Richtig Messen

Vorwort

„Richtig Messen“, das klingt fast nach einem Handbuch für einen Zollstock, dem soll aber nicht so sein ;)
Ich möchte hier in diesem Artikel auf diverse Messmöglichkeiten eingehen, ein paar Worte zur Handhabung und noch ein paar Tipps&Tricks.

Messgeräte im Überblick

Wenn man messen will, gebietet einem die Logik, auch ein Messgerät zu haben. Was es da alles gibt, will ich hier kurz aufführen. Natürlich ist das keine komplette Liste aller möglichen Messgeräte, es soll nur ein überblick über die wichtigsten von ihnen geben, natürlich in Gruppen:

  • Zollstock, Maßband, Lineal
  • Messschieber, Mikrometer
  • Multimeter, Kapazitäts/Induktivitäts-Messgerät
  • Oszilloskop
  • Thermometer, Barometer, Hygrometer

Zollstock, Maßband, Lineal

Diese Gruppe an Messinstrumenten ist für die Längenmessung gedacht. Mit einer bei Null beginnenden Skala, die sich in gleichbleibenden Schritten dem Ende des Messgeräts nähern, legt man sie mit der 0 Markierung an den Anfang der zu messenden Strecke und kann dann an der Skala ablesen, wie weit man von der 0 Markierung entfernt ist, typischerweise am Ende der zu messenden Strecke. Das sollte keinem mehr neu sein :)
Nun, was gibt es denn nun für Tipps&Tricks, die man noch nicht kennt, den darum geht es doch hier, fragt man sich nun als Leser. Nun gut, hier habt ihr sie:
Ein Zollstock hat in der Regel in der Senkrechten zwischen 2 Gliedern noch eine Raste, sodass man 2 Glieder eben Senkrecht zueinander stellen kann. Das Hilft rechte Winkel zu Kontrollieren, ersetzt jedoch keinen Winkel(das Hilfsmittel), da die Glieder Beweglich angebracht sind und nachgeben bei Belastung.
Weiterhin vergessen viele beim Messen einer Strecke Parallel zur Gedachten Linie zu messen, sodass sie statt der gewünschten Strecke die Hypothenuse des entstehenden Dreiecks messen, wodurch die längen nicht mehr stimmen:

Fehlerhafte Strecke
Wie man sieht ist die rote, falsch gemessene Strecke etwas länger als die Strecke, die man egt Messen wollte.

Messschieber, Mikrometer

Der Sinn des Messschiebers oder des Mikrometers ist, längen zu messen, mal wieder. Was Unterscheidet diese Messwerkzeuge nun von einem simpleren Zollstock?
Nun, das ist zum einen die Funktionsweise und zum anderen die Präzision. Bei diesen Messwerkzeugen existiert zwar auch eine Skala, die aber nicht wie bei einem Lineal oder Zollstock einfach an die zu messende Strecke angelegt wird, sondern es wird wie bei einer Zange oder Schraubstock die zu messende Strecke eingeschlossen, sodass man dann an einem Anzeiger auf der Skala ablesen kann, wie groß die Strecke ist. Dabei kann die Präzision dieser Messwerkzeuge bis auf einen 100stel Millimeter genau sein.

Messschieber

Mikrometer
Genutzt werden sie vorwiegend im Metallbau, da es dort auf hohe Präzisionen ankommt.
Ein kleines „gimmick“ besitzen die meisten Messschieber auch, nämlich die Möglichkeit auch die Distanz zwischen 2 Innenkanten zu bestimmen.
Auch besitzen die meisten Messschieber einen Stab, mit dem man Höhen relativ zur Unterkante des Messschieber bestimmen kann.

Multimeter, Kapazitäts/Induktivitäts-Messgerät

Kommen wir nun zu den Interessanteren Messgeräten in der Elektrotechnik: Dem Multimeter.
Wie der Name schon sagt(Multi = Viel, Meter = Messgerät), ist das ein Messgerät das mehr als nur eine physikalische Größe messen kann, im Gegensatz zu z.B einem Gliedermaßstab, der z.B nur strecken messen kann.

Nun ist es nicht ganz so einfach mit einem Gerät umzugehen, das viel kann, daher fangen wir klein an. Messen wir erst einmal Spannungen:
Spannungen messen wir immer Parallel:
Spannung messen

Das ist wichtig, denn Messen wir die Spannung anders, so ist nicht sicher gestellt, das wir auch die richtige Spannung messen, was sehr schlecht wäre.
auch muss beachtet werden, das das Messgerät im Richtigen Spannungsbereich eingestellt ist. Wollen wir z.B 12V messen, kann es das Messgerät zerstören wenn wir den Messbereich von 0 - 0,2V stellen.
Daher gilt die Regel, immer erst einmal einen Spannungsbereich über dem geeigneten einzustellen, bzw, wenn man sich nicht sicher ist welcher Bereich richtig ist, der höchst mögliche. Hat man nun sicher gestellt, das die Spannung nicht zu hoch ist, stellt man einen bereich herunter und prüft nun wieder, ob der Bereich es zulässt noch tiefer zu schalten.
Einfacher ist es mit einer automatischen Bereichswahl, die nicht jedes Multimeter bietet, und immer etwas zeit kostet, bis der best-mögliche Bereich gewählt ist.
Genug von Spannungen, messen wir nun Ströme, dies geschieht immer in reihe:
Strom messen

Auch hier gilt wieder, den richtigen Bereich zu wählen, aber hier gibt es noch eine Besonderheit zu beachten, nämlich das die meisten Multimeter Ströme dauerhaft nur bis ca 0,5A messen, alles darüber kann man nur über einen extra Eingang messen, der Meist mit einer Sicherung versehen ist und Ströme bis 10A messen kann, dies aber nur für eine sehr Kurze Zeit, meist 15s. Alles darüber kann zu Schäden am Multimeter führen, daher ist davon abzuraten, mit einem derartigen Multimeter größere Ströme dauerhaft zu messen.

Kommen wir nun zu Widerstand, Kapazität und Induktivität. Das ich all dies Zusammenfasse heißt nicht, das es die gleichen Größen sind, sondern dass es sich hierbei um objektbehaftete Größen handelt, die Losgelöst von einem Schaltkreis zu messen sind:
Bauteile messen

Dies bedeutet, dass man nicht einfach einen Widerstand innerhalb eines Schaltkreises messen können, ohne das das Ergebnis verfälscht wird:
Ein Widerstand Falsch gemessen

Hier sehen wir Deutlich, was gemeint ist. Da jede Spannungsquelle auch einen Widerstand hat, ergibt sich eine Parallelschaltung der Widerstände und aus den Rechengesetz über die Parallelschaltung der Widerstände wissen wir, das der Wert unterhalb des kleineren von beiden Widerständen liegen wird und somit nicht der Wert ist, den wir suchen.
Anderseits können wir diesen Effekt nutzen, um Kurzschlüsse in Schaltungen zu finden, ist nämlich der Widerstand zwischen 2 Punkten, die keine direkte Drahtverbindung haben, sehr klein, z.B 0,5Ω, so wird es sich um einen Kurzschluss handeln.
Dies war es auch schon zum Multimeter.

FIXME

Oszilloskop

Thermometer, Barometer, Hygrometer