Interessante Messungen/ Grundlagen

Normenreihen

Wieso so unschöne Werte?

Ganz einfach, siehe  E-Reihe

In der Regel sind auch keine feinen Abstufungen erforderlich.

Beim Verschalten mehrerer Widerstände ist die Toleranz zu berücksichtigen.

Schaltung aufbauen

Löten

Löten hat den Vorteil, dass man die Schaltung am Schluss „in den Schrank stellen“ kann.

Jedoch ist der Aufwand recht groß und „mal schnell“ ein paar Drähte umstecken ist nicht.

Lüsterklemmen

 Lüsterklemmen sind bei Kleinst- und Kleinschaltungen durchaus eine Möglichkeit, jedoch muss man die Anschlussdrähte relativ stark und oft verbiegen, was diesen sicher nicht gut tut. Des weiteren ist diese Aufbaumethode völlig ungeeignet für höhere Frequenzen und integrierte Bauteile.

Veroblock oder Steckbrett

Für kleinere Versuchsschaltungen durchaus Standard.

Da das Raster auf dem Block fest vorgegeben ist, kann es passieren, dass man bestimmte Bauteile nicht oder nur mit größerem Aufwand verwenden kann.

Ein weiteres Problem ist der Durchmesser der Anschlussdrähte, zu klein gibt Wackelkontakt, zu gross beschädigt den Block.

Der Vorteil dieser Technik ist, dass ein Umstecken und Umbauen sehr schnell möglich ist.

Signalformen

Messgeräte

Jedes Messgerät hat einen oder mehrere spezifische Messfehler beziehungsweise Anwendungsfehler.

Multimeter allgemein: Da nur Werte angezeigt werden, können einem wertvolle Infomationen wie Brummspannungen, Oberwellen, Gleichstromanteil, Phasenverschiebung leicht entgehen.

Bei Digitalmultimetern ist es die Scheinpräzision, das heißt dem angezeigten Wert wird „blind vertraut“. Eigenschaften wie Maximalfrequenz, Eingangswiderstand usw. werden oft nicht berücksichtigt. (Gerade bei spezielleren Funktionen wie Kapazität ist dies kritisch)

Bei analogen Messgeräten ist der typische Fehler das Ablesen der falschen Skala (oder bei unerfahrenen Anwendern auch aus dem falschen Winkel). Die Eigenschaften (Eingangswiderstand, Maximalfrequenz) sind, verglichen mit Digitalmultimetern, zwar viel schlechter, dafür werden sie aber bewusster beim Einsatz berücksichtigt.

Beim Oszilloskop sieht man mehr auf die Form als auf die Werte (Frequenz/Spannung). Oft ist auch der Tastkopf falsch eingestellt (1:1 oder 1:10 Schalter) oder falsch abgestimmt (Rechtecksignale erscheinen verzerrt). Die Maximal-Bandbreite eines Tastkopfes gilt nur im 1:10 Betrieb. Will man mit hoher Bandbreite im 1:1 Betrieb messen, so nimmt man am besten ein normales Coax-Kabel. Gerne wird auch vergessen, dass die Masse der Eingänge gegenseitig und vor allem mit Erde verbunden ist. Da dies auch bei Funktionsgeneratoren üblich ist, kann das falsche Anschließen eines Oszilloskops zu Kurzschlüssen führen. Eine weitere häufig Fehlerquelle sind unpassende oder falsche Trigger-Einstellungen. (In der Regel sollte man immer auf das langsamste Signal triggern)

Übrigens: Dauermagneten gehören nicht die Nähe von Kathodenstrahl-Oszilloskopen oder Analogmessgeräten, weil das Magnetfeld den Strahl bzw. Zeiger ablenken kann.

Wortdefinitionen

Genauigkeit und Stabilität bedeuten nicht das Gleiche, obwohl sie oft als Synonym verwendet werden.

Eine Signal ist stabil, wenn sich die relevanten Eigenschaften nicht ändern.

Um diesen Unterschied anschaulicher zumachen, nehmen wir als Beispiel zwei Spannungsregler:

Der erste Spannungsregler befindet sich in einem Messverstärker und dient als Versorgungsspannung für NF-Verstärker. Daraus ergeben sich folgende Anforderungen:

• Die Ausgangsspannung kann zwischen 14.5V bis 15.5V gehen.
• Die Spannung darf sich bei Belastung nicht ändern, weil diese Spannungsänderung sich ins Signal einmischt.

Der zweite erzeugt die Referenzspannung für einen AD-Wandler.

• Die Ausgangspannung muss exakt 2.56V sein.

Wenn also nur Stabilität erforderlich ist, ist keine Kalibrierung notwendig, während diese bei Genauigkeit fast zwangsläufig erforderlich ist.