspannung
in eine Serienspannung um.
Thermospannungen
Eine der häufigsten Fehlerursachen bei Gleichspannungsmes-
sungen im Kleinsignalbereich sind die thermoelektrisch hervor-
gerufenen Spannungen. Sie entstehen an Kontaktübergangs-
stellen von unterschiedlichen Metallen, die sich auf gleichem
oder verschiedenem Temperaturniveau befinden.
Die Skizze veranschaulicht die möglichen Thermospannungs-
quellen in einem Messkreis, die an einer externen Verbin-
dungsstelle (Kontakt 1/2), aber auch in den Buchsen des
Messgerätes vorhanden sein können.
Deshalb ist immer darauf zu achten, die Verbindungen stets mit
gleichem Material auszuführen oder zumindest Materialien zu
verwenden, die, wenn sie miteinander verbunden werden, nur
sehr kleine Thermospannungen erzeugen.
Die untenstehende Tabelle zeigt die unterschiedlichen Ther-
mospannungen für diverse Materialkombinationen.
Kontaktmaterialien ca. Thermospannung
Cu - Cu <0,3μV/°C
Cu - Ag (Silber) 0,4μV/°C
Cu - Au (Gold) 0,4 μV/°C
Cu - Sn (Zinn) 2-4μV/°C; je nach Zusammensetzung
Besteht beispielsweise Material 1 aus einer Silber-
zuleitung und Material 2 aus einem Kupferkabel, so
ergibt sich bei einem Temperaturunterschied von
nur 1°C zwischen den Kontakten 1 und 2 bereits
eine Thermospannung von 400 nV. Dies würde im
kleinsten Spannungsbereich bei einer 7½-stelliger
Auflösung (10nV Empfindlichkeit) einen Fehler von
±40 Digit ergeben. Bei 6½-stelliger Auflösung einen
Fehler von ±4 Digit. Beim HM8112-3 mit 6½-stelli-
ger Auflösung läge der Einfluss der Thermospan-
nung im letzten Digit.
STOP
TiPP
Ri= Eingangswiderstand des
Multimeters (10 MΩoder >1 GΩ)
Rq= Quellenwiderstand des Messobjektes
U0= Spannung des Messobjektes
100 x Rq
Fehler (%) = ——————
R
q+ Ri
STOP
TiPP
Kontakt 1
bei T1
Kontakt 2
bei T2
Kontakt 3
(HI-Buchse)
Kontakt 4
(LO-Buchse)
Material 1
Material 2
Material 2
Material 1
DMM
Um
V
Uo
STOP
TiPP

15
Änderungen vorbehalten
Widerstandsmessung
Störeinflüsse durch induktive Einstreuungen
Befinden sich die Messleitungen in der Nähe von sich zeitlich
ändernden Magnetfeldern, so wird in den Leitungen eine Stör-
spannung induziert, die in Serie zur Messspannung liegt. So ein
Störer kann beispielsweise die benachbarte Starkstromleitung
oder ein Transformator sein.
Durch Verwendung von verdrillten Messleitungen kann die in-
duktive Einstreuung im Bereich eines Magnetfeldes sehr stark
vermindert werden. Leitungen sollen nicht lose herumhängen
und sich während der Messung nicht bewegen, da es auch
hierdurch zu Fehlspannungen kommen kann.
Eine weitere Maßnahme zur Verminderung der Störungen
ist die Vergrößerung des Abstandes zum Störfeld oder eine
mögliche Abschirmung.
Widerstandsmessung
Die Widerstandsmessung beim Multimeter HM8112-3 wird als
spannungsrichtige Schaltung mit der Gleichstrom-Methode in
2- oder 4-Draht-Anordnung durchgeführt. Es fließt ein einge-
prägter Strom durch den Prüfling R und der Spannungsabfall
an R wird gemessen.
Zweidraht-Widerstandsmessung
Es fließt ein eingeprägter Strom durch den Prüfling R und die
Messleitungen RL. Es wird der Spannungsabfall an R gemes-
sen. Es entseht aber auch ein kleiner Spannungsabfall an den
Messleitungen RL. Deswegen ist vor allem bei der Messung
kleiner Widerstände (<1kΩ) darauf zu achten, dass eine
sorgfältige Kompensation der Messkabelwiderstände und der
Thermospannungen mit Hilfe der Offsetkorrektureinrichtung
durchgeführt wird.
Hierzu werden die beiden Messkabel mit ihren Prüfklemmen
auf einer Seite des Prüflings angeschlossen, was einem Kurz-
schluss entspricht, und eine Offsetkorrektur durch die Taste
ZERO ausgelöst.
Die Fehlerquellen, wie Zuleitungswiderstand, Übergangswider-
stand und Thermospannungen an den Übergängen verschie-
dener Metalle werden somit eliminiert.
Wird eine Offsetkorrektur nicht durchgeführt, erhält man einen
Messwert für Rm, der sich aus der Summe aller im Messpfad
befindlichen Widerstände zusammensetzt und um den Zulei-
tungswiderstand zu hoch ist.
Die in der Praxis oft verwendeten Kabel mit 1m Länge besitzen
einen Widerstand von ca. 10–20 mΩ. Bei einem zu messen-
den Widerstand von 100Ωergibt dies bereits einen Fehler von
0.04%. Bei niedrigen Widerstandswerten, insbeson-dere im
100 Ω-Bereich, macht sich der Zuleitungswiderstand also recht
stark bemerkbar. Für diese Bereiche ist daher eine Vierdraht-
Messung zu empfehlen
Vierdraht-Widerstandsmessung
Damit die durch Zuleitungswiderstände vorhandenen Mess-
probleme nicht auftreten, verwendet man für die Messung
kleiner Widerstände die Vierdraht-Anordnung. Bei der 4-Draht-
Widerstandsmessung fließt auch ein eingeprägter Strom durch
den Widerstand R. Um den Einfluss der Mess-leitungen zu
eliminieren wird der Spannungsabfall an R mit zwei weiteren
Leitungen direkt gemessen. Der gemessene Spannungsabfall
ist zum Widerstandswert R proportional.
Die „äußeren“ Anschlüsse der Vierdraht-Widerstandsmessung
prägen über die Kabel mit den Leitungswiderständen RLden
Messstrom in den zu messenden Widerstand R ein SOURCE .
Die „inneren“ Messleitungen mit den Zuleitungswiderständen RL1
sind mit dem V-SENSE-EINGANG des Messgerätes verbunden,
der eine hochohmige Eingangsstufe besitzt, so dass es zu einem
vernachlässigbaren Spannungsabfall an RL1 kommt SENSE .
Sowohl in der 2-Draht- als auch in der 4-Draht-
Widerstands-Messung sollten bei großen Wider-
ständen (ab 100kΩ) abgeschirmte Messleitungen
verwendet werden, wobei die Abschirmung mit
Erde verbunden sein muss, um störende Einstreu-
ungen durch Fremdspannungen (Netzbrummen) zu
verhindern.
Auch sollten die Kabel einen sehr hohen Isolati-
onswiderstand besitzen (z.B. Teflonisolierung), da
sonst mit Leckstromproblemen zu rechnen ist, die
aus der Parallelschaltung von R und dem Kabeliso-
lationswiderstand herrühren.
Weiterhin von Vorteil ist auch eine Integrationszeit
von größer 1 sec, da hier die störenden Einstreu-
ungen durch die längere Integration des Messsi-
gnals unterdrückt werden.
Verlustleistung an den Widerständen
Eine bei der Messung von Widerstandssensoren (z.B. Tempe-
ratur-Sensoren) immer wieder übersehene Fehlerquelle ist
die Verlustleistung in den zu messenden Widerständen und die
damit verbundene Eigenerwärmung.
Dadurch kann vor allem bei Sensoren mit hohem Temperatur-
koeffizienten das Messergebnis stark verfälscht werden. Eine
Reduzierung dieser Störgröße erreicht man durch entsprechen-
DMM
I
m
VU
m
R
L
R
R
L
Rm= R + RL+ RL
DMM
Im
VUm
RL
R
RL
RL1
RL1
STOP
STOP
STOP

16 Änderungen vorbehalten
Wechselspannungsmessung
Periode T vorkommen. Der Mittelwert eines Signals entspricht
dem Gleichanteil.
Ist der Mittelwert = 0 , liegt ein reines Wechselsignal vor.
Für Gleichgrößen ist der Mittelwert = Augenblickswert .
Für Mischsignale entspricht der Mittelwert dem Gleichanteil
Gleichrichtwert
Der Gleichrichtwert ist das arithmetische Mittel der Beträge der
Augenblickswerte. Die Beträge der Augenblickswerte ergeben
sich durch Gleichrichtung des Signals. Der Gleichrichtwert wird
berechnet durch das Integral über eine Periode von Beträgen
der Spannungs- oder Stromwerte.
Bei einer sinusförmigen Wechselspannung u(t) = û sin ωt ist
der Gleichrichtwert das 2/π-fache (0,637fache) des Scheitel-
wertes.
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) definiert. Der Effektivwert eines Wechselsi-
gnals 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 genauso
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 (0,707fache)
des Scheitelwertes.
STOP
TiPP
û
t0
tIuI
de Bereichsvorwahl. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick
zur Verlustleistung bei Vollaussteuerung in den jeweiligen
Widerstandsbereichen.
Bereich Messstrom Verlustleistung bei max.Anzeige
100 Ω1 mA 100 μW
1 kΩ1 mA 1 mW
10 kΩ100 μA 100 μW
100 kΩ10 μA 10 μW
1 MΩ1 μA 1 μW
10 MΩ100 mA 100 mW
Wechselspannungsmessung
Das Multimeter HM8112-3 misst eine Wechselspannung als
Echteffektivwert mit oder ohne Gleichanteil. Eine für Wech-
selspannungsmessungen zu empfehlende Messanordnung
besteht aus einem Zwei-Leiter-Kabel mit Abschirmung. Die
Abschirmung sollte mit Erde verbunden sein. Etwas weniger
Abschirmung erreicht man bei Verwendung eines einfachen
Koaxialkabels.
Im 100 V und 600-V-Bereich ist bei höheren Frequenzen
(100 V-Bereich über 100 kHz, 600-V-Bereich über 10 kHz) zu
beachten, dass die angelegte Wechselspannung nicht das
Spannungs-Frequenz-Produkt (Volt-Herz-Produkt) 10.000.000
VHz übersteigt.
Das Spannungs-Frequenz-Produkt gibt an wie groß
die maximale Frequenz einer angelegten Wechsel-
spannung sein darf. Die Wechselspannung wird als
Effektivwert angegeben. Für die Bezeichnung Span-
nungs-Frequenz-Produkt werden oftmals auch die
Namen Effektivwertprodukt oder Volt-Hertz-Pro-
dukt verwendet. Das Spannungs-Frequenz-Produkt
wird bestimmt durch die Eingangsimpedanz des
Messgerätes und die Anstiegsgeschwindigkeit
(slew rate) des Eingangsverstärkers. Wird die slew
rate des Eingangsverstärkers überschritten, wird
das Ausgangssignal des Verstärkers verzerrt und
das Messergebnis ist verfälscht. Die zum Eingangs-
widerstand parallel liegende Eingangskapazität
bildet einen Tiefpass und belastet bei höheren
Frequenzen das Eingangssignal, was ebenfalls das
Messergebnis beeinflusst.
Wechselspannungsmessung Grundlagen
Verwendete Abkürzungen und Zeichen
U(t) Spannung Momentanwert
U²(t) Spannung quadratischer Mittelwert
IUI Spannung Gleichrichtwert
Ueff Spannung Effektivwert
û Spannung Spitzenwert
Ieff Strom Effektivwert
î Strom Spitzenwert
Arithmetischer Mittelwert
Der arithmetische Mittelwert eines periodischen Signals ist
der gemittelte Wert aller Funktionswerte, die innerhalb einer
_
1T
x(t) = — ∫x(t)| · dt
T
0
I_
1T
IxI(t) = — ∫ Ix(t)I· dt
T
0
I_
1T2
IuI= — ∫ Iû sinωtIdt = — û = 0,637û
T
0π
_
1T
x(t)2= — ∫x(t)2| · dt
T
0
1T
xeff = — ∫ x(t)2| · dt
T
0
1Tû
U = —
∫ (û sinωt)2dt = — = 0,707û
T
02

17
Änderungen vorbehalten
STOP
Temperaturmessung
Formfaktor
Wird der vom Messgerät ermittelte Gleichrichtwert mit dem
Formfaktor des Messsignals multipliziert, ergibt sich der Ef-
fektivwert des Signals. Der Formfaktor eines Signals ermittelt
sich nach folgender Formel:
Bei reinen sinusförmigen Wechselgrößen beträgt
der Formfaktor π / 2
 2 = 1,11
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
Wird bei einem Messgerät der maximal zulässige
Crestfaktor überschritten, sind die ermittelten
Messwerte ungenau, da das Messgerät übersteuert
wird.
0t
u (t)
2
u(t)
U
eff
STOP
TiPP
STOP
TiPP
Uo= Quellenspannung Rq= Quellenwiderstand
UB= Bürdenspannung R = Shunt-Widerstand im Multimeter
RL= Leitungswiderstand
Der Fehler in % für eine Messung ergibt sich dann wie folgt:
100 x UB
Fehler (%) = —————–
U0
Temperaturmessung
Im internationalen Einheitensystem (SI) wurde als Basiseinheit
für die Temperaturmessung das Kelvin (K) vereinbart. Grad
Celsius (°C) ist eine gesetzliche, von den SI-Einheiten abgelei-
tete Einheit und international gebräuchlich. Im angloamerika-
nischen Raum werden Temperaturen auch in Grad Fahrenheit
(°F) angegeben.
Absolute Temperaturangaben erfolgen meist in
Grad Celsius (°C). Relative Temperaturangaben
oder Temperaturdifferenzen werden in Kelvin (K)
angegeben.
Kelvin (K) Celsius (°C) Fahrenheit (°F)
0 K -273,15 °C 459,67 °F
255,38 K -17,77 °C 0 °F
273,15 K 0 °C 32 °F
373,15 K 100 °C 212 °F
DMM
R
q
V
U
0
R
R
L
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 Mess-be-
reichende. Wird nur ein Teil des Messbereiches genutzt
(z.B. 230V im 500 V-Bereich), darf der Crestfaktor größer
sein. (siehe Abbildung Formfaktoren).
Gleich- und Wechselstrom
Die Strommessung im Multifunktionsmeter HM8112-3 wird mit
Hilfe von genauen Shunt-Widerständen durchgeführt. Hierbei
wird der durch den Strom verursachte Spannungsabfall über
dem Shunt gemessen. Bedingt durch den Leitungswiderstand
RLund den Shunt-Widerstand R wird eine Belastungsspannung
UB(Bürdenspannung) erzeugt. Dies kann unter Umständen zu
Fehlmessungen führen.
Abb.: Prinzip der Strommessung mit Shunt-Widerständen
STOP
TiPP
Ueff Effektivwert
F = ——
= ——————————
IûIGleichrichtwert
ûSpitzenwert
C = ——
= ——————————
Ueff Effektivwert
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

18 Änderungen vorbehalten
Temperaturmessung
Umrechnung
°C in K: T[K] = T[°C] +273,15 K
°K in °C: T[°C] = T[K] –273,15 K
°C in °F: T[°F] = 9/5 x (T[°C] +32°F
°F in °C: T[°C] = 5/9 x (T[°F] –32°F)
Verwendete Abkürzungen und Zeichen:
T[K] Temperatur in Kelvin [K]
T[°C] Temperatur in Grad Celsius [°C]
T[°F] Temperatur in Grad Fahrenheit [°F]
Temperaturmessfühler
Die meist gebräuchlichen Temperaturfühler sind das NiCr-Ni
Thermoelement (K-Type) und der Platin-Temperaturfühler
PT100. Die Kennlinien der Temperaturfühler werden in den
Normen nur über einen bestimmten Bereich definiert. Außer-
halb dieser Bereiche sind keine verlässlichen Werte vorhanden.
Wird der Messbereich der Temperaturfühler überschritten,
zeigt deshalb das HM8112-3 „Overrange“ an.
Platin-Temperaturfühler PT100
Der Platin-Temperaturfühler PT100 ist ein Widerstandssensor.
Aufgrund seiner zeitlichen Konstanz des Widerstandswertes
und der guten Beständigkeit gegen aggressive Medien eignet
sich Platin gut als Widerstandsmaterial für Temperaturfühler.
Eine Änderung der Temperatur bewirkt am Temperaturfühler
eine Änderung des Widerstandes. Der Nominalwiderstand R0
beträgt:
R0= 100Ωbei T0= 0 °C
Der Temperaturbereich zum Einsatz des PT100 erstreckt sich
von –200°C bis +850 °C.
Weitere PT Widerstandsfühler gibt es mit der Be-
zeichnung Pt10, Pt25, Pt500, Pt1000. Die Nominal-
widerstände betragen hier bei T0= 0 °C entspre-
chend 10Ω, 25 Ω, 500Ωund 1000 Ω. Die Typen Pt10,
Pt25, Pt500 kommen beim HM8112-3 nicht zum
Einsatz.
Temperaturmessung mit PT100 / PT1000
Die gebräuchlichste und genauere Art der Temperaturmes-
sung ist eine 4-Draht-Widerstandsmessung. Ein konstanter
Strom fließt von SOURCE des Messgerätes zum PT100. Die
Widerstandsänderung des PT100 ist abhängig von der Tem-pe-
raturänderung am PT100. Eine Temperaturänderung ruft aber
auch in den Messleitungen eine Änderung des Leitungswider-
standes RLhervor. Weil SENSE die Messspannung direkt am
PT100 abgreift und der Eingangsverstärker des Messeingangs
sehr hochohmig ist, fließt ein vernachlässigbarer kleiner Strom
in den SENSE-Messleitungen (Imess ≅0). Somit geht der Span-
nungsabfall über den SENSE-Messleitungen, hervorgerufen
durch den Messstrom, nicht (bzw. vernachlässigbar) in die
Messung mit ein. Auch hat eine Widerstandsänderung von RL
in den SENSE-Messleitungen einen nur unmerklichen Einfluss.
Durch den Abgriff der Messspannung nach den SOURCE-Zulei-
tungen wird nur die Widerstandsänderung des PT100 erfasst.
Die Widerstandsänderung von RL der SOURCE-Zuleitungen
aufgrund der Temperaturänderung hat ebenfalls keinen Ein-
fluss auf die Messung.
Bei nicht so hohen Ansprüchen an die Genauigkeit kann auch
eine 2-Draht-Widerstandsmessung ausreichen. Da sich die
Messstelle mit dem PT100 und das Messgerät meist auf un-
terschiedlichem Temperaturniveau befinden, erfolgt durch eine
Temperaturänderung an den Messleitungen zum PT100 auch
eine Änderung des Leitungswiderstandes RL. Diese Temperatu-
rabhängigkeit der Zuleitungswiderstände, Thermospannungen
und der Spannungsabfall über den Zuleitungs-widerständen
gehen mit in die Messung des PT100 ein.
NiCr-Ni Thermoelement (K-Typ)
Der Einsatzbereich eines NiCr-Ni Thermo-Element K-Typ liegt
im Bereich von ca. –270°C bis +1300°C.
Das Thermoelement liefert, wie der Name Element schon an-
deutet, eine Spannung. Diese temperaturabhängige Spannung
entsteht an der Kontaktstelle von zwei verschiedenen Metal-
len. Sie wird Kontaktspannung oder auch Thermospannung
genannt. Durch die immer vorhandene Wärmebewegung der
Elektronen im Metallgitter können einige Elektronen an der Me-
talloberfläche das Gitter verlassen. Dazu wird Energie benötigt,
STOP
TiPP
VA
SENSE SOURCE
LO
HI
max.
250Vrms
max.
850
Vpk
max.
850
Vpk
Ω, ϑ
FUSE
1A
F250V
CAT
II
max. INPUT
600V
rms
/ 1A
rms
PT100
Messspannung mit I
mess
= 0

Messstrom I
PT100
= const
VA
SENSE SOURCE
LO
HI
max.
250Vrms
max.
850
Vpk
max.
850
Vpk
Ω, ϑ
FUSE
1A
F250V
CAT II
max. INPUT
600V
rms
/ 1A
rms
PT100
Mess-Spannung
U
PT100
R
L
R
L
I
Drift
I1
Drift
I
Diffusion
Elektronen im
Metallgitter
Draht NiCr
+2,2 mV/100K
Draht Ni
–1,9 mV/100K
Kontaktstelle KS2
Temperatur T
KS2
<T
KS1
Kontaktstelle KS1
Temperatur T
KS2
>T
KS1
I2
Drift
I
Therm
KS2

19
Änderungen vorbehalten
Temperaturmessung
um die Austrittsarbeit zu verrichten und die Bindungskräfte im
Metallgitter zu überwinden. Berühren sich nun zwei Metalle,
deren Bindungskräfte unterschiedlich sind so treten aus dem
Metall mit den kleineren Bindungskräften Elektronen aus und
fließen zum Metall mit den größeren Bin-dungskräften. Schaltet
man nun zwei solche Kontaktstellen zusammen, und besitzen
die beiden Enden des Thermoelementes ein unterschiedliches
Temperaturniveau, fließt ein Strom.
Temperaturmessung mit dem NiCr-Ni Thermoelement
– Der NiCr-Draht und der Ni-Draht sind an beiden Enden
miteinander verbunden.
– Die Kontaktstelle 1 (KS1) besitzt in unserem Fall eine höhere
Temperatur als Kontaktstelle 2 (KS2).
– Wegen der Temperaturbewegung an KS1 lösen sich Elek-
tronen im NiCr-Draht aus dem Metallgitter.
– Die Elektronen fließen zum Ni-Draht und bilden den Drift-
strom I1Drift.
– Der Driftstrom I1Drift fließt über KS2 und bildet dort den
Diffusionsstrom IDiffusion.
– An KS2 bildet sich aufgrund der Temperaturbewegung
ebenfalls ein Driftstrom I2Drift .
– I2Drift wirkt dem Driftstrom an KS1 entgegen.
– I2Drift ruft auch an KS1 einen Diffusionsstrom hervor.
– Der Gesamtstrom ITherm ergibt sich aus der vorzeichenrich-
tigen Addition der einzelnen Ströme.
I
Therm = I1Drift + I2Drift
– Wird die Temperatur an KS1 kleiner als an KS2 kehrt sich
die Stromrichtung von ITherm um.
– Ist die Temperatur an KS1 und KS2 identisch, heben sich
die beiden Ströme I1Drift und I2Drift auf.
Um verschiedene Metalle und deren thermoelek-
trischen Eigenschaften zueinander zu beschreiben,
wurde die Temperaturabhängigkeit der Metalle zu
Platin ermittelt. Es ergibt sich die thermoelektri-
sche Spannungsreihe in [mV/100K] bezogen auf
Platin.
Thermoelektrische Spannungsreihe
Bezugstemperatur ist 0°C,
Messtemperatur 100°C, in [mV/100 K]
Platin Nickel Kupfer Eisen Chrom-Nickel
(Pt) (Ni) (Cu) (Fe) (CrNi)
0,0 -1,2 ...-1, 94 +0,75 +1,88 +2,2
Wird die eine Kontaktstelle (KS2) als Referenz auf einem
bekannten Temperaturniveau gehalten, kann die andere Kon-
taktstelle (KS1) zur Temperaturmessung benutzt werden. Die
Thermospannung ist proportional zur Temperaturdifferenz an
den Kontaktstellen KS1 und KS2.
I
Therm ist proportional zu ΔT = TKS1 – TKS2
(Seebeck-Effekt)
Die Cu-Zuleitungen beeinflussen die Messung nicht, sofern
diese sich auf dem selben Temperaturniveau befinden wie die
Referenzstelle. Die Referenzstelle (KS2), auch Isothermalblock
Cu-Leitung
Cu-Leitung
UTherm
NiCr-Draht
Ni-Draht
Messfühler
Mess-
Stelle
KS1
Tempe-
ratur
TMess
TRef = const
Isothermalblock
Referenzstelle KS2
TReferenz = const
STOP
TiPP
genannt, wird mit einem weiteren Temperatursensor und einer
entsprechenden Regelschaltung auf einem konstanten Tem-
peraturniveau gehalten.
Referenzstelle
Für die Temperatur-
messung mit einem
Thermoelement ist es
notwendig, außer der
Mess-Stelle auch eine
Vergleichstelle zu de-
finieren. Die Tempera-
turdifferenz zwischen
der Mess-Stelle und
dieser Referenzstelle
erzeugt eine zur Temperaturdifferenz proportionale Thermo-
spannung. Eine einfache Möglichkeit diese Referenzstelle zu
erzeugen ist das „Eisbad“. Dies ist ein Wasserbad mit Eisstük-
ken. Es hält, mit einer Unsicherheit von 1mK, relativ genau die
Temperatur von 0°C. Dieses thermodynamische System „Eis-
bad“ regelt sich so lange selbst, bis alle Eistücke geschmolzen
sind oder alles Wasser gefroren ist.
In der Praxis ist dieses Verfahren etwas umständlich. Wer
möchte schon eine Schüssel Wasser und einen Eisblock mit
sich herumschleppen. Und dies alles nur um schnell mal in der
Produktion die Temperatur eines Ofens zu kontrollieren. Um
dem Anwender den benötigten Handwagen zum Transport der
Utensilien und die Kühltruhe für die Erzeugung der Referenz-
stelle zu ersparen, besitzen die meisten Messgeräte
eine interne Referenzstelle oder die Möglichkeit zur Angabe der
Referenztemperatur. Das HM8112-3 erlaubt durch Messung mit
einem PT-Fühler die genaue Bestimmung der Referenztem-
peratur und somit das genaue Messen mit Thermoelementen.
Thermoelemente sind im Vergleich zu PT-Fühlern günstig und
werden oft über Messstellenumschalter in größerer Anzahl am
Messgerät angeschlossen. So braucht es nur noch die Messfüh-
ler und das passende Messgerät, sprich HM8112-3.

20 Änderungen vorbehalten
Gerätekonzept des HM8112-3
Gerätekonzept des HM8112-3
Referenz
Der integrierende AD-Wandler muss mit einer Referenz be-
schaltet werden. Die Eigenschaften dieser Referenz bestimmen
letztendlich die Langzeitstabilität des Gerätes. Beim HM8112-3
dient als Referenz ein hochgenauer Referenzbaustein.
Integrierende AD-Wandler
Als integrierende AD-Wandler wird ein Wandler nach dem
Multi-Slope-Verfahren benutzt.
Gleitender Mittelwert
Der vom AD-Wandler ermittelte Messwert kann direkt ange-
zeigt werden. Es kann jedoch aus n-Messwerten auch zuerst der
Mittelwert gebildet werden, welcher dann angezeigt wird.
Zuerst werden 1 bis n Werte erfasst. Aus diesen n Werten
wird der Mittelwert gebildet und anschließend angezeigt. Im
folgenden Schritt wird der nächste Messwert n+1 vom AD-
Wandler ermittelt. Von den zuvor ermittelten n Werten wird der
erste gemessene Wert 1 verworfen. Aus den restlichen 2 bis
n Werten und dem neuen Wert n+1 wird ein neuer Mittelwert
gebildet. Dies hat den Vorteil, dass Spitzen oder Störungen
geglättet werden.
Messung der Wechselgrößen
Frequenz, Periodendauer
Frequenz und Periodendauer werden prinzipiell anhand einer
Impulszähl-Schaltung gemessen. Als Basiszeit dient eine
Sekunde. Die erste auftretende negative Flanke triggert die
Messung und startet den Zähler. Eine Sekunde lang löst jede
negative Flanke einen Zählimpuls aus. Nach Ablauf der ersten
Sekunde wartet die Messschaltung auf den nächsten Nulldurch-
gang des Signals. Ab jetzt wird die Periodendauer des Signals
bestimmt. Es wird gemessen, wie lange es bis zum folgenden
Nulldurchgang dauert. Aus dieser kombinierten Messung wird
dann die Frequenz des Signals bestimmt und die Periodendauer
berechnet. Die kombinierte Messung von der Anzahl der Null-
durchgänge und Zeit einer Periode des Signals ermöglicht das
Messen von sehr kleinen und auch großen Frequenzen inner-
halb einer vernünftigen Zeit. Bei Anlegen einer Gleichspannung
wird die Frequenz zu 0Hz bestimmt.
Da die Periodendauer aber berechnet wird, erfolgt eine
Division durch 0. Deswegen zeigt das Gerät bei der Peri-
odendauermessung einer Gleichspannung „INF“ im Display.
(INF = Infinity = Unendlich).
Effektivwertgleichrichter
Die Wechselspannungsmessung wird durch einen hoch-ge-
nauen Effektivwertgleichrichterbaustein realisiert. Dieser
Baustein bestimmt aus der anliegenden Wechselspannung eine
proportionale Gleichspannung, die dem Echt-Effektivwert der
Wechselspannung entspricht.
Crestfaktormessung
Bei Überschreiten des Crestfaktors von 7 lässt sich durch
den Echteffektivwertgleichrichter die Wechselspannung oder
Wechselstrom nicht mehr korrekt bestimmen.