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Ratgeber

Dreheisenmesswerk » Strom- und Spannungsmessung

Ein Dreheisenmesswerk dient der Strom- oder Spannungsmessung. Es basiert auf der Wirkung ferromagnetischer Kräfte und wird vorrangig im Anlagen- und Schaltschrankbau eingesetzt. Wie ein Dreheisenmesswerk funktioniert und worauf beim Kauf zu achten ist, erfahren Sie in unserem Ratgeber.



So funktioniert ein Dreheisenmesswerk

Ein Dreheiseninstrument ist im Wesentlichen ein analoges Volt- oder Amperemeter. Es wird dazu genutzt, Strom oder Spannung zu messen, und kommt vorrangig zum Einsatz, um die Effektivwerte eines Wechselstroms oder einer Wechselspannung zu bestimmen. Zu diesem Zweck ist es mit einem Dreheisenmesswerk ausgestattet, das den Effektivwert innerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs misst.

Ein Dreheisenmesswerk zeichnet sich durch einen verhältnismäßig einfachen Aufbau aus. Es besteht aus einer Stromspule, in der sich zwei Kerne aus Weicheisen befinden, woraus sich die Alternativbezeichnung Weicheisenmesswerk ableitet.

Während der eine Eisenkern unbeweglich an der Spule befestigt ist, handelt es sich bei dem anderen Kern um ein sogenanntes Dreheisen, das beweglich und mit der Zeigerachse verbunden ist. Bei Stromdurchfluss werden beide Eisenkerne gleichpolig magnetisiert und stoßen sich ab. Das Dreheisen dreht sich vom Festeisen weg, wodurch der Zeiger zum Ausschlag gebracht wird.

Der Kraft der Drehbewegung wirkt die Kraft einer Spiralfeder entgegen. Der Zeiger schlägt so weit aus, bis Magnetkraft und Federkraft gleich hoch sind. Die Stärke der Abstoßung hängt von der Stromstärke ab und wird durch den Zeigerausschlag quasi visualisiert. Je stärker der Zeiger ausschlägt, desto größer ist der Strom, der durch die Spule fließt. Konstruktionsbedingt verhält es sich allerdings so, dass der Zeigerausschlag nicht proportional zur Stromstärke erfolgt. Die Skala eines Dreheisenmesswerks ist daher nicht linear.



Vor- und Nachteile eines Dreheisenmesswerks

Vorteile

  • robuste Konstruktion

  • halten kurzzeitigen Überlastungen meist problemlos stand

  • Möglichkeit Gleichstrom, oder Gleichspannung zu bestimmen

  • Bei enstprechender Anpassung des Drahtquerschnittes der Spule sind Messungen hoher Ströme bis 200A möglich

Nachteile

  • nichtlineare Anzeige
  • hoher Energieverbrauch, welcher dazu führt, dass keine Spannungen und Ströme unter 20mA gemessen werden können

  • Aufgrund ihrer leicht induktiven Impedanz sind sie nur für Wechselstrommessungen in einem bestimmten Frequenzbereich

Dreheiseninstrumente werden zunehmend von digitalen Messgeräten wie Digitalmultimetern verdrängt. Sie kommen in der Praxis hauptsächlich zu Kontrollzwecken zum Einsatz und werden oftmals in Schalttafeln verbaut.



Kaufkriterien für Dreheisenmesswerke – worauf kommt es an?

Bei Kauf eines Dreheisenmesswerks gilt es einige Punkte zu beachten. Zunächst ist festzulegen, welche konkrete Messfunktion das Gerät erfüllen soll. Dreheiseninstrumente sind als Spannungs- oder Strommesser ausgeführt und unterscheiden sich dahingehend in der Art der Spulenwicklung. Wählen Sie ein Modell, das für die Messaufgabe geeignet ist. In diesem Zusammenhang ist auch zu berücksichtigen, für welche Strom- oder Spannungsart das Dreheisenmesswerk konzipiert ist. Zwar sind die meisten Dreheisenmesswerke sowohl für Gleichstrom als auch für Wechselstrom geeignet, es gibt aber Ausführungen, die ausschließlich für eine Messung von Wechselstrom ausgelegt sind und daher nur über eine AC-Skala verfügen. Der Messbereich sollte so gewählt werden, dass die zu erwartenden Minimal- und Maximalwerte gleichermaßen gut abgedeckt sind.

Da Dreheisenmesswerke für den Einbau konzipiert sind, müssen die konkreten Abmessungen berücksichtigt werden. Schließlich soll das Messgerät in die Schalttafel passen, ohne die übrige Elektronik zu beeinträchtigen. Das Messwerk sollte schnell und zuverlässig zu befestigen und idealerweise IP-zertifiziert sein, um zu verhindern, dass es durch eindringenden Staub oder Feuchtigkeit Schaden nimmt.



Unser Praxistipp: Dreheisenmesswerke mit Wechselskala wählen

Dreheisenmesswerke mit Wechselskala erweisen sich als überaus praktisch. Sie verfügen über ein speziell konstruiertes Gehäuse, das es ermöglicht, die Skala mit wenigen Handgriffen auszutauschen, ohne das Messgerät auseinandernehmen zu müssen. Manchen Ausführungen liegen gleich mehrere Skalen anbei.

 



FAQ – häufig gestellte Fragen zu Dreheisenmesswerken

Was versteht man unter dem Begriff Effektivwert?

Als Effektivwert bezeichnet man – vereinfacht gesagt – den Wert, den ein Gleichstrom oder eine Gleichspannung aufweisen müsste, um zu der gleichen Wärmewirkung oder Leistungsabgabe wie der Wechselstrom beziehungsweise die Wechselspannung zu gelangen. In der Wechselstromtechnik werden Stromstärke und Spannung regulär als Effektivwerte angegeben.

Was ist der Vorteil eines Dreheisenmesswerks gegenüber einem Drehspulenmesswerk?

Ein Dreheisenmesswerk benötigt im Gegensatz zu einem Drehspulenmesswerk keinen zusätzlichen Gleichrichter zur Messung von Wechselspannung. Auf diese Weise ermittelt es ohne Umwege den echten Effektivwert von Wechselgrößen. Außerdem ist ein Dreheisenmesswerk unempfindlicher gegenüber Belastungen. Allerdings haben Drehspulenmesswerke durchaus ihre Vorzüge. Sie bieten eine höhere Genauigkeit, einen geringeren Eigenverbrauch und einen linearen Skalenverlauf.


Warum nutzt man noch analoge Dreheisen-Amperemeter, wenn digitale Messgeräte mehr Bedienkomfort versprechen?

Die analoge Messwertdarstellung hat ihre individuellen Vorzüge. So ist es beispielsweise möglich, anhand analoger Anzeigen Tendenzen schneller zu erfassen und mehrere Messgrößen gleichzeitig zu kontrollieren. Digitale Messgeräte liefern zwar in der Regel genauere Werte, auf den ersten Blick fällt es jedoch schwerer, die Information einzuordnen und zu interpretieren.


Muss ich ein Dreheisenmesswerk in exakter Einbaulage montieren?

Bei einem Dreheisenmesswerk ist die vom Hersteller empfohlene Einbaulage einzuhalten, allerdings gibt es Toleranzgrenzen, die meist ebenfalls angegeben werden. Im Vergleich zu anderen Messwerktypen, bei denen eine falsche Einbaulage zu Messfehlern oder einem Totalausfall führen kann, sind Dreheisenmesswerke nicht ganz so empfindlich.

 

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