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Ratgeber
Einbau-Messinstrumente ermöglichen stationäre und dauerhafte Messungen innerhalb von Anlagen. Sie sind in analoger oder digitaler Form erhältlich und unterscheiden sich nach der Art der zu messenden Parameter. In unserem Ratgeber stellen wir Ihnen eine Auswahl von Einbau-Messinstrumenten näher vor und verraten Ihnen, worauf beim Kauf zu achten ist.
Einbau-Messinstrumente zeichnen sich dadurch aus, dass sie in eine Anlage eingebaut werden und daher einen festen Platz haben. Das unterscheidet sie von mobilen Test-, Prüf- und Umweltmessgeräten, wie sie im Außeneinsatz verwendet werden. Sie sind ebenfalls von Messgeräten zu differenzieren, die zwar auch einen festen Standort haben, aber als autarke und externe Geräte realisiert sind, beispielsweise Labormessgeräte.
Einbau-Messinstrumente erfassen Parameter innerhalb von Anlagen. Sie werden unter anderem in Schaltschränke, Schalttafeln oder Baumaschinen installiert und ermöglichen es, Messwerte wie Strom, Spannung oder Temperatur, die für technische Einrichtungen relevant sind, dauerhaft zu ermitteln.
Zum Einsatz kommen Einbau-Messgeräte im gewerblichen und industriellen Bereich, in Forschungseinrichtungen und Laboren, aber auch in Haushalten. Die Unterscheidung der Instrumente erfolgt einerseits danach, welche Messungen mit ihnen durchgeführt werden können, und andererseits danach, ob sie analog oder digital funktionieren. Die Anwendungsgebiete sind vielfältig und reichen von der Temperatur- und Luftdruckmessung über die Spannungs- und Stromstärkemessung bis hin zur Energieverbrauchsmessung.
Einbau-Messinstrumente kommen je nach Bauart zur Erfassung unterschiedlicher Parameter zum Einsatz. Zur Messung der Temperatur werden Einbau-Thermometer verwendet. Sie bestehen häufig aus einer Anzeige, die für den Einbau vorgesehen ist, und einem kabelgebundenen Messfühler bzw. Sensor zur Bestimmung der Umgebungstemperatur. Ebenfalls erhältlich sind Einbau-Hygrometer zur Messung der Luftfeuchtigkeit und Einbau-Barometer zur Messung des Luftdrucks. Kombinationslösungen wie Thermo-Hygrometer vereinen zwei Messinstrumente in einem Gerät, was beim Einbauen Platz spart. Häufig sind Thermometer, Hygrometer und Barometer Bestandteil von Wetterstationen, da sich aus dem Zusammenspiel von Luftdruck, Luftfeuchtigkeit und Temperatur Wetterprognosen ableiten lassen.
Im Bereich der elektrischen Messtechnik finden Amperemeter Verwendung. Dabei handelt es sich um Strommessgeräte, die die elektrische Stromstärke erfassen. Das kann auf direktem oder indirektem Wege erfolgen. Bei der direkten Messung wird das Amperemeter in Reihe zum Messobjekt geschaltet und in dessen Schaltung integriert. Der Messstrom fließt dann durch das Messinstrument hindurch. Nachteilig an der Methode ist, dass der Stromkreis aufgetrennt bzw. unterbrochen werden muss, um das Amperemeter in die Schaltung einzubinden. Bei der indirekten Messmethode ist das nicht notwendig. Hier wird das elektrische Feld gemessen, das sich um jeden elektrischen Leiter bildet, sobald durch ihn ein Strom fließt. Die Stärke des elektrischen Feldes verhält sich proportional zum Stromfluss und kann mithilfe eines Amperemeters mit Stromzange, die die Funktion eines Transformators übernimmt, gemessen werden. Um mit einem Amperemeter hohe Ströme bestimmen zu können und es dabei vor Beschädigungen zu schützen, kommen Shunt-Widerstände zum Einsatz. Dabei handelt es sich um niederohmige Messwiderstände, die im Stromkreis platziert werden und einen Spannungsabfall im Verhältnis zur Stromstärke bewirken. Der Spannungsabfall ist präzise messbar, was es ermöglicht, nach dem ohmschen Gesetz die Stromstärke daraus zu berechnen.
Ebenfalls Bestandteil vieler technischer Anlagen und Maschinen sind Betriebsstunden-Zählermodule. Sie erfassen die Dauer, die sich ein Gerät in Betrieb befindet, und werden zu diesem Zweck beispielsweise in Schalttafeln eingebaut. Betriebsstundenzähler sind ein wichtiges Hilfsmittel, um den Überblick über Betriebs- und Laufzeiten von technischen Einrichtungen zu behalten, maximal zulässige Betriebsstunden nicht zu überschreiten und vorgeschriebene Prüf- und Wartungsfristen einzuhalten. Das ist wichtig, um für Sicherheit am Arbeitsplatz zu sorgen und reibungslose Betriebsabläufe sicherzustellen.
Messinstrumente können analog oder digital ausgeführt sein. Analoge Einbau-Messgeräte, die für Strom- und Spannungsmessungen zum Einsatz kommen, verfügen häufig über Anzeigefeld mit Zeiger, der abhängig von der Strom- und Spannungsstärke mehr oder weniger weit ausschlägt und den jeweiligen Messwert auf einer Skala anzeigt. Für die Auslenkung des Zeigers ist entweder ein Dreheisenmesswerk oder ein Drehspulmesswerk zuständig. Die Messwerke unterscheiden sich hinsichtlich ihres mechanischen Aufbaus, arbeiten aber beide auf Grundlage von Magnetismus. Analoge Messinstrumente können Schwankungen einer Messgröße gut abbilden. Es ist zwar schwieriger, Messwerte exakt abzulesen, dafür bietet die Skala einen besseren Überblick über die Messsituation und hilft bei der Einschätzung.
Digitale Einbau-Messgeräte sind häufig mit einer komplexen Elektronik ausgestattet und verfügen über digitale LC-, LED- oder OLED-Displays. Sie stellen die Messwerte nicht analog mithilfe eines Zeigers, sondern in Form von digitalen Ziffern oder Grafiken dar. Das erleichtert das Ablesen, es fällt aber schwerer, die Werte in einen Kontext zu setzen bzw. zu interpretieren. Häufig erfüllen digitale Messinstrumente nicht nur eine, sondern mehrere Messaufgaben. Sie bieten meist einen größeren Funktionsumfang als analoge Instrumente und haben Schnittstellen zur Anbindung an industrielle Bussysteme.
Bei der Auswahl von Einbau-Messinstrumenten sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen. Zunächst muss festgelegt werden, welche konkrete Messaufgabe durchgeführt werden soll, um einen geeigneten Gerätetyp zu definieren. Im Anschluss daran ist zu überlegen, ob sich ein analoges oder ein digitales Instrument besser für den Einsatzzweck eignet.
Hier spielen Anschluss- und Darstellungsmöglichkeiten sowie Anforderungen an den Funktionsumfang und an die Ablesegenauigkeit eine entscheidende Rolle. Geht es um die Auswahl eines konkreten Modells, ist unbedingt auf den richtigen Messbereich zu achten.
Er sollte ausreichend dimensioniert und weder zu klein noch zu groß ausfallen. Sollen beispielsweise hohe Ströme gemessen werden, ist darauf zu achten, dass das Messgerät dafür ausgelegt ist.
Da Einbau-Messinstrumente in technische Anlagen, Schalttafeln und Gehäuse integriert werden, sind die konkreten Abmessungen zu berücksichtigen, um sicherzustellen, dass die Instrumente überhaupt hineinpassen. Für den Einbau in Schaltschränken werden Messgeräte angeboten, die speziell auf DIN-Schienen zugeschnitten sind.
Je nach Umgebung ist auf einen ausreichend hohen IP-Schutz zu achten. Das Messgerät muss vor Staub und Nässe geschützt sein, um zuverlässig arbeiten zu können.
Um möglichst präzise Messergebnisse zu erhalten, ist die Auswahl eines funktionalen und für die Umgebung geeigneten Einbau-Messinstruments ebenso wichtig wie eine fachgerechte Installation. Da in vielen Fällen ein Eingriff in elektrische Anlagen vonnöten ist, sollte der Einbau des Instruments durch eine Fachkraft erfolgen. Ebenfalls wichtig, vor allem bei Messgeräten mit Skalenanzeige: Achten Sie darauf, senkrecht auf den Zeiger zu blicken, um einem „Parallax-Effekt“ entgegenzuwirken, also ein falsches Ablesen bedingt durch Ihre eigenen Bewegungen zu verhindern.
Was sagt die Genauigkeitsklasse eines Messinstruments aus?
Die Güte- beziehungsweise Genauigkeitsklasse eines Messinstruments gibt Auskunft darüber, wie groß die Abweichung des Messwerts vom tatsächlichen Wert maximal ausfällt. Die Angabe erfolgt in der Regel in Prozent, das bedeutet: Die Zahl der Genauigkeitsklasse gibt an, wie hoch die prozentuale Differenz zwischen erfasstem und wahrem Wert höchstens sein darf. Dass es so eine Klasseneinteilung gibt, trägt dem Umstand Rechnung, dass kein Messinstrument zu 100 Prozent genau ist. Außerdem ermöglicht die Angabe der Genauigkeitsklasse, die Messabweichung, die auf das Instrument selbst zurückzuführen ist, in klar definierten Grenzen zu halten. Das ist unter anderem deshalb wichtig, weil es vielfältige Faktoren geben kann, die die Messergebnisse beeinflussen, beispielsweise die Umgebungstemperatur, elektrische und magnetische Felder sowie Fehler beim Ablesen oder bei der Installation des Messinstruments. Angaben zur Genauigkeit finden Sie auf der Produktseite beziehungsweise im Datenblatt des jeweiligen Instruments.
Wie werden Messshunts montiert?
Messshunts können mittels Löten oder per Schraubmontage in Schaltungen eingebaut werden. Modelle zum Löten sind meistens etwas kleiner, Shunts zum Schrauben größer. Welche Variante man nimmt, hängt unter anderem vom zur Verfügung stehenden Platz ab.
Was für Schnittstellen gibt es bei digitalen Einbaumessgeräten?
Häufige Schnittstellen bei digitalen Einbaumessgeräten sind USB, Ethernet, RS232 und RS485. Manche Modelle sind sogar mit Funkmodulen für den kabellosen Anschluss ausgestattet. Welche Schnittstelle ein Einbaumessinstrument haben sollte, hängt von den Kompatibilitätsanforderungen des Bussystems ab. Kompatibilität ist auch ein wichtiger Faktor, wenn das Einbaumessinstrument zusammen mit einer Software genutzt und beispielsweise am PC programmiert werden soll. In dem Fall ist darauf zu achten, dass die Software mit dem Betriebssystem funktioniert.