Messtechnik – verschiedene Messverfahren im Überblick

In Industrie, Handwerk sowie Land- und Forstwirtschaft ist es regelmässig notwendig, physikalische Grössen zu messen. Dafür gibt es die verschiedensten Messgeräte, auch im Sortiment von Conrad. Einige davon erfassen Daten aus der Umwelt. Das sind hauptsächlich Thermometer, Messgeräte zur Bestimmung der Luftqualität und solche zur Schallmessung. In Unternehmen kommen diese häufig zur Kontrolle der Bedingungen an Arbeitsplätzen zum Einsatz.

Messgeräte für elektronische und elektrotechnische Anwendungen
Strom messen mit dem Amperemeter oder Multimeter
Zubehör für die elektronische Messtechnik
Tastköpfe für Oszilloskope

Energiekosten Messgerät
Temperatur messen
Luftqualität Messgeräte

Feuchtemesser finden für unterschiedliche Zwecke Verwendung, ob zur Messung der Luftfeuchtigkeit, dem Feuchtigkeitsgehalt von Materialien oder der Bestimmung der Bodenfeuchte. Thermo- und Hygrometer sind neben Barometern und Regen- sowie Windmessern wichtige Komponenten der Wettermesstechnik. Es gibt komplette Wettermessstationen, die diese Geräte miteinander kombinieren. Weiterhin können für Unternehmen auch Geräte zur Beleuchtungsmessung und Geigerzähler sowie Dosimeter zur Bestimmung der radioaktiven Strahlung relevant sein.

Für ganz unterschiedliche Zwecke sind in fast allen Industriezweigen regelmässig Längen zu messen. Dafür gibt es die klassischen Messwerkzeuge wie Massband, Messschieber und Zollstock. Entfernungen lassen sich darüber hinaus auch durch elektronische Geräte bestimmen, die mit Laser- oder Ultraschalltechnik arbeiten. Für elektronische und elektrotechnische Geräte und Anlagen kommt ebenfalls ganz unterschiedliche Messtechnik zum Einsatz. Auf eine Auswahl geht der nächste Abschnitt näher ein.

Wenn Sie Messtechnik für die Elektrotechnik brauchen, klären Sie vor dem Kauf einige grundsätzliche Fragen. Das gilt unabhängig davon, was Sie konkret messen möchten. Wenn Sie das Messgerät häufig mobil einsetzen werden, achten Sie auf eine transportable Bauart. So können Sie an verschiedene Stellen im Unternehmen oder auch bei Kunden Messungen durchführen. Werden Sie das Gerät hingegen vorwiegend an einem bestimmten Arbeitsplatz einsetzen, eignet sich stationäre Messtechnik oft besser. Sie bietet in vielen Fällen einen grösseren Funktionsumfang.

Elektronische Messtechnik ist immer für einen bestimmten Messbereich vorgesehen. Überlegen Sie deshalb, wofür Sie das Gerät konkret einsetzen werden und in welchem Bereich die Messwerte liegen werden. Überlegen Sie auch, ob Sie die Messdaten speichern und auswerten möchten. Dafür haben viele Messgeräte interne Speichern, USB-Anschlüsse oder Datenlogger.

Beachten Sie weiterhin, für welche Messungen das Gerät oder Zubehör eingesetzt werden darf. Unter den Produktdetails bei Conrad finden Sie Informationen dazu. Es gibt folgende standardisierte Messkategorien:

CAT I (Stromkreise ohne Verbindung zum Netz)
CAT II (an Niederspannungsnetzen)
CAT III (an Gebäudeinstallationen)
CAT IV (an Übergabepunkten zu Niederspannungsinstallationen)

Wenn Sie nur die Stromstärke messen wollen, genügt ein reines Amperemeter. Eine besondere Ausführung ist die Stromzange. Diese kann in einem Leiter dem Strom messen, ohne dass der Stromkreis dafür unterbrochen werden muss. Denn die Stromzange umschliesst während der Messung den Leiter, sodass dieser sich in dem teilbaren Eisenkern der Zange befindet. Anhand der Änderung des Magnetfelds lässt sich die Stromstärke bestimmen. Es gibt Wechselstromzangen sowie Allstromzangen, die sich auch für Gleichstrommessungen eignen.

Da Sie in der Praxis häufig nicht nur den Strom messen, sondern auch weitere elektrische Grössen, kommen häufig Multimeter zum Einsatz. Diese bieten unterschiedliche Messfunktionen in einem Gerät.

Standardmässig eignen sie sich zur Strom-, Spannungs- und Widerstandsmessung, aber auch Kapazitäts- und Frequenzmessfunktion sowie eine Diodentestfunktion sind häufig vorhanden.

Viele Multimeter sind akkubetriebene Handgeräte, die sich für den mobilen Einsatz eignen. Es gibt aber auch Tischmultimeter mit einem grösseren Funktionsumfang, die oftmals eine höhere Messgenauigkeit bieten. Diese kommen beispielsweise in Werkstätten oder Labors zum Einsatz. Oft haben sie ein grösseres Display, das auch grafische Darstellungen erlaubt. Häufig sind Steckplätze für Erweiterungen, ein USB-Anschluss oder ein interner Speicher vorhanden. Für die Einstellung des Messbereichs bieten sie oft mehr Möglichkeiten.

Abgreifklemmen - Zubehör für elektronische Messtechnik

Beim Messen mit dem Multimeter müssen Sie Verbindungen zu elektrischen Leitern herstellen. Dazu brauchen Sie ab Abgreifklemmen. Diese stellen während der Messung den Kontakt zum Leiter her. Achten Sie darauf, dass Sie Abgreifklemmen verwenden, die sich für den jeweiligen Messbereich eignen. Es gibt verschiedene Bauweisen. Am bekanntesten sind die Krokodilklemmen, die mit ihren zwei Zahnreihen den Leiter fassen. Feinere Ausführungen davon sind Miniatur-Abgreifklemmen und Feinabgreifklemmen. Diese funktionieren nach dem gleichen Prinzip, eignen sich aber für kleinere Messpunkte.

Zum häufig genutzten Zubehör zählen auch Messleitungen. Das sind Kabel mit fest montierten Anschlüssen. Sie verbinden den elektrischen Leiter, an dem die Messung durchgeführt werden soll, mit dem Messgerät. Es gibt verschiedene Arten von Anschlüssen, die sich für unterschiedliche Zwecke eignen. Dazu gehören fixierbare Krokodilklemmen ebenso wie Prüfspitzen für kleine Messpunkte, die Sie während der Messung halten müssen. Weitere Varianten sind 4-mm-Stecker, Lamellenstecker und N-Steckverbinder, die Sie ebenfalls im Sortiment von Conrad finden.

Auch Oszilloskope sind ein wichtiger Bestandteil der elektrischen Messtechnik. Man verwendet sie dafür, Spannungsverläufe im Zeitablauf zu veranschaulichen. Punktuelle Messungen gelingen dabei mithilfe von Tastköpfen. Diese werden meist per Stecker an die Messleitung angeschlossen, wobei die Prüfspitze den Kontakt zum Messpunkt herstellt. Es lassen sich passive, aktive und differentielle Tastköpfe unterscheiden.

Am häufigsten kommen die passiven Tastköpfe zum Einsatz. Diese brauchen im Gegensatz zur aktiven Variante keine zusätzliche Stromversorgung und sind preisgünstiger. Aktive Tastköpfen verstärken das Eingangssignal, wofür eine zusätzliche Energiequelle vorhanden sein muss. Ihr Vorteil ist die höhere Signalgenauigkeit. Ein differentieller Tastkopf misst nicht zwischen einem Messpunkt und dem Massepotenzial, sondern zwischen 2 Messpunkten, wofür ein Differenzverstärker notwendig ist. Mit einem differentiellen Tastkopf können Sie über eine grosse Bandbreite messen.

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Unternehmen müssen ihre Kosten im Blick behalten, woran die Stromkosten einen grossen Anteil haben. Es gibt Messtechnik, die das ermöglicht. Ein Energiekosten Messgerät befinden sich zwischen dem Verbraucher und dem Netz und registriert den Verbrauch in Echtzeit. In Verbindung mit einem gespeicherten Tarif lassen sich mit einigen Modellen auch direkt die Kosten anzeigen. Es gibt Varianten mit Display, bei denen Sie die Werte direkt ablesen können. Häufig ist ein farbiges LED-Licht vorhanden, das eine Art Ampelfunktion erfüllt.

Energiekosten Messgeräte ohne Display bieten die Möglichkeit, Daten an das Smartphone oder Tablet zu übertragen. Dort können Sie diese auswerten. Mitunter besteht die Möglichkeit, zwei Tarife miteinander zu vergleichen. Mobile Energiekosten Messgeräte sind zur gelegentlichen Überprüfung, aber nicht für den dauerhaften Einsatz an einer bestimmten Stelle gedacht. Für grössere industrielle Anlagen kommt mitunter auch fest installierte Messtechnik zur Energiekosten-Überwachung zum Einsatz.

Temperaturmessungen sind für viele Anwendungsbereiche in fast allen Industriezweigen relevant. Oft eignen sich dafür die klassischen Flüssigkeits-, Gasdruck- und Bimetallthermometer. Darüber hinaus gibt es verschiedene Formen elektronischer Thermometer. Beispiele dafür sind Thermoelemente und Widerstandstemperaturfühler.

Wenn es darauf ankommt, die Temperatur eines Gegenstands ohne Berührung zu messen, sind Infrarotthermometer (IR Thermometer) eine gute Wahl. Auch zur berührungslosen Messung der Körpertemperatur kommen IR Thermometer zum Einsatz. Sie registrieren die Infrarotstrahlung, die von dem Körper oder Gegenstand ausgeht. Ein Sensor wandelt diese in ein elektrisches Signal um.

Temperatur messen mit einem IR Thermometer

Beachten Sie bei der Messung dem Emissionsgrad des jeweiligen Materials. Das IR Thermometer sollte speziell dafür ausgelegt sein. Denn nicht jedes Material gibt bei einer bestimmten Eigentemperatur im gleichen Mass Infrarotstrahlung ab. Wenn Sie mit einem IR Thermometer arbeiten, bei dem sich der Emissionsgrad einstellen lässt, nutzen Sie eine Emissionsgrad-Tabelle.

IR Thermometer gibt es als kompakte Taschengeräte und als Messpistolen, die sich auch für grössere Distanzen eignen. Einige sind zusätzlich mit einer Wärmebildkamera ausgestattet. Sie kommen zum Beispiel für die Suche nach thermischen Lecks an Fenstern und Türen zum Einsatz.

Die Luftqualität ist ein wichtiger Aspekt für die Gesundheit und das Wohlbefinden von Menschen. Deshalb ist es von grosser Bedeutung, die Luftqualität zu messen und zu überwachen, besonders an Orten, an denen Menschen viel Zeit verbringen, wie beispielsweise am Arbeitsplatz oder in Innenräumen.

In der Messtechnik zur Messung der Luftqualität kommen verschiedene Technologien zum Einsatz, die auf die unterschiedlichen Arten von Luftverschmutzung abzielen. Ein Beispiel dafür sind Partikelzähler, die den Gehalt an Feinstaub oder anderen schwebenden Partikeln messen können. Diese Partikel können durch Industrieemissionen, Verkehr oder durch natürliche Quellen wie Pollen oder Staub verursacht werden. Die Partikelzähler sind in der Lage, die Konzentration der Partikel in der Luft zu bestimmen und somit die Luftqualität zu bewerten.

Ein weiteres Beispiel sind Messgeräte, die Keime in der Luft aufspüren können. Diese Geräte funktionieren nach dem Prinzip einer Petrischale, in die die angesaugte Raumluft geleitet wird. Hier können mögliche Krankheitserreger aus der Luft aufgefangen und identifiziert werden.

Neben Partikeln und Keimen können auch andere Schadstoffe wie Radon, Formaldehyd oder flüchtige organische Verbindungen (VOC) die Luftqualität beeinträchtigen. Es gibt spezielle Messgeräte, die auf diese Stoffe ausgerichtet sind und eine kontinuierliche Überwachung ermöglichen.

Die regelmässige Anwendung von Luftqualität Messgeräten ist wichtig, um mögliche Gesundheitsgefahren rechtzeitig zu erkennen. Durch die kontinuierliche Messung und Überwachung der Luftqualität kann gezielt auf mögliche Probleme reagiert werden, um so eine gesunde Arbeitsumgebung oder Wohnatmosphäre zu gewährleisten.