Messwiderstaende

Im Unterschied zu anderen Widerständen, die in elektronischen Schaltungen ohne hohe Ansprüche an die Genauigkeit eingesetzt werden, weisen Messwiderstände eine geringe Abhängigkeit von Temperaturänderungen auf. Diese Eigenschaft minimiert Fehler bei den Messverfahren. Der Temperaturkoeffizient, der diese Abhängigkeit beschreibt, ist eine werkstoffspezifische Konstante. Er wird vom Hersteller der Messwiderstände stets angegeben. Meistens erfolgt diese Angabe in ppm/°C= 10-6 Ohm/°C.

Messwiderstände, die hochstabil bezüglich des Zusammenhangs zwischen Temperatur- und Widerstandsgrößenänderung sind, verwendet man zur Temperaturmessung. Liegt ein linearer Zusammenhang vor, wird die Temperatur wie folgt berechnet: t=20 °C+(Rt/R20-1)/α20

Hierbei ist Rt der gemessene Widerstand in Ohm. Die Werte R20 (Widerstand bei 20 °C in Ohm) und α20 (Temperaturkoeffizient in Ohm / °C beziehungsweise ppm/ °C) sind werkstoffspezifische Konstanten. Diese Messwiderstände werden auch Widerstandsthermometer genannt. Die bekanntesten von ihnen sind Platin-Messwiderstände beziehungsweise Platin-Widerstandsthermometer Pt100 (mit dem Nominalwert 100 Ohm), Pt500 (mit dem Nominalwert 500 Ohm) und Pt1000 (mit dem Nominalwert 1 kOhm).

Messwiderstände unterliegen hohen Anforderungen bezüglich der Lebensdauer beziehungsweise der Minderung von Verschleißerscheinungen sowie an gleichbleibende Präzision in einem breiten Temperaturbereich.

Eine weitere obligatorische Herstellerangabe für Widerstände ist die Toleranz, also die mögliche Abweichung vom Nominalwert, in positive wie negative Richtung. Bei Messwiderständen ist dieser Wert kleiner als 0,6%, für alle anderen Widerstände größer oder gleich 1%.

Unser Praxistipp: Minderung von Fehlern infolge der Induktionsspannung an Sense-Anschlüssen

Die Sense-Anschlüsse erzeugen, zusammen mit dem Widerstand, aufgrund des Stromflusses ein Magnetfeld und dadurch auch Induktionsspannungen (Antenneneffekt). Deshalb ist es ratsam, beim Design von elektronischen Schaltungen beziehungsweise PCB-Layouts die sogenannte Streifenleitungstechnik anzuwenden. Dabei werden die beiden Sense-Leitungen auf zwei Ebenen übereinander/parallel zueinander in möglichst geringem Abstand zur Messvorrichtung geführt. Andernfalls kann es zu Fehlern und somit zu verfälschten Messwerten kommen.

Die Wahl des Messwiderstands hängt von mehreren Faktoren ab.

Für Wechselströme beziehungsweise Leistungselektronik sind aufgrund ihrer Bauart nur niederohmige Messwiderstände geeignet. Hier können Sie sich entweder für preiswerte und robuste Shunts aus Metallstäben oder für Metallschichtwiderstände mit vier Anschlüssen entscheiden. Die erste Variante ist für einfache Messungen ohne hohe Ansprüche an die Messgenauigkeit geeignet. Die zweite Variante empfiehlt sich für Messaufgaben, bei denen hohe Anforderungen an Präzision und Temperaturstabilität gestellt werden.

Für Ströme über 100 A sollte das Bauelement verschraubbare Anschlüsse besitzen. Weitere wichtige Kriterien sind zudem die Bauelementform und -größe.