Ratgeber: Alles über Multimeter
Tipps zur Auswahl und Messung
Digitalmultimeter oder Vielfachmessgeräte sind aus Profi- und Hobbywerkstätten nicht mehr wegzudenken. Die modernen Messinstrumente sind sehr vielseitig und extrem hilfreich – wenn man weiss, wie man sie richtig und sicher bedient. Wie ein Multimeters funktioniert, welche Parameter Sie wie messen und auf welche Sicherheitsstandards Sie unbedingt achten müssen – das und mehr erfahren Sie in unserem umfangreichen Ratgeber.
Was ist ein Multimeter?
Digitalmultimeter oder DMM sind vielseitige und hilfreiche Messgeräte. Typischerweise erfassen sie die Spannung (V), den Strom (A) und den Widerstand (in Ohm) in elektrischen oder elektronischen Schaltungen. Damit fasst ein Multimeter die Funktionen eines Volt-, Ampere- und Ohmmeter in einem handlichen Gerät zusammen.
Ein DMM misst Strom, Spannung, Widerstand und Durchgang in Schaltungen und Komponenten. Manche können noch andere Grössen prüfen, doch die meisten konzentrieren sich auf diese vier Parameter. Da diese Funktionen allesamt in einem einzigen Gerät untergebracht sind, kann die Fehlersuche bei einem anderen Apparat deutlich schneller ablaufen als zuvor. Sie werden darüber hinaus auch zur Analyse von Schaltungen eingesetzt und können so beispielsweise den Widerstand einer bestimmten Komponente herausfinden.
Multimeter: Analog oder Digital?
Der grösste Unterschied zwischen Digital- und Analogmultimetern liegt in der Anzeige. Analogmultimeter zeigen den Messwert mit einer Nadel auf einer mehrfach-Skala an. Die einzelnen Messgrössen sind dabei farblich markiert- Da man beim Ablesen leicht die Skalen verwechseln kann oder durch einen seitlichen Blick den Messwert leicht verfälscht, werden analoge Varianten heutzutage fast nicht mehr gebraucht.
Auch die digitale Version misst zunächst analog und wandelt den Wert dann mittels einem A/D-Wandler in diskrete Zahlen um (s.u. "Wie funktioniert ein Digitalmultimeter"), die über ein numerisches LC-Display ausgegeben werden. Hier sind Ablese-Fehler quasi ausgeschlossen. Wie präzise die angezeigten Messwerte sind, hängt massgeblich von der Auflösung des Displays und der Abtastrate des Gerätes ab. Mit einem modernen DMM können Sie jedoch auch schnell wechselnde Werte problemlos und präzise bestimmen. Des Weiteren sind DMM kompakter als ihre analogen Vorgänger; das kleinere Gehäuse beherbergt mehr Funktionen.
Wofür werden Digitalmultimeter verwendet?
Die Multitalente werden in einer Vielzahl von Anwendungen gebraucht, da sie alle elektrischen Grössen prüfen können. Dazu gehören Überwachung, Fehlererkennung, -analyse und -behebung in vielen Teilbereichen und Phasen der elektronischen Entwicklung und Fehlerbeseitigung. Sie sind das richtige Werkzeug, wenn Sie akkurate und leicht ablesbare Messwerte von elektrischen Grössen benötigen.
Einer der geläufigsten Einsatzbereiche ist die Fehlersuche. Hierfür verfügen sie über ein anwenderfreundliches System an Leitungen in Form zweier Sonden, die mühelos Kontakte zu den elektronischen Bauteilen einer Leiterplatte, isolierten elektronischen Komponenten oder sonstiger elektronischer Hardware herstellen.
Bei sehr komplexen Schaltungen kann ein DMM helfen, die fehlerhafte Komponente in einer Vielzahl verschiedenster Geräte zu identifizieren. Eine Ausnahme hiervon sind Widerstände, die für einen ordnungsgemässen Messwert normalerweise von dem jeweiligen Schaltkreis isoliert werden müssen. Die Durchgangsmessung ist hingegen ausgesprochen wertvoll um schlichtweg zu bestimmen, ob ein Schaltkreis kurzgeschlossen oder anderweitig geöffnet ist.
Mögliche Anwendungen sind:
- Elektrische Überprüfung von Steckdosen und Lichtanlagen
- Renovierung und Kabelinstallation
- Allgemeine Analyse, Vermessung und Fehlerbehebung in elektrischen Schaltkreisen, Geräten und Bauteilen wie Batterien, Hausverkabelung, Elektromotoren und Stromquellen
Wie funktioniert ein Digitalmultimeter?
Obwohl ein DMM mehrere verschiedene elektrische Kenngrössen misst, basieren alle auf der Messung der Spannung. Dieser Wert wird verwendet, um andere Werte zu berechnen. Dies ist zunächst ein analoger Wert. Er wird von einem AD-Wandler (Analog-Digital-Umsetzer) im Gerät abgetastet und in ein digitales Abbild des Messwertes umgewandelt. Der digitale Wert wird dem Bediener dann auf dem Bildschirm angezeigt. Grössen, die nicht elektrischer Natur sind—darunter die Temperatur—werden jedoch auf andere Art gemessen. In der Regel benötigen Sie dafür weiteres Zubehör, wie zum Beispiel einen Temperaturfühler.
Um korrekte Werte zu erhalten, ist es wichtig, wie das Messgerät mit dem elektrischen Gerät oder Schaltkreis verbunden wird. Jede der folgenden Aufgaben erfordert unterschiedliche Messmethoden und Einstellungen:
- Geräte- oder Schaltkreisspannung
- Widerstands eines Bauteils
- durch einen Stromkreis fliessenden Stroms
- Kontinuität - d.h. des Vorhandenseins eines vollständigen und ungehinderten Pfads für den Stromfluss - auf verschiedenen Bauteilen wie Schaltern, Verbindungen und Sicherungen
- Dioden-Tests
Wie benutzt man ein Digitalmultimeter?
Den korrekten Messbereich wählen
In der Regel befindet sich in der Mitte des Gerätes ein Auswahlrad, mit dem Sie zwischen den Messgrössen wählen. Achten Sie darauf, dass Sie die richtige Grösse auswählen, da Sie sonst keine aussagekräftigen Werte erhalten. Zeigt das Display wegen einer falschen Bereichseinstellung null Volt an, obwohl volle Netzspannung anliegt, kann das sogar lebensgefährlich werden. Mit einem modernen DMM mit Auto Ranging Funktion kann Ihnen dies nicht passieren.
Das Digitalmultimeter korrekt anschliessen
Einen Multitester richtig anzuschliessen, benötigt etwas Übung. In der Regel verfügen die Geräte über einen Ausgang und einen oder mehrere Eingänge für unterschiedliche zu prüfenden Stromstärken. Manche verfügen zudem über einen separaten Eingang für die Durchgangsmessung, bei anderen ist dies jedoch nicht der Fall.
Die negative Messleitung schliessen Sie immer an den Ausgang an. Normalerweise ist er mit COM beschriftet ist. Wie Sie die positive Messleitungen anschliessen hängt davon ab, welche Grösse Sie messen möchten. Eine genaue Anleitung, wie Sie Spannung, Strom und Widerstände messen, finden Sie in den folgenden Abschnitten.
Mit dem Multimeter Spannung messen
Für die Spannungsmessung schalten Sie Ihr Gerät parallel zur Spannungsquelle. Das kann eine Batterie oder ein Schaltkreis sein. Stellen Sie als das Wählrad auf Voltmeter (V) ein. Moderne DMM erkennen automatisch, ob eine Gleich- oder Wechselspannung anliegt, bei einigen Geräten müssen Sie jedoch den korrekten Wert auswählen.
Achten Sie ausserdem auf die korrekte Polung der Messleitungen – werden negative Werte angeziegt, haben Sie die positive Messleitung auf den negativen Pol gesetzt. Sobald Sie die Leitungen tauschen, erhalten sie den korrekten (positiven) Wert.
Innerhalb eines Schaltkreises können Sie entweder an einzelnen Widerständen oder Verbrauchern oder die Gesamtspannung messen.
- Für die Prüfung einzelner Widerstände/Verbraucher platzieren Sie die Messspitzen direkt vor und nach diesem
- Gesamter Schaltkreis: Platzieren Sie die positive Messleitung vor den ersten und die negative nach den letzten Verbraucher/Widerstand (jeweils nah der Spannungsquelle)
Strom mit dem Multimeter messen
Für eine Strommessung muss das Gerät in Reihe geschaltet werden. Anders als bei der Spannungsmessung ist es egal, wo am Schaltkreis Sie die Messung vornehmen, da die Stromstärke im gesamten Kreislauf gleich bleibt. Stellen Sie das Drehrad auf Amperemeter (A) ein und achten Sie auf die richtige Polung der Messleitungen. Auch hier zeigt Ihnen ein negativer Ausgabewert, dass die Messpitzen an den falschen Stellen sitzen.
Wichtiger Hinweis
Für die Strommessung stehen Ihnen in der Regel mehrere Bereiche zur Verfügung (z.B. µA, mA, A). Auch gibt es teilweise verschiedene Eingänge für die Plus-Messleitung: eine für Messungen bei geringen Strömen für grössere Genauigkeit und eine für grössere Strome, um das Gerät vor Schäden zu schützen.
Sind Sie unsicher, wie hoch der Strom ist, sollten Sie mit dem grössten Bereich starten und die Messleitung am entsprechenden Eingang anschliessen. Für genauere Ergebnisse können Sie beides anschliessend anpassen. Im Gerät sind natürlich Sicherungen verbaut – doch legen Sie einen zu grossen Strom an, entstehen Schäden am Gerät. Im besten Fall müssen Sie eine geschmolzene Sicherung oder das ganze Gerät ersetzen, Sie gehen aber auch ein enormes Sicherheitsrisiko ein.
Widerstand messen
Die Widerstandsmessung funktioniert ähnlich wie die Spannungsmessung – Sie führen die Messung jedoch im stromlosen Zustand durch. Sie schalten das Multimeter parallel und stellen es als Ohmmeter (Ω) ein. Das Gerät legt nun eine geringe Spannung an die Batterie/den Widerstand/das Bauteil an. Je nachdem, wie hoch der Widerstand ist, fliesst ein stärker oder geringerer Strom. Daraus ermittelt das Digitalmultimeter den Widerstandswert und gibt ihn in Ω, kΩ oder MΩ aus.
Sonderfall: Vierleitermessung
Die Vierleitermessung oder Vier-Draht-Messung ist eine Messmethode, bei der Sie sehr exakte Messwerte auch kleiner Widerstände erhalten. Die Methode kompensiert alle Widerstände, die durch die Messdrähte in die Messung eingebracht werden. So funktioniert’s:
Sie verbinden den zu messenden Widerstand über Vier-Leiter-Testclips mit einer Konstantstromquelle. So wissen Sie sicher, welcher Strom auf dem Stromkreis anliegt. Nun stellen Sie Spannung ein und platzieren die beiden Messfühler an jeweils einem Clip. Da Sie nun sowohl den Strom auf dem Stromkreis als auch die Spannung über den Widerstand kennen, können Sie den Widerstand ganz einfach ausrechnen: Widerstand = Spannung/Strom.
Durchgangsprüfung
Mit einer Durchgangsprüfung stellen Sie fest, ob zwei Punkte in einem Schaltkreis miteinander elektrisch verbunden sind. So können Sie zum Beispiel schnell herausfinden, wo ein Schaltkreis unterbrochen ist. Natürlich könnten Sie diese Information auch über eine Widerstandsmessung erhalten – müssen Sie jedoch viele solcher Messungen vornehmen, ist eine spezielle Durchgangsprüfung deutlich bequemer.
Stellen Sie Durchgangsprüfung ein und schliessen Sie die positive Messleitung an den dafür vorgesehenen Eingang an. Positionieren Sie die Messfühler vor und nach dem Bauteil, dass Sie prüfen möchten. Fliesst ein elektrischer Strom, gibt das DMM einen Summton aus. So wissen Sie, dass die Bauteile korrekt angeschlossen sind, ohne ständig auf das Display schauen zu müssen.
Die passende Messkategorie wählen
Die Sicherheitskategorie enthält ungeheuer wichtige Informationen. Sie gibt an, wo und unter welchen Voraussetzungen das Gerät sicher verwendet werden kann. Ein DMM der Kategorie I wird beispielsweise lediglich für elektronische Komponenten verwendet, die nicht direkt an den Netzstrom angeschlossen sind. Am anderen Ende des Spektrums können Multimeter der Kategorie IV auch an Schaltungen mit sehr hohen Stromstärken verwendet werden. Für jedes Digitalmultimeter muss sowohl eine Messkategorie als auch ein Spannungsbereich angegeben sein.
| Messkategorie | Geeignet für |
| Cat I | Prüfung von Stromkreisen, die nicht direkt mit dem Netz verbunden sind, batteriebetriebenen Geräten, Niedervolt Kfz-Technik und Geräten der Schutzklasse III |
| Cat II | Prüfung von Stromkreisen, die direkt an Niederspannungsanlagen angeschlossen sind. Beispiele sind Haushaltsgeräte und kleinere tragbare Werkzeuge |
| Cat III | Prüfung von für Bauinstallationen wie Verkabelung, Leistungsschalter und Verteilungsplatinen sowie Industrieanlagen |
| Cat IV | Prüfung an der Quelle von Niederspannungsanlagen, einschliesslich Stromzählern, Rippelsteuergeräten und Überstromschutzvorrichtungen |
Formen und Funktionen
Es gibt zwei Typen: Hand- und Tischmultimeter. Handmultimeter sind besonders kompakt und tragbar. Dadurch eignen sie sich ideal für Arbeiten unterwegs oder beim Kunden oder für Messungen an schwer zugänglichen Kreisläufen und Maschinen. Sie können zum Teil auch halbpermanent an einem Arbeitsplatz eingebaut werden.
Tischmultimeter dagegen sind tendenziell sperriger und weniger leicht zu bewegen. Dafür verfügen sie in der Regel über eine höhere Messgenauigkeit und stellen die Messdaten mit mehr Details dar als Handmultimeter. Der Hauptunterschied zwischen Hand- und Tischmodellen liegt in ihrer höchstmöglichen Genauigkeit: Je kleiner ein Gerät ist, desto weniger empfindlich (und daher genau) wird es insgesamt sein.
Die meisten DMM-Modelle, die heute erhältlich sind, bieten zudem eine Reihe erweiterter Modi. So ist zum Beispiel die Möglichkeit zum Wechsel zwischen Wechsel- und Gleichstrommessungen heutzutage weitgehend Standard ist. Einige Modelle bieten zusätzliche Einstellungen für Kontinuitäts- und Diodenprüfungen. Häufig stellen Sie die Ausgabewerte als akustische Signale dar. Auch Kapazitäts- und Induktivitätsmessungen sind mit einigen Modellen möglich.
Was ist das richtige Digitalmultimeter für mich?
Das perfekte Digitalmultimeter gibt es nicht. Welches Gerät für sich Sie am besten eignet hängt davon ab, welche Messungen Sie mit welcher Präzision in welchen Umgebungen machen müssen. Achten Sie bei Ihrer Wahl besonders auf die folgenden Eigenschaften:
- Absolutes Maximum: Jedes Multimeter hat maximale Werte, die es für die einzelnen Messbereiche prüfen kann:
- Wechsel- und Gleichstrommesswerte
- Widerstandmesswerte
- Temperaturmesswerte
- Kapazitätsmesswerte
- Frequenz
- Höchste Genauigkeit: Je nach Einsatzgebiet sind benötigen Sie unterschiedliche Toleranzen. Generell gilt: Je kleiner der Wert, den Sie wessen möchten, desto genauer die Messung sein.
- Sicherheitskategorie: Die Sicherheitskategorie ist eins der wichtigsten Merkmale eines Multimeters. Möchten Sie kleinere Stromkreise überprüfen, die über eine handelsübliche Batterie versorgt werden? Oder prüfen Sie Geräte, die an Starkstrom angeschlossen sind? Achten Sie darauf, dass Sie eine ausreichende Sicherheitskategorie wählen.
- Auflösung: An der Auflösung erkennen Sie, wie gross der Unterschied zwischen zwei Messwerten ist. Das kontinuierliche analoge Signal wird über einen AD-Wandler in einen digitalen Wert um – unterschiedliche Multimeter zeigen diesen Wert in unterschiedlich feinen Schritten an.
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Welche Unternehmen stellen Digitalmultimeter her?
DMM werden von vielen verschiedenen Firmen hergestellt. Geräte für den professionellen Gebrauch müssen echte Präzisionswerkzeuge sein, weshalb die Anzahl der Hersteller, die derartige Komponenten direkt an Kunden aus der Industrie und anderen anspruchsvollen Bereich vertreiben, etwas geringer ausfällt. Zu solchen Herstellern zählen jedoch unter anderem die folgenden:
- Agilent Technologies. Das Unternehmen mit Sitz in den USA fertigt Messgeräte aller Art.
- Aim-TTi: Aim-TTi steht für Thurlby Thandar Instruments and Aim Instruments. Das Unternehmen mit Sitz in den USA stellt viele verschiedene Arten von Messgeräten her.
- Amprobe: Dieser Hersteller bietet zahlreiche Produkte für das Baugewerbe sowie für Klima- und Heizanlagen und ähnliche Anwendungen. Ihr Augenmerk liegt dabei auf Prüf- und Messgeräten.
- Chauvin Arnoux: Das Unternehmen aus Frankreich ist auf Messgeräte in allen möglichen Facetten spezialisiert.
- Gossen Metrawatt: Dieser Hersteller bietet verschiedenste elektrische Sicherheitstester, Messgeräte und ähnliches.
- Hameg: Das Unternehmen spezialisiert sich auf Messinstrumente für Anwendungen in Labors und führt hierfür viele verschiedene Modelle.
- ISO-TECH: ISO-TECH stellt Oszilloskope und viele andere elektrische Testgeräte her.
- Keithley: Ein weiterer Hersteller mit Fokus auf Testgeräten. Der Firmensitz befindet sich in Ohio, USA.
Fluke Digitalmultimeter
Fluke Digitalmultimeter sind weit verbreitete diagnostische Messgeräte. Viele Techniker aus verschiedenen Berufsfeldern verlassen sich auf diese Marke.
Produktmerkmale:
- Fluke-Produkte bieten in der Regel mehrere Funktionen zum Testen zahlreicher Komponenten und Schaltkreise, wobei gleichzeitig die Spannung/der Widerstand über ihre grossen, leicht lesbaren LCD-Bildschirme numerisch oder grafisch angezeigt werden
- Je nach Modell kann ein Fluke-Multimeter auch die Möglichkeit bieten, andere nützliche Parameter zu prüfen, z. B. Arbeitszyklen, Frequenzen, Druck, Temperatur und Feuchtigkeit
- Lebenszeitgarantien für viele Modelle
Häufig gestellte Fragen
Was ist das „absolute Maximum“ bei einem digitalen Multimeter?
Das „absolute Maximum“ ist der grösste Wert eines Messbereichs, der sicher gemessen werden kann, ohne erheblichen Schaden zu nehmen. Ein absolutes Maximum gibt es für jede messbare Grösse.
Was ist die maximale Frequenz?
Hiermit wird die höchste Frequenz beschrieben, die das jeweilige Multimeter auslesen kann.
Was ist mit der Modellnummer gemeint?
Dies entspricht der Modellnummer eines bestimmten Digital Multimeters. Sie bietet die Möglichkeit, mühelos die verschiedenen Optionen eines bestimmten Herstellers zu überblicken, da viele Hersteller zahlreiche verschiedene Produkte anbieten.
Was versteht man unter einem Echt-Effektivwert?
Der Echt-Effektivwert (True RMS) gibt Aufschluss darüber, wieviel Unterschied zwischen der potenziellen und der tatsächlich anliegenden Spannungen liegt. In der Praxis wird dieser Wert vor allen Dingen verwendet um die Verlustleistung eines Widerstands zu bestimmen.
Was kann man mit einem Digitalmultimeter messen?
Die meisten Digitalmultimeter können Strom (Ampere), Spannung (Volt) und Widerstand (Ω) prüfen. Einige können zusätzlich Dezibelwerte, Frequenzen, und Temperaturen prüfen.
In welchen Anwendungen können Digital Multimeter eingesetzt werden?
Anwendungen von Digital Multimetern umfassen im Prinzip sämtliche Bereiche, bei denen der Zustand eines Schaltkreises oder einer bestimmten Komponente bekannt sein muss. Hierzu zählen die Bereiche Automobilbau, Klimatechnik, Hauselektrik, Marine, Hobbybau, Industrie und mehr. Multimeter zählen weltweit zu den am häufigsten verwendeten elektrischen Tools.
Was ist die „grösste Genauigkeit“ eines Digitalmultimeters?
Die grösste Genauigkeit wird in der Regel in Prozent angegeben und zeigt an, wie präzise ein Multimeter welche Grösse abtasten kann. Je grösser dieser Wert ist, desto höher ist die Messgenauigkeit.
Was beschreibt die Auflösung eines Multimeters?
Die Auflösung gibt an, wie gross die Schritte zwischen zwei Messwertausgaben sind. Ähnlich wie bei einer digitalen Waage, die in 5g, 1g oder 0,1g Schritten das Gewicht anzeigt, zeigen unterschiedliche Multimeter die Werte unterschiedlich fein untergliedert an.
Was beschreiben Sicherheitskategorie und Sicherheitskategorie Spannung?
Diese Angaben beschreiben, unter welchen Bedingungen es eingesetzt werden kann. Die Sicherheitskategorie Spannung gibt dabei an, wieviel Spannung in Schaltungen mit Gleich- bzw. Wechselstrom das Gerät sicher messen kann. Die beiden Werte werden meist gekoppelt angegeben, z.B. gibt es Geräte in CAT III 1000V oder CAT III 600 V.
Welche Arten von Batterien sind für Digital Multimeter erhältlich und was ist mit der Betriebsdauer einer Batterie gemeint?
Digital Multimeter können mit Batterien in Standardgrössen betrieben werden, darunter AA und AAA. Dabei kommen die handlichsten Varianten bereits mit einer einzigen Batterie aus. Uhrenbatterien und Akkus bieten weitere Optionen für diese Geräte.
Die Betriebsdauer einer Batterie gibt an, wie lange die Batterie das Gerät unter Normalbetrieb mit genügend Energie versorgen kann. Bei den meisten Geräten liegt dieser Wert im Bereich mehrerer Hundert Stunden.
Was ist der Unterschied zwischen analogen und digitalen Multimetern?
Hauptunterschied liegt in der Anzeige: Analoge Multimeter geben den Wert mit einer Nadel über einer Skala aus während Digitalmultimeter feste Werte auf einem digitalen Display darstellen. Digitale Multimeter sind effizienter und in dem meisten Anwendungen genauer. Dadurch haben sie sich weitgehend durchgesetzt, sind breiter verfügbar und günstiger.
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