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Multimeter

In einem Multimeter sind verschiedene Messgrößen - Volt, Ampere, Ohm etc. -  inbegriffen, die bestimmt werden können. Damit Sie leichter zwischen den verschiedenartigen Multimeter-Typen unterscheiden können und das richtige Modell für Ihren Einsatzbereich finden können, haben wir für Sie Informationen zu den Messgeräten und wichtige Kaufkriterien in diesem Ratgeber zusammengestellt.

 

                   

Was ist ein Multimeter?

Ein Multimeter dient zum Messen elektrischer Größen. Dabei sind die einzelnen Messfunktionen in aller Regel in mehrere Messbereiche eingeteilt, um innerhalb des meist relativ breiten Gesamt-Messbereichs sowohl hohe Auflösungen als auch hohe Messgenauigkeiten zu erreichen. Zu den grundsätzlichen Messfunktionen eines Multimeters zählen praktisch immer Spannungs- und Strommessfunktionen für Gleich- und Wechselspannung sowie eine Widerstandsmessfunktion, wobei letztere oft noch mit einem akustischen Signalgeber zur Durchgangsprüfung kombiniert ist.

Besser ausgestattete Multimeter verfügen über Zusatzfunktionen, beispielsweise zur Messung von Frequenzen, Puls- und Tastverhältnissen sowie Kapazitäten. Eine Dioden-Testfunktion, um die Durchlassspannung von Dioden zu messen, gehört hier ebenfalls häufig zur Ausstattung. Zusätzlich gibt es Geräte für separate Messbereiche, um etwa Temperaturen, Drehzahlen, Schallpegel, Beleuchtungsstärken und Ströme über externe Sensoren und spezielle Messadapter zu messen.

Welche Typen und Bauarten von Multimetern gibt es?

Tisch-Multimeter
Stromzange

Multimeter gibt es in zahlreichen Bauformen. Weit verbreitet und wohl am bekanntesten sind Hand-Multimeter, die durch ihre kompakte Bauform und den Betrieb mit Batterien oder Akkus mobil und damit sehr flexibel einsetzbar sind. Einfache Einstiegsmodelle sind bereits sehr günstig erhältlich und gehören daher mittlerweile bei fast jedem Hobbybastler zur Grundausstattung. Professionelle Hand-Multimeter finden Verwendung bei Elektrikern und Elektronikern, in der Kfz-Elektronik sowie bei Servicetechnikern so gut wie jeder Fachrichtung. 

Hand-Multimeter mit Digitalanzeige dominieren den Markt und haben Multimeter mit einem analogen Zeigermessgerät weitgehend verdrängt. Die Gründe hierfür finden sich in einem günstigeren Anschaffungspreis, einer weitaus höheren Stoßunempfindlichkeit sowie der eindeutigen und schnellen Ablesbarkeit. Dennoch haben Multimeter mit analoger Anzeige noch ihre Daseinsberechtigung; sie erlauben bei schwankenden und wechselnden Messwerten eine einfachere und bessere Trendbetrachtung durch ihr stufenlos anzeigendes Messwerk. 

Hand-Multimeter sind ebenfalls in besonders kompakten Bauformen verfügbar, die denen zweipoliger Spannungsprüfer ähneln. Eine fest angeschlossene Messleitung verbindet hierbei beide Gehäuseteile, welche gleichzeitig die Prüfspitzen enthalten. Eines der beiden Gehäuseteile beherbergt dabei sowohl die Bedienelemente als auch die digitale Messwertanzeige.

Tisch-Multimeter finden, wie der Name schon vermuten lässt, ihren Platz meist stationär auf dem Arbeitstisch in Laboren und Servicewerkstätten. Sie verfügen in aller Regel über hohe Messgenauigkeiten und Auflösungen, viele Messfunktionen und ein großes, gut ablesbares Display. Teils sind Dual-Displays oder grafikfähige Displays verbaut. Geräte mit grafischen Displays erlauben darüber hinaus nicht nur eine Messwertanzeige in Form von Trend- und Balkendiagrammen, sondern auch die Darstellung von Messwerten über ihren zeitlichen Verlauf hinweg als Kurve beziehungsweise Plot. Teilweise finden sich auf der Geräterückseite zusätzliche Messeingänge, um das Messgerät ohne frontseitiges Kabelgewirr in Prüf- und Messdatenerfassungssysteme integrieren zu können. Ebenso können zusätzliche Schnittstellen oder Erweiterungsmöglichkeiten in Form von speziellen Steckplätzen vorhanden sein. Geräte mit eingebautem Speicher oder einer USB-Buchse zum Einstecken eines USB-Sticks erlauben ein Datalogging auch ohne den Anschluss an ein Messdatenerfassungssystem oder einen PC. 

Sogenannte Stromzangen-Multimeter verbinden die klassischen Funktionalitäten einer Strommesszange mit denen eines Multimeters. Ströme werden hierbei über die Messzange selbst gemessen, die weiteren Messfunktionen für Spannung, Widerstand und Durchgangsprüfung über separat anschließbare Messleitungen. Wie Hand-Multimeter können auch Stromzangen-Multimeter über erweiterte Messfunktionen verfügen, beispielsweise für Diodentests oder Frequenz- und Kapazitätsmessungen. Reine Stromzangen verfügen hingegen weder über Messbuchsen und noch über Multimeter-Funktionen; sie messen ausschließlich Ströme. 

Kaufkriterien für Multimeter – Worauf kommt es an?

Neben der Entscheidung für ein Hand- oder Tisch-Multimeter, beziehungsweise eine Multimeter-Strommesszange, sollte bereits im Vorfeld geklärt werden, in welchem Umfeld Messungen durchgeführt werden. DIE IEC 61010-1 beschreibt die zulässigen Anwendungsbereiche von Mess- und Prüfmitteln für elektrische Anlagen und Betriebsmittel und teilt diese in sogenannte Messkategorien ein. Es wird hier wie folgt unterschieden: 

  • CAT I: Stromkreise ohne direkte Verbindung zum Netz, batteriebetriebene Geräte, Kfz-Technik (Niedervolt), Geräte der Schutzklasse III (Schutzkleinspannung)
  • CAT II: Messungen an Geräten mit Verbindung zum Niederspannungsnetz über Netzstecker
  • CAT III: Messungen in Gebäudeinstallationen, Unterverteilungen
  • CAT IV: Messungen am Übergabepunkt der Niederspannungsinstallation, beispielsweise Hauptanschluss, Zählerkasten, Hausanschlusskasten

Diese vier Kategorien sind nochmals unterteilt nach ihren Betriebsspannungen (300 V, 600 V und 1000 V). Achtung: Aus Sicherheitsgründen ist es keinesfalls gestattet ein Messgerät einzusetzen, das nicht mindestens für die anzuwendende Messkategorie zugelassen ist! 

Empfehlenswert ist es in jedem Fall, ein Multimeter in Betracht zu ziehen, das mit dem „True RMS“-Messverfahren misst. Nicht nur beim Einsatz im industriellen Umfeld ist ein Multimeter unerlässlich, das präzise Echteffektivwert-Messungen (True RMS) ermöglicht. Frequenzumrichter an Motorantrieben und viele andere getaktete Verbraucher arbeiten mit nicht-sinusförmigen Strömen oder verzerren das Sinussignal. Hinzu kommen oft noch hochfrequente Signalüberlagerungen, die zusätzlich zu weiteren Messungenauigkeiten führen. Herkömmliche Multimeter produzieren hier teils erhebliche Messfehler, da sie lediglich rein sinusförmige Spannungen und Ströme korrekt messen können. Der Einsatz eines derartigen Multimeters ist außerhalb des reinen Hobbybereichs heutzutage eher nicht mehr anzuraten, da ausschließlich sinusförmige und nicht verzerrte Signalformen kaum mehr vorzufinden sind. 

Messgenauigkeit, Auflösung und die benötigten Messfunktionen müssen zu den jeweiligen Messaufgaben passen. Die reine Displayauflösung sagt nicht zwingend etwas über die tatsächliche Messgenauigkeit aus. Mehrere Stellen hinter dem Komma sehen zwar durchaus beeindruckend aus, es zählt jedoch die tatsächliche Mess- und Anzeigegenauigkeit, die – den einzelnen Messfunktionen und dem Messbereich entsprechend – dem Datenblatt oder der Produktbeschreibung zu entnehmen ist. 

Sollen Messdaten erfasst und ausgewertet bzw. teilautomatisierte Testabläufe durchgeführt werden, dann ist es unerlässlich, dass das Multimeter über entsprechende Schnittstellen verfügt. Neben der bekannten USB-Schnittstelle finden sich im professionellen Bereich noch IEEE-488 (GPIB) und RS-232-Schnittstellen. Gewerbliche Anwender werden im Allgemeinen ihre Messgeräte regelmäßig kalibrieren lassen müssen. Es empfiehlt sich daher bereits im Vorfeld darauf zu achten, dass das in Betracht gezogene Multimeter überhaupt nach der entsprechenden Kalibriernorm – beispielsweise DAkkS – kalibrierfähig ist. Eine gute Bedienergonomie ist wichtig, ebenso ein klar ablesbares Display, das selbst bei schrägem Blickwinkel noch eine gute Lesbarkeit bietet. Ist bei Tisch-Multimetern der Einbau in ein Rack vorgesehen, so sollte dieses hierfür mechanisch geeignet sein (19-Zoll-Einbausatz lieferbar?) und ebenso über rückwärtige Messeingänge verfügen. Guter Service ist von Vorteil: Die wenigsten Anwender werden längere Zeit auf ein oft benötigtes Messgerät verzichten können, wenn eine Reparatur oder Kalibrierung ansteht. Bekannte Hersteller unterhalten in aller Regel Servicecenter, die derartige Dienstleistungen rasch und zuverlässig ausführen.  

FLUKE
KEITHLEY
KEYSIGHT

Fazit: So kaufen Sie das richtige Multimeter!

Achten Sie auf die tatsächliche Messgenauigkeit und nicht nur alleine auf die Anzahl der Displaystellen, wenn exakte Messungen durchgeführt werden müssen. Das Multimeter muss für den Einsatz im geplanten Umfeld die passende Messkategorie aufweisen. Wird häufig in eher schlecht beleuchteten Bereichen gearbeitet, dann ist eine Displaybeleuchtung von Vorteil. Viele Hand-Multimeter erlauben eine einhändige Bedienung des Messbereichsschalters. Dies ist praktisch, wenn nicht beide Hände frei sind. Ebenso hilfreich kann ein Magnetaufhänger sein, der für viele Multimeter als Zubehör erhältlich ist. Ein Schutzrahmen aus Gummi erhöht die Griffigkeit des Hand-Multimeters, wodurch das Gerät nicht so leicht aus der Hand fällt und vor Stößen geschützt ist. 

Wann immer möglich, sollten Sie zu einem True-RMS-Multimeter greifen. Heutige Stromnetze- und Signale sind meistens mit nicht-sinusförmigen Anteilen überlagert, die zu erheblichen Messfehlern führen können. Wenn Messungen in beengten oder gefährlichen Bereichen durchgeführt werden sollen, empfiehlt sich ein Hand-Multimeter mit abnehmbarer Displayeinheit oder der Möglichkeit, die Messdaten – ebenfalls in Echtzeit – via Bluetooth und App auf ein Smartphone oder ein Tablet zu übertragen. 

Im industriellen Umfeld ist ein zuschaltbarer Tiefpassfilter hilfreich, um hochfrequente Signalüberlagerungen zu unterdrücken, die beispielsweise von getakteten Motorantrieben erzeugt werden. Bei Spannungsmessungen kommt es, bedingt durch die hohen Eingangsimpedanzen heutiger Digitalmultimeter, oftmals zu verfälschten Spannungsanzeigen, bedingt durch sogenannte Blindspannungen. Manche Multimeter bieten hierfür eine meist „LoZ“ genannte Funktion, die den Eingangswiderstand stark verringert und damit störende Blindspannungen unterdrückt. Diese Funktion ist nebenher auch gut geeignet, wenn der Zustand haushaltsüblicher Batterien festgestellt werden soll. Die Belastung mit einem kleinen Strom führt zu weitaus aussagekräftigeren Messwerten als eine praktisch unbelastete Messung. 

Eine Schnittstelle beziehungsweise USB-Buchse ist praktisch, um Messdatensätze zu speichern und auf den PC zu übertragen oder um Gerätekonfigurationen zu sichern und wiederherzustellen. Softwareupdates sind so ebenfalls einfach möglich. Bei manchen Geräten wird eine PC-Software mitgeliefert, die sowohl eine Steuerung des Multimeters als auch die Echtzeit-Betrachtung und Aufzeichnung der Messdaten ermöglicht. Ist ein Kalibrierprotokoll erforderlich, sollte die Kalibrierung am besten gleich mitbestellt werden, um unnötige Versand- und Ausfallzeiten zu vermeiden. 

Die Grundfunktionen der Strom- und Spannungsmessung
CAT III

Sinnvolles Zubehör für Multimeter

Je nach Modell und Hersteller gibt es vielfältiges Zubehör in Form von Schutztaschen, Hartschalenkoffern, Befestigungs- und Aufhängesätzen, Schnittstellenkabeln und Software. Dazu bietet Conrad Electronic eine breite Palette an universellem Zubehör, das hersteller- und modellunabhängig einsetzbar ist. Beispiele hierfür sind Messleitungen, Messklemmen, Tastköpfe, komplette Messleitungssätze, Zangenstromsensoren, Thermoelemente, Messadapter, Ersatzsicherungen und -batterien und vieles mehr. 

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