Was beinhaltet die Multimeter-Kalibrierung?

Die Multimeterkalibrierung umfasst das Durchführen von Messungen und Einstellungen in verschiedenen Messmodi eines Multimeters oder Multitesters. Die gebräuchlichsten Messmodi sind Wechselstrom/Gleichstrom (AC/DC)-Spannung, AC/DC-Strom und Gleichstrom-Widerstandsmessung. Es gibt verschiedene Multimeter-Kalibriergeräte und -Setups, die je nach erforderlicher Genauigkeit als Kalibrierreferenz dienen.

Digitalmultimeter haben normalerweise eingebaute Prozessoren, die Messungen mit stabilen Spannungsreferenzen verarbeiten. Im Gegensatz zu digitalen Multimetern müssen analoge Multimeter kalibriert werden, um die Genauigkeit zu erhalten. Analogmultimeter verfügen normalerweise über einstellbare Widerstände, die als Trimmerwiderstände bezeichnet werden und zur Kompensation unterschiedlicher Bedingungen verwendet werden können.

Elektrische und elektronische Eigenschaften können sich bei wiederholtem Gebrauch des Multimeters ändern. Verschiedene Faktoren wie Widerstände, Bewegungsempfindlichkeit des Messgeräts und Batteriespannung können die Genauigkeit der Multimeter-Messwerte beeinflussen. Einige analoge Multimeter verwenden auch eine interne Batterie für Spannungs- und Strommessungen.

Bei der Multimeterkalibrierung werden verschiedene Messbereiche überprüft. Bei einem Multimeter, das ein Messwerk mit 50 Mikroampere-Endwert verwendet, bezeichnet der Hersteller den DC-Endwert mit 10, 50, 250 und 500 Volt Gleichstrom (VDC). In diesem Fall gibt es vier Bereichswahlschalterpositionen, die die Gleichspannung messen.

Der benötigte Gesamtserienwiderstand bei einer Meterbewegung von 1 Kilo-Ohm (k-Ohm) kann berechnet werden. Bei 10 VDC Vollausschlag muss der Strom in das Voltmeter 50 Mikroampere Vollausschlag betragen und der beteiligte Gesamtwiderstand beträgt 10 Volt (V)/50 Mikroampere oder 200 kOhm. Der Gesamtwiderstand beträgt 200 k-Ohm, der benötigte Serienwiderstand beträgt also 200 k-Ohm minus 1 k-Ohm oder 199 k-Ohm. Bei der Kalibrierung wird ein fester Widerstand und ein einstellbarer Widerstand auf ungefähr 199 kOhm verwendet. Ein typisches Beispiel wäre ein Festwiderstand von 180 kOhm in Reihe mit einem 20 kOhm Trimmerwiderstand für den 10 VDC-Bereich.

Für die AC-Multimeter-Kalibrierung ist die Schaltung die gleiche wie für die DC-Multimeter-Schaltung mit zusätzlicher Gleichrichterschaltung. Die Dioden in der Gleichrichterschaltung wandeln den Wechselstrom in proportionale Gleichstrom-Halb- oder Vollwellenimpulse um, die gefiltert und begrenzt werden, um die Zählerbewegung anzutreiben. Mit der richtigen Auswahl des Serienwiderstands ähneln die Messwerte denen eines echten Effektivwert-Multimeters (RMS).
Bei Gleichstrom-Amperemetern, die Gleichstrom messen, sind die Zählerbewegungen mit sehr geringen Widerständen parallel. Die Kalibrierung erfolgt normalerweise durch Einstellen eines Widerstands in Reihe mit der Bewegung des Messgeräts. Wenn ein 50-Mikroampere-Messwerk parallel zu einem 0.1-Ohm-Widerstand läuft, entspricht ein Skalenendwert von 50 Mikroampere einer kleinen Spannung von 0.05 VDC am Amperemeter. Dies entspricht einem Strom von 0.5 Ampere (A) und das Full-Scale-Etikett beträgt dann 500.05 Milliampere (mA).