Wechselspannungsmessung. Spannungsmessgerät. So messen Sie die Spannung mit einem Multimeter. Merkmale, Funktionen, Gerätetypen

Ziel der Arbeit- Untersuchung der messtechnischen Eigenschaften elektronischer Voltmeter

Machen Sie sich mit der verwendeten Ausrüstung und den Gebrauchsanweisungen vertraut. Erhalten Sie vom Lehrer einen konkreten Auftrag, um die Arbeit abzuschließen.

Bestimmen Sie den Hauptfehler eines elektronischen Voltmeters über den vom Lehrer angegebenen Messbereich. Zeichnen Sie in einem Diagramm die Abhängigkeit der relativen und reduzierten Fehler von den Messwerten des elektronischen Voltmeters auf. Ziehen Sie eine Schlussfolgerung über die Übereinstimmung des zu überprüfenden Voltmeters mit seiner Genauigkeitsklasse.

Bestimmen Sie die Amplituden-Frequenz-Kennlinie des elektronischen Voltmeters. Zeichnen Sie das Frequenzgangdiagramm auf und bestimmen Sie das Betriebsfrequenzband des Voltmeters bei dem Frequenzgangdämpfungspegel, der in der behördlichen und technischen Dokumentation des zu verifizierenden Voltmeters festgelegt ist.

Bewerten Sie experimentell den Frequenzgang eines digitalen Voltmeters. Benehmen vergleichende Analyse Amplituden-Frequenz-Eigenschaften elektronischer, digitaler und elektromechanischer 11 Anmerkung 1. Übernehmen Sie die Ergebnisse der Forschung zu elektromechanischen Voltmetern aus der Laborarbeit Nr. 1, sofern diese zuvor durchgeführt wurde. Voltmeter. Erstellen Sie Diagramme des Frequenzgangs der untersuchten Geräte.

Messen Sie die Spannung mit einem elektronischen Voltmeter verschiedene Formen(sinusförmig, rechteckig und dreieckig) mit gleicher Amplitude bei Frequenzen, die im Betriebsfrequenzband dieses Geräts liegen. Erklären und bestätigen Sie die erzielten Ergebnisse mit Berechnungen. Ziehen Sie eine Schlussfolgerung über den Einfluss der Form der gemessenen Spannung auf die Messwerte eines elektronischen Voltmeters.

Beschreibung und Reihenfolge der Arbeiten

Verwendete Geräte

Elektronisches Voltmeter mit Analogausgang – GVT-417V

Universelles Messgerät mit Digitalanzeige - GDM-8135

Harmonischer Signalgenerator – SFG-2120

Elektronisches Oszilloskop - GOS-620

Beschreibungen der Geräte sind am Stand angebracht.

Um die Arbeit auszuführen, verwenden Sie das in Abb. dargestellte Diagramm. 2.1, wobei GS ein Generator (Synthesizer) von Sinus-, Rechteck- und Dreiecksignalen ist, CV ein digitales Voltmeter ist, EV ein elektronisches Voltmeter ist und ELO ein Kathodenstrahloszilloskop ist.

1. Der Hauptfehler des elektronischen Voltmeters durch Vergleichsmethode bestimmt, d.h. indem er sein Zeugnis mit dem Zeugnis des Vorbildlichen vergleicht, in in diesem Fall Digitalvoltmeter, mit sinusförmiger Spannung. Als tatsächliche Spannungswerte werden die Messwerte des Referenzvoltmeters übernommen.

Das elektronische Voltmeter GVT-417B wird bei einer Frequenz von 1 kHz auf Skalen mit Obergrenzen von 1 V oder 3 V überprüft, was auf den Regelbereich der Ausgangsspannung des verwendeten Generators zurückzuführen ist.

Die Überprüfung erfolgt für N= (610) Skalenstriche, gleichmäßig entlang der Instrumentenskala verteilt, mit einem sanften Anstieg und Abfall der Messwerte

Überprüfte Spannungspunkte U p sind auf dem zu überprüfenden elektronischen Voltmeter installiert und die tatsächlichen Spannungswerte U oh UV, UÖ Der Wert wird jeweils bei Annäherung an die zu prüfende Marke einem handelsüblichen Digitalvoltmeter entnommen U n skaliert, wenn die Messwerte steigen und fallen.

Die Ergebnisse der Messungen und Berechnungen werden in tabellarischer Form dargestellt.

Absolute, relative, reduzierte Fehler und Messwertschwankungen werden anhand der in Laborarbeit 1 oder in angegebenen Formeln ermittelt; Bestimmen Sie außerdem den maximal reduzierten Fehler max = Max(| ich|) und maximale Variation H max = Max( H ich) als Ergebnis des Experiments erhalten.

Zeichnen Sie basierend auf den Ergebnissen von Tests und Berechnungen in einem Diagramm die Abhängigkeit der relativen und reduzierten Fehler von den Messwerten des elektronischen Voltmeters = auf F (U P), = F (U P); Das Diagramm enthält auch Linien, die die Grenzen des maximal zulässigen reduzierten Fehlers entsprechend der Genauigkeitsklasse des getesteten Geräts definieren.

Basierend auf der Analyse der Daten zum Hauptfehler und zur Variation der Messwerte wird eine Schlussfolgerung über die Übereinstimmung der angegebenen Merkmale mit den Anforderungen gezogen, die durch die Genauigkeitsklasse des zu prüfenden Geräts bestimmt werden.

2. Amplituden-Frequenz-Kennlinie eines elektronischen Voltmeters ist definiert als die Abhängigkeit der Voltmeterwerte von der Frequenz des sinusförmigen Eingangssignals bei einem konstanten Spannungswert.

In der Praxis wird häufig das Konzept des Betriebsfrequenzbandes eines Messgeräts verwendet. Das Betriebsfrequenzband eines Voltmeters bezieht sich auf den Frequenzbereich F, bei dem die Ungleichmäßigkeit des Frequenzgangs des Voltmeters einen bestimmten vorab festgelegten zulässigen Wert nicht überschreitet. Daher ist für das elektronische Voltmeter GVT-417B innerhalb des Betriebsbereichs eine Abweichung der Instrumentenwerte von nicht mehr als 10 Prozent gegenüber den Messwerten bei der Frequenz zulässig F 0 = 1KHz.

Die Extremwerte des Frequenzbereichs, die die angegebene Anforderung erfüllen, werden als niedriger bezeichnet F H und oben F In den Grenzfrequenzen des Betriebsbandes des elektronischen Voltmeters.

Der Frequenzgang wird ebenfalls nach dem in Abb. dargestellten Schema bestimmt. 2.1. Als Signalquelle dient der Generator SFG-2120, der bei Frequenzänderungen in seinem Arbeitsbereich für eine konstante Amplitude des Ausgangssignals sorgt.

Die Frequenz wird am GS-Generator voreingestellt F 0 = 1 kHz mit einer sinusförmigen Wellenform. Stellen Sie mit dem Ausgangsspannungsregler des GS-Generators den Messwert des elektronischen Voltmeters auf die Skalenmarkierung im Bereich (0,7–0,9) von der oberen Messgrenze ein und notieren Sie den eingestellten Spannungswert U P ( F 0 =1kHz) = … .

Zukünftig wird bei der Bestimmung des Frequenzgangs nur noch die Frequenz des GS-Signalgenerators geändert, nicht jedoch die vom Generator entnommene Spannung.

Zur Überwachung des Signalpegels und seiner Form wird ein Kathodenstrahloszilloskop verwendet. Auf dem Bildschirm des Oszilloskops erhält man durch Auswahl der Abweichungskoeffizienten (VOLTS/DIV) und Sweep-Koeffizienten (TIME/DIV) ein für Beobachtungen und Messungen geeignetes Oszillogramm – ein Bild mehrerer Perioden einer Sinuskurve mit ausreichend großer Amplitude; Notieren Sie die Amplitude l A (bzw l 2A - Bild mit doppelter Amplitude des Signals zur anschließenden Überwachung des Signalpegels.

Es ist zweckmäßig, den Frequenzgang getrennt für den Hoch- und Tieffrequenzbereich zu bestimmen.

Im Hochfrequenzbereich beginnt der Frequenzgang in 100-kHz-Schritten abzulaufen: 1 kHz (Anfangsfrequenz), 100 kHz, 200 kHz, ... bis zu der Frequenz, bei der die Messwerte des elektronischen Voltmeters auf einen Wert abfallen in der Größenordnung von 0,8–0,9 vom ursprünglich eingestellten Wert U P ( F 0 =1kHz). Zur Verdeutlichung der oberen Frequenz F im Betriebsfrequenzband F Bei einem elektronischen Voltmeter im Bereich eines 10-prozentigen Abfalls des Frequenzgangs ist es erforderlich, zusätzlich mehrere Punkte des Frequenzgangs mit einem kleineren Schritt bei der Änderung der Frequenz des Eingangssignals zu entfernen.

Während der Prüfung wird der konstante Pegel des GS-Ausgangssignals mit einem elektronischen Oszilloskop überwacht.

Tragen Sie die Ergebnisse der Tests und Berechnungen in die Tabelle ein:

Für EV F B = ... für Lebenslauf F B = ...

Wo U P ( F) - Voltmeterwerte bei Frequenz F; K(F) = U P ( F) /U P ( F o = 1 kHz) – Frequenzgang des Voltmeters, dargestellt in relativen Einheiten für die entsprechenden Frequenzen, F c ist die im Experiment ermittelte obere Grenzfrequenz des Betriebsbandes des Voltmeters.

Bei der Ausführung einer Aufgabe auf ähnliche Weise bei gleichen Frequenzen wird der Frequenzgang eines Digitalvoltmeters ausgewertet. Die Testergebnisse werden in die gleiche Tabelle eingetragen. Da diese Arbeit einen qualitativen Vergleich der Betriebsfrequenzbänder elektronischer und digitaler Voltmeter erfordert, ist es nicht erforderlich, den Frequenzgang eines digitalen Voltmeters an zusätzlichen Frequenzpunkten zu klären. In diesem Fall werden die Werte der Grenzfrequenzen des Digitalvoltmeters mit geringerer Genauigkeit ermittelt.

Untere Grenzfrequenz F n Arbeitsstreifen F für elektronische Voltmeter Wechselstrom liegt normalerweise im Bereich von Einheiten und den ersten zehn Hz. Daher kann zur Bestimmung des Frequenzgangs im Tieftonbereich wie folgt vorgegangen werden: Reduzieren Sie zunächst die Frequenz gegenüber dem Original F 0 = 1000 Hz bis 200 Hz und dann von 50 Hz bis 10 Hz. Klären Sie ggf. die niedrigere Frequenz ab F n des Arbeitsbandes, bei dem der Frequenzgang von seinem Wert bei auf einen Wert von 0,9 abfällt F 0 = 1000 Hz, zusätzliche Punkte werden in Schritten von 1 Hz entfernt.

Der Frequenzgang eines Digitalvoltmeters wird bei gleichen Frequenzen beurteilt.

Die Prüf- und Berechnungsergebnisse werden in Tabellenform dargestellt:

Für EV F n = …Hz, für CV F n = ...Hz.

Basierend auf den Forschungsergebnissen werden Frequenzgangdiagramme für hohe und niedrige Frequenzen erstellt. Es ist praktisch, Diagramme entlang der Frequenzachse im logarithmischen Maßstab zu erstellen.

3. Bestimmung des Einflusses der Eingangssignalform auf die Messwerte von Wechselvoltmetern.

In elektronischen Wechselspannungsmessgeräten werden Wechselspannungswandler verwendet, wie z. B. in Abb. 2.2, wobei: u In ( T) - Eingangsspannung, U - Wechselstromverstärker, IM - magnetoelektrisches Messwerk, - Ablenkwinkel des Messwerks.

Es werden Umwandler von Amplituden-, Gleichrichtungs- oder Effektivwerten der Wechselspannung in Gleichspannung eingesetzt. Gleichzeitig sind alle elektronischen Wechselspannungsmessgeräte, unabhängig vom Wandlertyp, kalibriert Effektivwerte der Sinusspannung. Dies kann bei der Messung nicht-sinusförmiger Spannungen zu zusätzlichen Fehlern führen.

Das elektronische Voltmeter GVT-417B verfügt über einen Mittelwertgleichrichter. Bei solchen Voltmetern ist der Ausschlagwinkel des Zeigers proportional zum gleichgerichteten Mittelwert U vgl. Eingangsspannung

Wo: k V- Umrechnungskoeffizient des Voltmeters, u In ( T) - Wechselspannung mit Periode eingeben T.

Hinweise U p-Voltmeter sind auf Strom kalibriert U sinusförmige Spannungswerte

Wo: k F = U/U CP – Spannungswellenformkoeffizient für sinusförmige Spannung kФ = 1,11. Daher gilt für eine andere Spannungsform ( k F? 1.11) Die Messwerte des Voltmeters können erheblich vom tatsächlichen Wert abweichen, was zu einem zusätzlichen Fehler im Messergebnis führt.

In solchen Fällen können die benötigten Spannungen bei bekannter Signalform rechnerisch ermittelt werden.

Basierend auf dem Funktionsprinzip des Voltmeters und der akzeptierten Kalibrierung ist dies anhand der Messwerte möglich U P des Geräts, um den durchschnittlichen gleichgerichteten Wert einer beliebigen (innerhalb des Frequenzgangs des Voltmeters) gemessenen Spannung zu bestimmen

U SR = U P/1.11.

Effektiver Wert U Eine nichtsinusförmige Spannung kann nur bestimmt werden, wenn der Koeffizient bekannt ist k F-Spannungswellenform, k F = U/U CP (oder die Signalform ist bekannt, aus der dieser Koeffizient bestimmt werden kann)

U=k F U SR.

Numerische Werte der Formfaktoren für einige Signale sind in der Tabelle aufgeführt.

Um den Einfluss der Spannungsform auf die Messwerte eines elektronischen Voltmeters experimentell zu bewerten, werden nacheinander Signale mit Sinus-, Rechteck- und Dreiecksform bei gleicher Amplitude gemessen.

Zuvor werden die Voltmeterwerte auf das Sinussignal im Bereich von 0,5 - 0,6 von der oberen Messgrenze der ausgewählten Skala bei der Nennfrequenz eingestellt F N =1 kHz Anschließend wird bei gleicher Amplitude der Eingangssignale die Spannung mit einem Voltmeter für andere Signalformen gemessen. Signalformen (sinusförmig, dreieckig, rechteckig) werden durch Drücken der Taste „ eingestellt Welle” am Generator.

Den Angaben zufolge U Das Voltmeter ermittelt den Mittelwert U SR und Strom U Spannungswerte für alle Wellenformen.

Um den Einfluss der Spannungsform auf die Messwerte eines elektronischen Voltmeters mit mittelgleichgerichtetem Spannungswandler zu beurteilen, ermitteln Sie den zusätzlichen relativen Fehler (in Prozent).

100(U P - U)/U.

Die Ergebnisse der Messungen und Berechnungen werden in einer Tabelle festgehalten.

Es ist zu beachten, dass ein zusätzlicher Fehler in das Messergebnis einfließt, wenn die Effektivwerte nichtsinusförmiger Spannungen direkt aus den Messwerten des Voltmeters ermittelt werden, ohne die Signalform zu berücksichtigen und entsprechende Berechnungen durchzuführen.

Ziehen Sie anhand der Forschungsergebnisse eine Schlussfolgerung über den Einfluss der Form der Spannungskurve auf die Ergebnisse ihrer Messung mit einem elektronischen Voltmeter.

Literatur

Metrologie, Standardisierung und Zertifizierung: ein Lehrbuch für Studenten. höher Lehrbuch Institutionen/[B.Ya.Avdeev, V.V.Alekseev, E.M.Antonyuk usw.]; herausgegeben von V.V. Alekseev. - M.: Verlagszentrum „Academy“, 2007. S. 136-140.

Zur Messung von Wechselspannungen werden analoge elektromechanische Geräte (elektromagnetisch, elektrodynamisch, selten induktiv) verwendet, analog elektronische Geräte(inkl. Gleichrichtersystem) und digitale Messgeräte. Für Messungen können auch Kompensatoren, Oszilloskope, Rekorder und virtuelle Instrumente verwendet werden.

Bei der Messung der Wechselspannung sollte man zwischen Momentan-, Amplituden-, Durchschnitts- und Effektivwerten der gewünschten Spannung unterscheiden.

Sinusförmige Wechselspannung lässt sich durch folgende Zusammenhänge darstellen:

Wo u(t)- momentaner Spannungswert, V; Ähm - Amplitudenspannungswert, V; (U - durchschnittlicher Spannungswert, V T - Zeitraum

(T = 1//) die gewünschte Sinusspannung, s; U- effektiver Spannungswert, V.

Der Momentanwert des Wechselstroms kann auf einem elektronischen Oszilloskop oder mit einem analogen Schreiber (Schreiber) angezeigt werden.

Mittel-, Amplituden- und Effektivwerte von Wechselspannungen werden mit Zeiger- oder Digitalgeräten zur direkten Auswertung oder Wechselspannungskompensatoren gemessen. Instrumente zur Messung von Durchschnitts- und Amplitudenwerten werden relativ selten eingesetzt. Die meisten Geräte sind in effektiven Spannungswerten kalibriert. Aus diesen Gründen werden die im Lehrbuch angegebenen Spannungswerte in der Regel in Effektivwerten angegeben (siehe Ausdruck (23.25)).

Beim Messen von Variablen sehr wichtig hat die Form der gewünschten Spannungen, die sinusförmig, rechteckig, dreieckig usw. sein können. In den Pässen für Geräte ist immer angegeben, welche Spannungen das Gerät messen soll (z. B. zum Messen sinusförmiger oder rechteckiger Spannungen). Dabei wird immer angezeigt, welcher Wechselspannungsparameter gemessen wird (Amplitudenwert, Mittelwert oder Effektivwert der gemessenen Spannung). Wie bereits erwähnt, erfolgt die Kalibrierung von Geräten zumeist auf die Effektivwerte der gewünschten Wechselspannungen. Aus diesem Grund werden alle im Folgenden betrachteten variablen Spannungen in Effektivwerten angegeben.

Um die Messgrenzen von Wechselspannungsvoltmetern zu erweitern, werden zusätzliche Widerstände, Messwandler und zusätzliche Kapazitäten (bei elektrostatischen Systemgeräten) verwendet.

Der Einsatz zusätzlicher Widerstände zur Erweiterung der Messgrenzen wurde bereits im Unterabschnitt 23.2 im Zusammenhang mit Gleichspannungsmessgeräten besprochen und wird daher in diesem Unterabschnitt nicht berücksichtigt. Spannungs- und Strommesswandler bleiben ebenfalls unberücksichtigt. Informationen zu Transformatoren finden sich in der Literatur.

Bei genauerer Betrachtung der Verwendung zusätzlicher Kapazitäten kann eine zusätzliche Kapazität verwendet werden, um die Messgrenzen der Elektrostatistik von Voltmetern zu erweitern (Abb. 23.3, A) oder es können zwei zusätzliche Behälter verwendet werden (Abb. 23.3, B).

Für einen Stromkreis mit einer zusätzlichen Kapazität (Abb. 23.3, A) gemessene Spannung U verteilt zwischen der Kapazität des Voltmeters C y und die zusätzliche Kapazität C ist umgekehrt proportional zu den Werten S y und S

Bedenkt, dass U c = U- Uy, kann aufgeschrieben werden

Reis. 23.3. Schema zur Erweiterung der elektrostatischen Messgrenzen

Voltmeter:

A- Stromkreis mit einer zusätzlichen Kapazität; B- Kreislauf mit zwei zusätzlichen Behältern; U- gemessene Wechselspannung (Effektivwert); C, C, C 2 – zusätzliche Behälter; Lebenslauf- Kapazität des verwendeten elektrostatischen Voltmeters V; U c- Spannungsabfall an der Zusatzkapazität C; U v - Ablesung des elektrostatischen Voltmeters

Gleichung (23.27) auflösen nach Du, wir bekommen:

Aus Ausdruck (23.28) folgt, dass die gemessene Spannung umso größer ist U Im Vergleich zur maximal zulässigen Spannung für einen bestimmten elektrostatischen Mechanismus sollte die Kapazität umso kleiner sein MIT im Vergleich zur Kapazität Mit dir.

Es ist zu beachten, dass die Formel (23.28) nur bei idealer Isolierung der die Kondensatoren bildenden Kondensatoren gültig ist MIT Und Lebenslauf . Wenn das Dielektrikum, das die Kondensatorplatten voneinander isoliert, Verluste aufweist, entstehen zusätzliche Fehler. Außerdem die Voltmeterkapazität C y hängt von der gemessenen Spannung ab Du, seit U die Messwerte des Voltmeters hängen davon ab und dementsprechend gegenseitige Übereinkunft bewegliche und feste Platten, die einen elektrostatischen Messmechanismus bilden. Letzterer Umstand führt zum Auftreten eines weiteren zusätzlichen Fehlers.

Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn anstelle einer zusätzlichen Kapazität zwei zusätzliche Kondensatoren C (und C 2) verwendet werden, die einen Spannungsteiler bilden (siehe Abb. 23.3, B).

Für eine Schaltung mit zwei zusätzlichen Kondensatoren gilt folgender Zusammenhang:

Wo U a - Spannungsabfall am Kondensator C y

Bedenkt, dass kann aufgeschrieben werden

Gleichung (23.30) auflösen nach Du, wir bekommen:

Aus Ausdruck (23.31) können wir schließen, dass, wenn die Kapazität des Kondensators C 2, an den das Voltmeter angeschlossen ist, die Kapazität des Voltmeters selbst deutlich übersteigt, die Spannungsverteilung praktisch unabhängig vom Messwert des Voltmeters ist. Zusätzlich bei C 2" C yÄnderung des Isolationswiderstands der Kondensatoren C und C 2 und der Frequenz

Tabelle 23.3

Grenzen und Fehler der Messung von Wechselspannungen

Auch die gemessene Spannung hat kaum Einfluss auf die Messwerte des Instruments. Das heißt, bei Verwendung von zwei zusätzlichen Behältern werden zusätzliche Fehler in den Messergebnissen deutlich reduziert.

Grenzwerte für die Messung von Wechselspannungen mit Geräten verschiedene Typen und die kleinsten Fehler dieser Geräte sind in der Tabelle angegeben. 23.3.

Als Beispiele zeigt Anhang 5 (Tabelle A.5.1). technische Eigenschaften Universalvoltmeter, mit denen Sie unter anderem Wechselspannungen messen können.

Abschließend ist Folgendes anzumerken.

Fehler bei der Messung von Strömen (Gleich- und Wechselströmen) mit Geräten des gleichen Typs und unter gleichen Bedingungen sind immer größer als Fehler bei der Messung von Spannungen (sowohl Gleich- als auch Wechselströme). Die Fehler bei der Messung von Wechselströmen und -spannungen mit Geräten gleichen Typs und unter gleichen Bedingungen sind immer größer als die Fehler bei der Messung von Gleichströmen und -spannungen.

Mehr genaue Information Die aufgeworfenen Fragen können bei abgerufen werden.

Voltmeter ist ein Messgerät, das zum Messen bestimmt ist Stromspannung Gleich- oder Wechselstrom in Stromkreisen.

Das Voltmeter wird über Fernsonden parallel an die Klemmen der Spannungsquelle angeschlossen. Je nach Darstellung der Messergebnisse werden Voltmeter in Zifferblatt- und Digitalvoltmeter unterteilt.

Der Spannungswert wird in gemessen Voltach, auf Instrumenten durch den Buchstaben gekennzeichnet IN(auf Russisch) oder lateinischer Buchstabe V(internationale Bezeichnung).

An elektrische Diagramme Das Voltmeter ist mit dem lateinischen Buchstaben V gekennzeichnet, der von einem Kreis umgeben ist, wie auf dem Foto zu sehen ist.

Die Spannung kann konstant oder wechselnd sein. Handelt es sich bei der Spannung der Stromquelle um eine Wechselspannung, so wird dem Wert das Zeichen „ vorangestellt ~ „Wenn konstant, dann das Vorzeichen“ – ".

Beispielsweise wird die Wechselspannung eines Haushaltsnetzes von 220 Volt kurz wie folgt bezeichnet: ~220 V oder ~220 V. Bei der Kennzeichnung von Batterien und Akkus ist das Zeichen „ – „ wird oft weggelassen, es wird einfach eine Zahl aufgedruckt. Die Spannung der Fahrzeug- bzw. Batterie-Stromversorgung wird wie folgt angezeigt: 12 V oder 12 V und Batterien für eine Taschenlampe oder Kamera: 1,5 V oder 1,5 V. Das Gehäuse muss in der Nähe des Pluspols mit einem „“ gekennzeichnet sein. + ".

Die Polarität der Wechselspannung ändert sich im Laufe der Zeit. Beispielsweise ändert die Spannung in elektrischen Haushaltsleitungen 50 Mal pro Sekunde ihre Polarität (die Änderungsfrequenz wird in Hertz gemessen, ein Hertz entspricht einem Wechsel der Spannungspolarität pro Sekunde).

Die Polarität der Gleichspannung ändert sich im Laufe der Zeit nicht. Daher ist es wichtig, Wechselspannung zu messen und Gleichstrom Es werden unterschiedliche Messgeräte benötigt.

Es gibt Universalvoltmeter, mit denen Sie sowohl Wechsel- als auch Wechselspannung messen können konstanter Druck ohne Betriebsartenumschaltung, zum Beispiel ein Voltmeter Typ E533.

So messen Sie die Spannung in elektrischen Haushaltsleitungen

Aufmerksamkeit! Bei der Messung von Spannungen über 36 V ist es nicht akzeptabel, dass eine Person die freiliegenden Drähte berührt, da sie einen Stromschlag erleiden kann.

Gemäß den Anforderungen von GOST 13109-97 beträgt der effektive Spannungswert in elektrisches Netzwerk da muss sein 220 V ±10 %, das heißt, es kann variieren 198 V bis 242 V. Wenn die Glühbirnen in der Wohnung schwach zu brennen begannen oder oft durchbrannten, begann die Arbeit instabil zu werden Haushaltsgeräte Um Maßnahmen zu ergreifen, müssen Sie zunächst den Spannungswert in der elektrischen Verkabelung messen.

Zu Beginn der Messungen ist es notwendig, das Gerät vorzubereiten: – Überprüfen Sie die Zuverlässigkeit der Isolierung der Leiter mit Spitzen und Sonden; – Stellen Sie den Schalter der Messgrenzen auf die Position der gemessenen Wechselspannung von mindestens 250 V;

– Stecken Sie die Anschlüsse der Leiter in die Buchsen des Geräts und orientieren Sie sich dabei an den Aufschriften daneben.

– Schalten Sie das Messgerät ein (falls erforderlich).

Wie Sie auf dem Bild sehen können, liegt die Grenze für die Änderung der Wechselspannung beim Tester bei 300 V und beim Multimeter bei 700 V. Bei vielen Testermodellen müssen Sie mehrere Schalter gleichzeitig in die gewünschte Position bringen. Geben Sie die Stromart (~ oder –), die Messart (V, A oder Ohm) ein und stecken Sie außerdem die Enden der Sonden in die erforderlichen Buchsen.

Bei einem Multimeter wird das schwarze Ende der Sonde in die COM-Buchse (gemeinsam für alle Messungen) und das rote Ende in V eingesteckt, was für die Änderung von Gleich- und Wechselspannung, Strom, Widerstand und Frequenz üblich ist. Die mit ma gekennzeichnete Buchse dient zur Messung kleiner Ströme, 10 A bei der Messung von Strömen, die 10 A erreichen.

Aufmerksamkeit! Wenn Sie die Spannung messen, während der Stecker in der 10-A-Steckdose steckt, wird das Gerät beschädigt. Im besten Fall brennt die im Gerät eingebaute Sicherung durch, im schlimmsten Fall müssen Sie ein neues Multimeter kaufen. Sie machen besonders oft Fehler, wenn sie Instrumente zur Widerstandsmessung verwenden und vergessen, den Modus zu wechseln, die Spannung zu messen. Ich habe Dutzende solcher fehlerhaften Geräte mit durchgebrannten Widerständen im Inneren getroffen.

Nachdem alle Vorarbeiten abgeschlossen sind, können Sie mit der Messung beginnen. Wenn Sie das Multimeter einschalten und auf der Anzeige keine Zahlen erscheinen, bedeutet dies, dass entweder die Batterie nicht im Gerät installiert ist oder die Kapazität bereits erschöpft ist. Typischerweise verwenden Multimeter eine 9-V-Krona-Batterie mit einer Haltbarkeitsdauer von einem Jahr. Daher auch dann, wenn das Gerät nicht benutzt wurde lange Zeit, funktioniert der Akku möglicherweise nicht. Bei stationärem Einsatz des Multimeters empfiehlt sich die Verwendung eines ~220 V/–9 V-Adapters anstelle der Krone.

Stecken Sie die Enden der Sonden in die Steckdose oder berühren Sie damit die elektrischen Leitungen.

Das Multimeter zeigt sofort die Spannung im Netzwerk an, Sie müssen die Messwerte jedoch noch in einem Zifferblatttester ablesen können. Auf den ersten Blick erscheint es schwierig, da es viele Maßstäbe gibt. Doch wenn man genau hinschaut, wird klar, auf welchem ​​Maßstab das Gerät abzulesen ist. Das betreffende Gerät vom Typ TL-4 (das mir seit mehr als 40 Jahren tadellos gedient hat!) verfügt über 5 Skalen.

Die obere Skala wird zum Ablesen verwendet, wenn sich der Schalter in Positionen befindet, die ein Vielfaches von 1 sind (0,1, 1, 10, 100, 1000). Die Skala direkt darunter ist ein Vielfaches von 3 (0,3, 3, 30, 300). Bei der Messung von Wechselspannungen von 1 V und 3 V kommen 2 zusätzliche Skalen zur Anwendung. Für die Widerstandsmessung gibt es eine separate Skala. Alle Tester haben eine ähnliche Kalibrierung, die Vielfältigkeit kann jedoch beliebig sein.

Da die Messgrenze auf ~300 V eingestellt wurde, bedeutet dies, dass die Ablesung auf der zweiten Skala mit einer Grenze von 3 erfolgen muss, indem die Ablesungen mit 100 multipliziert werden. Der Wert einer kleinen Teilung beträgt 0,1, daher ergibt sich ein Wert von 2,3 + Der Pfeil befindet sich in der Mitte zwischen den Linien, was bedeutet, dass der Messwert 2,35×100=235 V beträgt.

Es stellte sich heraus, dass der gemessene Spannungswert 235 V beträgt, was innerhalb akzeptabler Grenzen liegt. Wenn sich während des Messvorgangs der Wert der niedrigstwertigen Ziffern ständig ändert und die Nadel des Testers ständig schwankt, bedeutet dies, dass in den elektrischen Leitungsanschlüssen schlechte Kontakte vorliegen und eine Überprüfung erforderlich ist.

So messen Sie die Batteriespannung
Batterie oder Netzteil

Da die Spannung von Gleichstromquellen in der Regel 24 V nicht überschreitet, ist das Berühren der Klemmen und blanken Drähte für Menschen ungefährlich und es sind keine besonderen Sicherheitsvorkehrungen erforderlich.

Um die Eignung einer Batterie, eines Akkus oder den Zustand der Stromversorgung zu beurteilen, ist es notwendig, die Spannung an deren Anschlüssen zu messen. Die Anschlüsse runder Batterien befinden sich an den Enden des zylindrischen Körpers, der Pluspol ist durch ein „+“-Zeichen gekennzeichnet.

Die Messung der Gleichspannung unterscheidet sich praktisch nicht wesentlich von der Messung der Wechselspannung. Sie müssen lediglich das Gerät in den entsprechenden Messmodus schalten und die Polarität der Verbindung beachten.

Die Spannung, die eine Batterie erzeugt, ist normalerweise auf ihrem Gehäuse angegeben. Aber selbst wenn das Messergebnis eine ausreichende Spannung anzeigt, heißt das nicht, dass die Batterie in Ordnung ist, da die EMF (elektromotorische Kraft) gemessen wird treibende Kraft) und nicht die Kapazität der Batterie, die die Lebensdauer des Produkts bestimmt, in das sie eingebaut wird.

Um die Batteriekapazität genauer abzuschätzen, müssen Sie die Spannung messen, indem Sie eine Last an ihre Pole anschließen. Als Last für eine 1,5-V-Batterie eignet sich eine Taschenlampen-Glühbirne mit einer Nennspannung von 1,5 V. Um die Bedienung zu erleichtern, müssen Sie Leiter an deren Sockel anlöten.

Sinkt die Spannung unter Last um weniger als 15 %, ist die Batterie bzw. der Akku durchaus einsatzbereit. Wenn kein Messgerät vorhanden ist, können Sie anhand der Helligkeit der Glühbirne beurteilen, ob der Akku für die weitere Verwendung geeignet ist. Ein solcher Test kann jedoch nicht die Akkulaufzeit des Geräts garantieren. Es zeigt lediglich an, dass der Akku aktuell noch nutzbar ist.

Wir haben bereits berücksichtigt, dass Wechselspannung durch Momentan-, Durchschnitts-, Mittelwertgleichrichtungs- und Effektivwertwerte gekennzeichnet ist.

Die meisten Voltmeterskalen, mit Ausnahme der Impulsmessgeräte, sind auf Effektivwertwerte (RMS) kalibriert, die 0,707 des Amplitudenwerts entsprechen. Wenn die Formkoeffizienten bekannt sind, kann einer der Parameter zur Bestimmung der anderen verwendet werden. Bei der Messung sinusförmiger Spannungen wird der Momentanwert (Amplitude) zu U=Umeas*1,41 ermittelt, wobei Umeas der Effektivwert ist oder U=1,1*Usv (wenn der mittlere gleichgerichtete Wert gemessen wird). Bei der Messung von nicht-sinusförmigen Signalen müssen auch Korrekturen der Messwerte vorgenommen werden.

Zur Messung von Wechselspannung werden elektromechanische, thermoelektrische und elektronische Geräte eingesetzt. Die Wahl des Geräts wird durch die Spannungsgrenzen, Messbedingungen und die erforderliche Genauigkeit bestimmt.

Unter den elektromechanischen Geräten werden hauptsächlich Geräte elektromagnetischer, elektrodynamischer und elektrostatischer Systeme verwendet.

Wechselspannungsmessgeräte werden nach verschiedenen Kriterien klassifiziert:

nach Zweck: Impuls, Wechselstrom, phasenempfindlich, selektiv, universell;

nach Messmethode: direkte Bewertung und Vergleich mit der Messung;

entsprechend dem gemessenen Spannungsparameter: Amplitude, quadratischer Mittelwert und gleichgerichteter Mittelwert;

nach Art der Anzeige: Zeiger und digital.

Die meisten Voltmeter elektromagnetischer Systeme werden bei Frequenzen von 50 Hz verwendet. Genauigkeitsklasse – 2,5 – 0,5. Elektrodynamische Voltmeter haben den gleichen Frequenzbereich, aber eine höhere Genauigkeitsklasse (0,1). Die Skalengleichung ist quadratischer Natur. Vorteile: einfache Konstruktion, Möglichkeit des direkten Einsatzes in Wechselspannungskreisen, Zuverlässigkeit. Nachteile - geringe Empfindlichkeit, hoher Verbrauch aus dem Messkreis, ungleichmäßige Skala.

Elektrostatische Voltmeter werden zur Messung hoher Spannungen (bis zu 100 kV) eingesetzt. Genauigkeitsklasse 1.

Die Messung von Hochfrequenzspannung hat ihre eigenen Eigenschaften. Damit das Gerät den Messkreis nicht beeinflusst, ist es notwendig, dass sein Eingangswiderstand groß und die Eingangskapazität möglichst klein ist.

In der Praxis radioelektronischer Messungen werden am häufigsten elektronische Voltmeter und Gleichrichtervoltmeter verwendet. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass elektronische Voltmeter sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Frequenzen eine hohe Eingangsimpedanz, eine hohe Empfindlichkeit bei Verwendung eines Verstärkers und einen geringen Verbrauch des Messkreises aufweisen.

Messung der Wechselspannung durch direkte Schätzmethode.

Elektronische Voltmeter.

Blockschaltbilder elektronischer Voltmeter sind hauptsächlich nach zwei Schemata aufgebaut: Millivoltmeter und Voltmeter zur Messung hoher Spannungen. Sie sind in Abbildung M2-8 dargestellt.

Abbildung M2-8. Elektronische Voltmeter zur Messung von Wechselspannungen.

Voltmeter zur Messung hoher Spannungen bestehen aus einem Eingabegerät, einem AC-DC-Spannungswandler (Detektor), einem DC-Verstärker und einem Messgerät für das magnetoelektrische System. Millivoltmeter zeichnen sich durch das Vorhandensein eines Wechselspannungsverstärkers vor dem Detektor aus, der zur Erhöhung der Empfindlichkeit dient.

Durchschnittliche Voltmeter sind nach gebaut Strukturdiagramm der erste Typ von AC-zu-DC-Spannungswandlern basierend auf dem Durchschnittswert. Die einfachsten Durchschnittsvoltmeter sind Gleichrichtervoltmeter mit auf Dioden aufgebauten Wandlern.

Selektive Voltmeter.

Selektiv, d.h. Selektive Mikrovoltmeter werden häufig zur Untersuchung des Spektrums nichtperiodischer Signale eingesetzt. Hierbei handelt es sich um hochempfindliche Überlagerungsempfänger, die auf eine bestimmte Frequenz oder einen engen Frequenzbereich abgestimmt sind. Ein vereinfachtes Diagramm eines selektiven Voltmeters ist in Abbildung M2-9 dargestellt.

Abbildung M2-9. Selektive Voltmeterschaltung

Das gemessene Frequenzsignal Fc wird über das Eingabegerät dem Mischer zugeführt, wo auch das Signal des lokalen Oszillators ankommt. Im Mischer wird das gemessene Signal in eine Zwischenfrequenz umgewandelt und vom Verstärker verstärkt. Am Ausgang des Verstärkers befindet sich ein Voltmeter mit Digital- oder Messuhr.

Impulsvoltmeter. Impulsspannungen werden mit Impulsvoltmetern gemessen, die nach der Schaltung eines analogen elektronischen Voltmeters mit Amplitudendetektor aufgebaut sind. In diesen Schaltungen wird die Impulsspannung in Gleichspannung umgewandelt und ihr Wert gemessen. In dieser Schaltung ist es möglich, nur die Amplitude positiver Impulse zu messen; für negative muss die Diode umgekehrt eingeschaltet werden. Spezielle Impulsvoltmeter sind in Amplitudenwerten kalibriert. Sehr häufig werden oszillographische Messverfahren eingesetzt, die es ermöglichen, nicht nur die Amplitude von Impulsen zu messen, sondern auch deren Form zu beobachten.

In der Amateurfunkpraxis ist dies die häufigste Messart. Bei der Reparatur eines Fernsehers werden beispielsweise Spannungen an charakteristischen Punkten des Geräts gemessen, nämlich an den Anschlüssen von Transistoren und Mikroschaltungen. Wenn Sie es zur Hand haben Schaltplan, und die Modi der Transistoren und Mikroschaltungen sind darauf angegeben, dann finden Sie den Fehler an einen erfahrenen Meister wird nicht schwierig sein.

Beim Aufbau selbstmontierter Konstruktionen ist eine Messung der Spannungen nicht mehr wegzudenken. Die einzigen Ausnahmen sind klassische Schemata, worüber sie etwa so schreiben: „Wenn die Struktur aus brauchbaren Teilen zusammengesetzt ist, sind keine Anpassungen erforderlich, sie funktioniert sofort.“

In der Regel handelt es sich hierbei um klassische elektronische Schaltungen, beispielsweise . Der gleiche Ansatz kann sogar auf einen Audioverstärker angewendet werden, wenn dieser auf einem speziellen Chip montiert ist. Als klares Beispiel für den TDA 7294 und viele weitere Mikroschaltungen dieser Serie. Die Qualität „integrierter“ Verstärker ist jedoch gering, und wahre Kenner bauen ihre Verstärker auf diskreten Transistoren und manchmal auf Vakuumröhren. Und hier ist es einfach unmöglich, auf den Aufbau und die damit verbundene Spannungsmessung zu verzichten.

Wie und was zu messen ist

In Abbildung 1 dargestellt.

Bild 1.

Vielleicht wird jemand sagen, was kann man hier messen? Und welchen Sinn hat es, eine solche Kette zusammenzubauen? Ja, praktische Anwendung Es ist wahrscheinlich schwierig, einen für ein solches Schema zu finden. Und für Bildungszwecke ist es durchaus geeignet.

Zunächst sollte man darauf achten, wie das Voltmeter angeschlossen wird. Da die Abbildung einen Gleichstromkreis zeigt, wird das Voltmeter unter Beachtung der auf dem Gerät angegebenen Polarität in Form von Plus- und Minuszeichen angeschlossen. Grundsätzlich gilt für ein Zeigerinstrument diese Bemerkung: Wird die Polarität nicht beachtet, schlägt der Pfeil in die entgegengesetzte Richtung, in Richtung Nullteilung der Skala, aus. Es wird also eine Art negative Null sein.

Digitale Instrumente, Multimeter, sind in dieser Hinsicht demokratischer. Auch bei verpoltem Anschluss wird die Spannung trotzdem gemessen, auf der Skala erscheint lediglich ein Minuszeichen vor dem Ergebnis.

Ein weiterer Punkt, auf den Sie beim Messen von Spannungen achten sollten, ist der Messbereich des Geräts. Wenn die erwartete Spannung beispielsweise im Bereich von 10 bis 200 Millivolt liegt, entspricht die Instrumentenskala diesem Bereich von 200 Millivolt, und die Messung dieser Spannung auf einer Skala von 1000 Volt wird wahrscheinlich kein verständliches Ergebnis liefern.

Auch in anderen Fällen sollte der Messbereich gewählt werden. Für eine gemessene Spannung von 100 Volt ist der Bereich von 200V und sogar 1000V durchaus geeignet. Das Ergebnis wird das gleiche sein. Darum geht es.

Wenn Messungen mit einem guten alten Zeigerinstrument durchgeführt werden, sollten Sie zum Messen einer Spannung von 100 V den Messbereich wählen, wenn die Messwerte in der Mitte der Skala liegen, was eine genauere Ablesung ermöglicht.

Und noch eine klassische Empfehlung für die Verwendung eines Voltmeters: Wenn der Wert der gemessenen Spannung unbekannt ist, sollten Sie mit der Messung beginnen, indem Sie das Voltmeter auf den höchsten Bereich einstellen. Denn wenn die gemessene Spannung 1 V beträgt und der Bereich 1000 V beträgt, besteht die größte Gefahr in falschen Messwerten des Geräts. Wenn das Gegenteil der Fall ist – der Messbereich beträgt 1 V und die gemessene Spannung beträgt 1000 – ist die Anschaffung eines neuen Geräts unumgänglich.

Was zeigt das Voltmeter an?

Aber vielleicht kehren wir zu Abbildung 1 zurück und versuchen herauszufinden, was beide Voltmeter anzeigen werden. Um dies festzustellen, müssen Sie. Das Problem kann in mehreren Schritten gelöst werden.

Berechnen Sie zunächst den Strom im Stromkreis. Dazu müssen Sie die Quellenspannung (in der Abbildung ist dies eine galvanische Batterie mit einer Spannung von 1,5 V) durch den Stromkreiswiderstand teilen. Bei serielle Verbindung Widerstände ist es einfach die Summe ihrer Widerstände. In Form einer Formel sieht das etwa so aus: I = U / (R1 + R2) = 4,5 / (100 + 150) = 0,018 (A) = 180 (mA).

Ein kleiner Hinweis: Wenn der Ausdruck 4,5 / (100 + 150) in die Zwischenablage kopiert und dann in das Windows-Rechnerfenster eingefügt wird, erhält man nach dem Drücken der „Gleich“-Taste das Ergebnis der Berechnung. In der Praxis werden sogar noch mehr berechnet komplexe Ausdrücke, enthält eckige und geschweifte Klammern, Potenzen und Funktionen.

Zweitens erhalten Sie die Messergebnisse als Spannungsabfall an jedem Widerstand:

U1 = I * R1 = 0,018 * 100 = 1,8 (V),

U2 = I * R2 = 0,018 * 150 = 2,7 (V),

Um die Richtigkeit der Berechnungen zu überprüfen, genügt es, die beiden resultierenden Spannungsabfallwerte zu addieren. Der Betrag muss der Batteriespannung entsprechen.

Vielleicht hat jemand eine Frage: „Was ist, wenn der Teiler nicht aus zwei Widerständen besteht, sondern aus drei oder sogar zehn?“ Wie kann der Spannungsabfall an jedem von ihnen bestimmt werden? Genau das Gleiche wie im beschriebenen Fall. Zuerst müssen Sie den Gesamtwiderstand des Stromkreises bestimmen und den Gesamtstrom berechnen.

Danach wird dieser bereits bekannte Strom einfach mit multipliziert. Manchmal müssen solche Berechnungen durchgeführt werden, aber auch hier gibt es ein Problem. Um die erhaltenen Ergebnisse nicht in Zweifel zu ziehen, sollte der Strom in den Formeln in Ampere und der Widerstand in Ohm eingesetzt werden. Dann wird das Ergebnis ohne Zweifel in Volt angegeben.

Mittlerweile ist jeder daran gewöhnt, in China hergestellte Geräte zu verwenden. Dies bedeutet jedoch nicht, dass ihre Qualität schlecht ist. Es ist nur so, dass in unserem Land niemand daran gedacht hat, eigene Multimeter herzustellen, und offenbar hat man vergessen, wie man Zeigertester herstellt. Es ist einfach eine Schande für das Land.

Reis. 2. Multimeter DT838

Es war einmal, dass in den Anleitungen der Geräte deren technische Eigenschaften angegeben waren. Insbesondere bei Voltmetern und Zeigerprüfgeräten war dies der Eingangswiderstand, der in Kiloohm/Volt angegeben wurde. Es gab Geräte mit einem Widerstand von 10 K/V und 20 K/V. Letztere galten als genauer, da sie weniger zur gemessenen Spannung beitrugen und mehr anzeigten genaues Ergebnis. Dies kann durch Abbildung 3 bestätigt werden.

Figur 3.

Die effektive Spannung U beträgt 0,707 Amplitudenspannung Um.

U = Um/√2 = 0,707 * Um, woraus wir schließen können, dass Um = U * √2 = 1,41 * U

Es ist angebracht, hier ein weit verbreitetes Beispiel zu nennen. Bei der Messung der Wechselspannung zeigte das Gerät 220 V an, was bedeutet, dass der Amplitudenwert gemäß der Formel beträgt

Um = U * √2 = 1,41 * U = 220 * 1,41 = 310 V.

Diese Berechnung wird jedes Mal bestätigt, wenn die Netzspannung durch eine Diodenbrücke mit nachgeschaltetem mindestens einem Elektrolytkondensator gleichgerichtet wird: Misst man die Gleichspannung am Ausgang der Brücke, zeigt das Gerät genau 310 V an. Diese Zahl sollte man sich merken; sie kann bei der Entwicklung und Reparatur von Schaltnetzteilen nützlich sein.

Diese Formel gilt für alle Spannungen, wenn diese eine Sinusform haben. Nach einem Abwärtstransformator liegen beispielsweise 12 V Wechselstrom an. Nach der Gleichrichtung und Glättung am Kondensator wird es dann so sein

12 * 1,41 = 16,92 fast 17V. Dies ist jedoch der Fall, wenn die Last nicht angeschlossen ist. Bei angeschlossener Last sinkt die Gleichspannung auf knapp 12V. Wenn die Spannungsform eine andere als eine Sinuswelle ist, funktionieren diese Formeln nicht, die Geräte zeigen nicht das an, was von ihnen erwartet wurde. Bei diesen Spannungen werden Messungen mit anderen Geräten, beispielsweise einem Oszilloskop, durchgeführt.

Ein weiterer Faktor, der die Messwerte des Voltmeters beeinflusst, ist die Frequenz. Beispielsweise misst das Digitalmultimeter DT838 aufgrund seiner Eigenschaften Wechselspannungen im Frequenzbereich 45...450 Hz. Der alte TL4-Zeigertester sieht in dieser Hinsicht etwas besser aus.

Im Spannungsbereich bis 30V beträgt sein Frequenzbereich 40...15000Hz (fast der gesamte Audiobereich, kann beim Aufbau von Verstärkern genutzt werden), mit steigender Spannung sinkt jedoch die zulässige Frequenz. Im 100V-Bereich sind es 40...4000Hz, bei 300V 40...2000Hz und im 1000V-Bereich sind es nur 40...700Hz. Dies ist ein unbestreitbarer Sieg über ein digitales Gerät. Auch diese Werte gelten nur für sinusförmige Spannungen.

Allerdings sind manchmal keine Daten über Form, Frequenz und Amplitude von Wechselspannungen erforderlich. Wie lässt sich beispielsweise feststellen, ob der Lokaloszillator eines Kurzwellenempfängers funktioniert oder nicht? Warum „fängt“ der Empfänger nichts?

Es stellt sich heraus, dass alles sehr einfach ist, wenn Sie ein Zeigegerät verwenden. Sie müssen es bis zu einem beliebigen Grenzwert zum Messen von Wechselspannungen einschalten und mit einer Sonde (!) die Anschlüsse des Lokaloszillatortransistors berühren. Treten hochfrequente Schwingungen auf, werden diese von Dioden im Gerät erkannt und der Zeiger weicht um einen Teil der Skala aus.