Ratgeber: Multimeter - die Alleskönner

Das Multimeter ist das wichtigste Messgerät im Labor, in der Elektronikwerkstatt oder überall dort, wo mit Strom gearbeitet wird

Spannung, Stromstärke und Widerstand sind die gängigen Messgrössen, ein praktischer Durchgangsprüfer gehört mittlerweile zur Standardausstattung. Darüber hinaus bieten viele Multimeter noch zusätzliche Funktionen an:

• Diodentest zur Funktionsüberprüfung von Dioden
• Transistortester zur Messung der Stromverstärkung eines Transistors bei kleinen Strömen
• Messung von Induktivität, Kapazität und Frequenz
• Temperaturmessung: Mittels eines mitgelieferten Temperatursensor (meist ein Thermoelement) lassen sich Temperaturen im Bereich von -50°C bis max. 350°C messen
• NCV-Sensor: NCV ist die Abkürzung für Non-Contact-Voltage. Damit kannst Du berührungslos Spannungen messen oder auch elektrische Leitungen in Wänden detektieren
• Auto Range: Das ist die automatische Messbereichswahl – das Multimeter stellt automatisch den optimalen Messbereich ein, was besonders praktisch bei der Messung unbekannter Grössen ist
• Beleuchtung: Manchmal kann eine Beleuchtung der Anzeige recht nützlich sein. Entweder hat man eine beleuchtete LC-Anzeige oder ein OLED-Display
• Schnittstelle: Einige Multimeter haben eine Schnittstelle zum PC, damit können sie als per Software steuerbares Multimeter bzw. Datenschreiber verwendet werden. Zur gefahrlosen Messung ist diese Schnittstelle über einen Optokoppler galvanisch getrennt. Ebenso gibt es Geräte, die per Bluetooth mit einem Smartphone kommunizieren können
• Messwertspeicher: Viele Multimeter können auf Knopfdruck den Messwert einfrieren. Das ist dann hilfreich, wenn man an einem schwer zugänglichen Ort eine Messung machen muss und dabei das Display nicht ablesen kann, z. B. beim Service an Anlagen

Die meisten Multimetern sind heute digital, deshalb werden sie auch abgekürzt als DMM (Digitalmultimeter) bezeichnet. Die Vorteile liegen auf der Hand:

• keine Ablesefehler
• gute Auflösung, dadurch mehr Genauigkeit möglich
• sehr hoher Eingangswiderstand bei Spannungsmessungen
• hohe Empfindlichkeit durch Eingangsverstärker
• viele Messgeräte bieten eine quasianaloge Bandanzeige des Messwerts, welche das Verhalten eines analogen Zeigerinstruments nachbildet

Ein wichtiges Thema: Die Sicherheit

Neben der Funktionalität muß das Multimeter bestimmten Sicherheitsanforderungen genügen.

Spannungsfestigkeit

Das ist ein wichtiges Kriterium. Die Spannungsfestigkeit wird üblicherweise durch die Nennspannung zusammen mit der Überspannungskategorie nach IEC/EN 61010-1 angegeben. Diese Angabe bezieht sich nicht auf den internen Messbereich im Gerät, sondern ist ein Mass für die Stärke der Isolation nach außen. Die Anwendungsbereiche der Messkategorien sind bei:

• CAT I: Messungen an Stromkreisen, die nicht mit dem Netz verbunden sind, z. B. Batterien, Fahrzeug-elektronik etc. oder jede Hochspannungsquelle mit geringer Energie, die von einem Widerstands-transformator mit hoher Windungszahl abgeleitet wurde.
• CAT II: Messungen an Stromkreisen, die elektrisch über Stecker direkt mit dem Niederspannungsnetz verbunden sind, z. B. Haus, Büro und Labor.
• CAT III: In der Gebäudeinstallation, z. B. stationäre Verbraucher, Verteileranschluss, Verkabelung, Steckdosen. Diese findest du hier: Multimeter cat III
• CAT IV: An der Quelle der Niederspannungsinstallation, z. B. Zähler, Hauptanschluss, primäre Überstromschutzgeräte. Hier sind sie: Multimeter cat IV

Die Nennspannung bezieht sich dabei auf die Spannung Leiter gegen Erde. Einen guten Sicherheits-standard bieten üblicherweise Geräte mit 600V Cat III/1000V Cat II; noch bessere Geräte haben 600V Cat IV/1000V Cat III oder sogar 1000V Cat IV.

Sicherung

Bei der Strommessung ist die Sicherung ein sicherheitsrelevantes Bauteil. Viele Multimeter haben eine einfache Glasrohrsicherung (5 mm x 20 mm) mit einer Nennspannung von 250V. Falls man Ströme bei hoher Gleichspannung messen will, sollte man ein Multimeter mit einer Sicherung mit einem Trennvermögen von 1000V und 20 kA auswählen. Diese Sicherungen haben meistens die Abmessungen 10 mm x 38 mm.

Unsere Auswahl an Multimetern:

Begriffserklärung

Auflösung

Die Auflösung des Multimeters ist die kleinste Änderung im Messwert, die dargestellt werden kann. Der Zusammenhang zwischen Auflösung und Messbereich wird durch die Anzahl der Stellen bzw. die Anzahl der darstellbaren Zahlenwerte des angezeigten digitalen Wertes bestimmt. Es ergibt sich folgender Zusammenhang:

Die Angabe ½ oder ¾ gibt an, welche Werte die linke Stelle des Multimeters annehmen kann: Bei ½ ist das 0 oder 1, bei ¾ 0, 1, 2 oder 3. Ein Beispiel: Ein Multimeter mit 4.000 Counts hat im 2V-Messbereich eine Auflösung von 2V / 4000 = 0,5 mV.

Genauigkeit

Die Genauigkeit wird in Prozent ausgedrückt und gibt an, wie weit das angezeigte Messergebnis vom tatsächlichen Wert des zu messenden Signals abweicht. Zur Spezifikation der Grundgenauigkeit kommt noch die Anzahl der Schritte (Digits) der letzten angezeigten Stelle hinzu. Eine Genauigkeit von ±(2 % + 2 Zählwerte) bedeutet beispielsweise, dass ein Wert von 100,0 V auf dem Multimeter zwischen 97,8 V und 102,2 V angezeigt werden kann. Üblicherweise hat ein Multimeter bei der DC-Spannungsmessung die höchste Genauigkeit. Bei Wechsel-spannung bzw. -strom wird der Effektivwert angezeigt, dessen Genauigkeit vom verwendeten Messverfahren abhängt: Viele Multimeter messen die Signalamplitude oder einen Mittelwert und berechnen daraus den Effektivwert, damit liefern diese Geräte nur bei einer exakten Sinusform einen genauen Messwert.

True-RMS

Um bei anderen Kurvenformen einen genauen Effektivwert zu messen, braucht man ein True-RMS Multimeter. Bei diesem wird das Signal entweder analog quadriert oder digital mit einer hohen Frequenz abgetastet und daraus ein quadratischer Mittelwert gebildet. Für beliebige Signalformen erhält man damit einen genauen Messwert in einem bestimmten Frequenzbereich.

Hand- oder Tischmultimeter

Handmultimeter: Im wahrsten Sinne des Wortes liegen die Vorteile auf der Hand. Hauptsächlich werden diese Messinstrumente im Service, im Handwerk oder überall dort, wo wenig Platz zur Verfügung steht, eingesetzt.

Tischmultimeter werden oft im Labor verwendet. Sie haben eine sehr hohe Genauigkeit und eine hohe Geschwindigkeit.

Besonders hochwertige Exemplare bieten die Möglichkeit der Messung besonders kleiner Widerstände durch eine sogenannte Vierdrahtmessung.

Und was ist mit Zangenmultimeter?

Wenn du häufig Wechsel- und Gleichstrom messen musst, wird empfohlen, ein Zangenmultimeter zu wählen. Dieses kann den Strom kontinuierlich messen, darüber hinaus brauchst du für die Messung des zu prüfenden Stroms keine Leitung aufzutrennen. Im Allgemeinen kannst du mit Multimeter nur relativ kleine Ströme messen, während die Stromzange durch das Prinzip der elektromagnetischen Induktion einen ungleich höheren Strom als das Multimeter sicher messen kann.

Unsere Auswahl an Tisch- und Zangenmultimetern: