Messtechnik
Semester 2
Semester 2
Kartei Details
| Karten | 23 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Elektrotechnik |
| Stufe | Mittelschule |
| Erstellt / Aktualisiert | 11.12.2020 / 08.08.2022 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/20201211_messtechnik
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Wie muss mit einem Amperemeter gemessen werden und wie funktioniert die Messweise?
Das Amperemeter misst in Serie. Beim Amperemeter wird der Strom eines Verbrauchers gewissermassen durch das Instrument gedrückt und erzeugt in diesem ein Spannungsabfall. I= U (delta) : Ri.
Der Innenwiederstand muss also sehr klein sein um das Messresult nicht zu verfälschen (der Eigenverbrauch klein bleibt)
Wie muss mit einem Voltmeter gemessen werden und wie funktioniert die Messweise?
Das Voltmeter wird parallel geschaltet. Beim Voltmeter erzeugt die an der Klemme angelegte Messspannung U den Strom I in der Drehspule. U= Ri x I (Spule)
Damit der Eigenverbrauch Po eines Spannungsmessers klein ist, muss also sein Innenwiederstand gross sein.
Messgeräte messen nie ganz genau. Zählen sie einige Punkte auf, was zu Messfehler führt
- Lage des Instrument
- Umgebungs Temperatur
- Übergangswiederstand
- Stromart
- Fremdfelder (magnetische Felder, elektrische Felder)
Erklären sie die funktionsweise eines Dreheiseninstrumente? Welche Vorteile hat es?
Beim Stromdurchgang entsteht in er Spule ein Magnetfeld, das die beiden Weicheisenstücke gleichsinnig magnetisiert. Sie stossen sich deshalb ab (Der Zeiger ist auf dem beweglichen Weicheisenplättchen). So weit bis das Rückstellmoment der Spiralfeder gespannt ist.
Vorteile:
- einfacher Betriebsaufbau
- unempfindlich gegen kurzzeitige Überlast
- für Gleich- und Wechselstrom
Erklären sie die funktionsweise eines Drehspulinstrument? Welche Vorteile hat es?
Im Feld eines Dauermagneten ist ein Spule drehbar gelagert. Der Strom wird der Spühle über zwei gegensunnig gewickelte Spiralfedern zugeführt. Dadurch entsteht ein Drehmoment bis beide Spiralfedern so weit gespannt sind, dass sie das Gleichgewicht halten.
Nur für Gleichstrom
Vorteile:
- sehr hohe Empfindlichkeit
- hohe Genauigkeit
- geringer Eigenverbrauch
Erklären sie die funktionsweise eines Elektrodynamisches Messwerk? Welche Vorteile hat es?
Das Messwerk besteht aus 2 Spulen, einer Stromspule (feststehend), in deren Feld sich wie beim Drehspuhlmesswerk eine derhbar angeordnete Spannungsspule befindet.
Vorteile:
- für Gleich- und Wechselstrom ( da der Strom durch beide Spulen ist der Drehsinn immer gleich)
Erklären sie die funktionsweise eines Bimetallmesswerk? Welche Vorteile hat es?
Das Bimetall-Messinstrument ist ein thermisches Strommessgerät. Durch die Wärme die der Strom verursacht verformt sich das Bimetall (thermische Trägheit zwei aufeinander gewalzten Blechstreifen mit unterschiedlicher Wärmeausdehnung)
Vorteil:
Das Bimetallinstrument zeigt daher keine momentanen Wert an, es bildet ein Mittelwert, der sich aus dem zeitlichen Verlauf des Strom innerhalb den letzten Minuten ergibt. Es ist ein sogenanter Schleppzeiger und speichert den mittleren Höchstwert. (für längere Betriebszeit)
Erklären sie den Begriff RMS / TRMS?
RMS = root mean square (qudratischer Mittelwert / Effektivwert sinunsförmiger Grössen)
TRMS = true root mean square (wahrer quadratischer Mittelwert / Effektivwert jeder Kurvenform)
Wie funktioniert ein Elektromechanischer kWh Zähler = Ferraris-Zähler? (älterer Zähler, heute nur noch Elektronische Zähler)
Eine Metalscheibe ist drehbar zwischen den Polen zweier Elektromagnete gelagert. In der Spule eunes Elektromagneten fliesst der Verbraucherstrom, an der Spule des anderen Elektromagneten liegt die Verbraucherspannung. Beide Spulen erzeugen ein Magnetfeld und induzieren somit in der Metallscheibe Wirbelströme. Diese Wirbelströme bringen die Scheibe in Drehung
Wie funktionieren die neuen Elektronischen kWh Zähler?
Diese enthalten keine mechanisch bewegliche Elemente. Der Stromfluss wird wahlwiese mittels Stromwandlern (Rogowskispulen oder Hall-Sensoren) erfasst. Die Weiterverarbeitung erflogt mit einer elektronischen Schaltung. Das Ergebnis wird durch ein LCD Anzeige ersichtlich. Neben kWh-Werten ist auch der Momentanwert, Höchstwert und Tiefstwert der Leistung abrufbar.
Was ist ein Shunt?
Ein Shunt ist ein Nebenwiederstand, da die meisten Elektronischen Zähler nur kleine Ströme verarbeiten können. Der Hauptstrom fliesst über den Shunt, die Ströme sind proportional zueinander. Somit kann die Elektronik den Messstrom interpretieren.
Erklären sie die funktionsweise einer Rogowski Spule.
Die Rogowskispule besteht aus einem Leiterdraht der gleichmässig um einen festen Körper aus nich leitendem und nicht ferromagnetischen Werkstoff besteht. Um den Strom zu messen wird die Rogowskispule um den stromführenden Leiter gelegt z.B. Stromschiene. Der Wechselstrom erzeugt ein verändertes Magnetfeld, welches in der Spule eine Spannung induziert.
Erklären sie die funktion einer Hall Sonde
Wird ein Hall-Sensor von einem Strom durchflossen und in ein senkrecht dazu verlaufendes Magnetfeld gebracht, liefert er eine Ausgangsspannung, die proportional zum Produkt ist.
Was ist ein Smart Metering Zähler?
Die digitalen Smart Metering Zähler sind inteligente Zähler, die täglich den Stromverbrauch dem Netzbetreiber senden. Dieser wiederum kann auf Kundenwunsch die Messwerte des Kunden online stellen. Somit weis der Verbraucher wie viel Strom er bezieht.
Multimeter werden in vier Kategorien eingeteilt. In welche und wo darf man mit diesen Multimeter die Spannungen prüfen?
Cat I: Messen an Stromkreisen die nicht direkt mit dem Netz verbunden sind, z.B. Batterien
Cat II: Messungen an Stromkreisen die dirket mit dem Niederspannungsnetz verbunden sind, z.B.Haushalt, Büro, Labor (Endstromkreise)
Cat III: Messungen an der Gebäudeinstallation. Stationäre Verbraucher, Vereileranschluss, Geräte fest am Verteiler
Cat: IV: Messungen an der Quelle der Niederspannungsinstallation. z.B. Zähler, Hauptanschluss, Geräte fest am Verteiler
Wouzu dient bei einem Drehspulinstrument der eingesetzte Spiralfedersatz?
- Zum elektrischen Anschluss der Drehspule
- Zur Rückführung des Zeigerd auf die 0-Stellung wenn kein Strom anliegt
Nennen sie die Hauptkomponenten eines mechanischen kWh-Zähler (Ferrariszähler)
Stromspule, Spannungsspule, Bremsmagnet (Dauermagnet), ferromagnetische Scheibe (drehbare Aluminiumscheibe), Zählwerk
Messgerätesicherheit:
Welche weiteren Angaben benötigen sie neben der Cat. Bezeichnung?
Die maximale zulässige Spannung
Bei einem Cat IV 300V dürfen nur Messungen zwischen L-N (PE) durchgeführt werden. Nicht zwischen L-L
Was muss bei Messspitzen bei Messungen in Cat III und IV Umgebung beachtet werden?
Die Messspitzen dürfen max. 4mm blank sein!
Was bedeutet der Begriff Bandbreite bei DMM
Wie oft das DMM die Form der Sinuskurve abtastet. Je kleiner die Bandbreite desto genauer die Messergebnisse
Was ist der Unterschied zwischen einem DMM und einem Scopemeter?
- Das DMM kann das Messergebins mit hilfe Digitaler Zahlen abbilden
- Scopemeter bildet die Form der Strom- und Spannungskurve ab (höhere Bandbreite)
Wie entsteht bei einem DMM das mittels TRMS misst das Ergebnis?
Das DMM mit TRMS Messverfahren tastet mittels der Bandbreite einzelne Flächen der Sinuskurve ab. Es bildet aus der Summe einen Mittelwert. Kann verzerte Sinusformen messen.
Welchen Innenwiederstand weisen DMM auf im Bereich der Spannungsmessung?
Möglichst hohe Innenwiederstände für die Spannungsmessung (i.d.R. >10 M Ohm)
(Bei Strommessungen muss der Innenwiederstand möglichst klein sein (i.d.R. <0.1 m Ohm)
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