Digital-Multimeter: optimale Lösung für Standard-Messaufgaben

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Digital-Multimeter: optimale Lösung für Standard-Messaufgaben

Von der Kaffeemaschine bis zum Raumfahrzeug, Elektronik ist aus unserer modernen Welt nicht mehr wegzudenken. Daraus ergibt sich, dass auch die Anforderungen an Elektrotechniker, die für die Installation, Wartung und Reparatur elektronischer Geräte zuständig sind, stark ansteigen. Aber nicht nur im gewerblichen Bereich, auch Hobbyelektroniker sind inzwischen auf Diagnosewerkzeuge angewiesen, die ihnen genaue Informationen liefern.

Ein solches Diagnosewerkzeug ist ein Digitalmultimeter (DMM). Es ist ein Gerät zur Durchführung elektronischer Messungen. Gemessen werden mit dem Digitalmultimeter

  • Spannung in Volt
  • Widerstand in Ohm und
  • Strom in Ampere.

So sieht ein Digitalmultimeter aus

Natürlich gibt es Unterschiede zwischen den Modellen verschiedener Hersteller. Die Grundfunktionen und damit auch die grundliegenden Bedienelemente sind bei Digitalmultimetern allerdings immer ähnlich.

Folgende Funktionselemente findet man in der Regel vor:

  • Eine Anzeige, die den Messwert, die Einheit und den Messmodus anzeigt.
  • Einen Funktionswahlschalter (Drehschalter), um die gewünschte Messfunktion einzustellen.
  • Anschlussbuchsen für die Messleitungen.

Die Anzeige besteht meist aus einem kleinen LCD-Monitor, der oft mit einer Hintergrundbeleuchtung versehen ist. Unterschiede im Detail zwischen den verschiedenen Digitalmultimetern findet man häufig beim Funktionswahlschalter. Hier wird eingestellt, ob Spannung, Strom oder Widerstand gemessen werden soll. Dafür gibt es unterschiedliche Verfahrensbezeichnungen. Manchmal ist auch eine zusätzliche Taste vorhanden, um das Messverfahren auszuwählen. Unterscheiden muss man auch, ob es sich bei dem digitalen Multimeter um ein Messgerät mit oder ohne automatische Bereichswahl handelt.

Normalerweise verfügt ein normaler Digitalmultimeter über vier Buchsen für die Messleitungen.
Hinweis: Bei sogenannten Zangenmultimetern kann die Anzahl der Messbuchsen abweichen. Hier sind unter Umständen nur zwei oder drei Buchsen vorhanden. Die Buchsen sind beschriftet, damit ein Verwechseln der Messleitungen weitgehend ausgeschlossen ist.

  • COM ist die Buchse für die schwarze Messleitung
  • Die zweite Leitung kommt in die Buchse für die gewählte Messfunktion (Spannung, Widerstand oder Strom).

Achtung: Bei Temperaturmessungen kann eine andere Belegung notwendig sein. Wie genau Ihr Digitalmultimeter angeschlossen wird, entnehmen Sie deshalb der Bedienungsanleitung oder informieren Sie sich auf der Webseite des Herstellers.

Sicherheit geht vor – besonders in der Elektronik

Es gibt ein paar grundlegende Sicherheitshinweise, die beim Umgang mit einem Digitalmultimeter unbedingt beachtet werden sollten.

  • Ein Digitalmultimeter darf keine Beschädigungen aufweisen, weder am Gehäuse noch an den Messkabeln.
  • Vor jedem Messvorgang muss geprüft werden, ob sich der Digitalmultimeter im richtigen Messmodus und die Kabel in den dazu passenden Anschlussbuchsen befinden. Das Gerät kann Schaden nehmen, wenn die Anschlüsse nicht mit dem Messmodus übereinstimmen.
  • Bei Messungen des Widerstands, der Kapazität, der Temperatur oder bei Dioden- und Durchgangstests, müssen der Stromkreis ausgeschaltet und Kondensatoren vollständig entladen sein.
  • Kontrollieren Sie anhand der Bedienungsanleitung, für welche maximale Spannung und Stromstärke die Anschlussbuchsen ausgelegt sind. Diese Werte sollten nie überschritten werden.
  • Die Messleitungen selbst dürfen keinen Kontakt zum unter Strom stehenden Messobjekt haben, wenn Sie den Messmodus verändern.
  • Verwenden Sie das Gerät nur in geschlossenen Räumen und bei passenden Umgebungsbedingungen. Welche Voraussetzungen für Ihr Digitalmultimeter geeignet sind, finden Sie in der Bedienungsanleitung oder in den Technischen Datenblättern auf der Herstellerwebseite.
  • Wenn Sie das Messgerät vom kühlen Aufbewahrungsort (Keller oder Garage) in warme Räume bringen, muss es sich erst an die Umgebungstemperatur anpassen, bevor Sie es einschalten. Ansonsten könnte Kondenswasser zu einem Kurzschluss führen.
  • An Orten mit relativ hohen Funkfrequenzen kann die Funktion des Digitalmultimeters eingeschränkt sein. Eine einwandfreie Funktion ist hier nicht gewährleistet.
  • Wenn das Batteriesymbol aufleuchtet, müssen die Batterien am DMM gewechselt werden. Schalten Sie dazu das Gerät immer erst aus.

Darauf muss bei der Strommessung mit dem Digitalmultimeter geachtet werden

Es muss immer ein sogenannter Verbraucher in Reihe geschaltet sein, um Strom über die Messleitungen des Multimeters messen zu können.

Achtung: Stecken Sie die beiden Messspitzen niemals ohne dazwischen geschalteten Verbraucher in eine Steckdose oder schließen Sie an eine Autobatterie an. Das führt automatisch zu einem Kurzschluss, der das Messgerät zerstören kann. Die Stromstärke wird immer am dazwischen geschalteten Verbraucher gemessen.

Wenn Sie relativ hohe Stromstärken messen möchten, ist die Anschaffung eines sogenannten Zangenmultimeters sinnvoll. Es gibt für herkömmliche Digitalmultimeter auch Zangenadapter, die diese Aufgabe übernehmen können. Dann muss der Stromkreis an sich nicht aufgeteilt werden, weil jeder einzelne Leiter mit einer Zange umfasst werden kann.

Achtung: Wenn Sie hohe Ströme messen, sollten Sie Handschuhe und geeignete Schutzkleidung tragen.

Einige grundsätzliche Angaben zum Messen mit dem Digitalmultimeter

Normalerweise können Digitalmultimeter elektrische Größen innerhalb einer großen Spanne messen. Bei der Spannungsmessung liegen die Bereiche in der Regel zwischen 10 Mikrovolt bis hin zu 500 Volt. Widerstände misst das Messgerät in der Regel zwischen 50 Ohm und 50 Megaohm. Wenn Sie ein Digitalmultimeter mit automatischer Messbereichswahl verwenden, stellt sich das Gerät automatisch ein. Ansonsten müssen Sie den jeweils gewünschten Messbereich manuell an einem Drehschalter einstellen.

Den gewünschten Messmodus wählt man über den Drehschalter, der normalerweise mit den Symbolen für die Einheit der jeweiligen Messgröße beschriftet ist. Es gibt Digitalmultimeter, bei denen die Unterteilung bei der Strom- oder Spannungsmessung noch detaillierter ausgeführt ist. Das ist zum Beispiel dann der Fall, wenn das Gerät Gleich- und Wechselstrom voneinander unterscheidet.

Unterscheidet das Messgerät nicht automatisch nach Gleich- beziehungsweise Wechselgrößen, ist hierfür eine Auswahltaste vorhanden, die häufig die Beschriftungen, Select, Func oder AC/DC trägt. Eine weitere zusätzliche Taste gibt es in der Regel für die Messungen des Widerstands beziehungsweise für den Dioden- oder Durchgangstest.

Tipp: Es ist wichtig, dass man für jede Messung eine gut lesbare Anzeige erhält. Digitalmultimeter mit automatischer Messbereichswahl wählen den geeigneten Messbereich automatisch aus. Bei der manuellen Auswahl sollte man mit dem höchsten Messbereich beginnen und dann soweit herunterregeln, bis eine gut lesbare und aussagekräftige Anzeige erscheint.

Die Stromspannung wird immer parallel zum Stromkreis gemessen

Ein Digitalmultimeter verfügt in der Regel über einen äußerst geringen Innenwiderstand. Dieser liegt normalerweise im Megaohm-Bereich. Für die Messung fließen hier also nur wenige Milli- oder Mikroampere. Durch diesen geringen Stromfluss ist sichergestellt, dass die Messung unverfälscht dargestellt wird.

Allerdings brechen so geringe Spannungen bei der kleinsten Belastung bereits zusammen. Grundsätzlich ist ein Digitalmultimeter in der Lage, Spannungen an einer Ader zu messen, die parallel zu einer unter Spannung stehenden Ader verläuft, auch wenn keine Verbindung zum Stromkreis besteht. Hier wird die Spannung über ein Magnetfeld induziert.

So wird eine Strommessung durchgeführt:

  • Am Digitalmultimeter stellen Sie die gewünschte Messfunktion ein. Wählen Sie auch die richtige Spannung (Gleich- oder Wechselspannung) und den Messbereich passend aus.
  • Die schwarze Messleitung wird nun in die COM-Buchse, die rote Messleitung in die Buchse mit dem Kürzel V für Volt eingesteckt.
  • Mithilfe der Messspitzen an den Messleitungen wird nun ein paralleler Kontakt zu dem Stromkreis hergestellt, der gemessen werden soll.

Besonderheiten gibt es bei der Gleichspannungsmessung zum Beispiel bei Batterien. Hier gehört die rote Messleitung an den Pluspol des Stromkreises, die schwarze an den Minuspol. Werden die beiden Leitungen verwechselt, erscheint vor der Anzeige des Wertes ein Minuszeichen.

Abweichende Funktionen bei der Strommessung mit einem Zangenadapter

Wenn Sie mit Stromzangen arbeiten, muss der Stromkreis nicht nach Plus oder Minus aufgeteilt werden. Ein Zangenmultimeter misst den Strom über das Magnetfeld, das in einem Leiter durch den Stromfluss entsteht.

Kauftipp: Wählen Sie ein Digitalmultimeter aus, das einen Anschluss für einen Zangenadapter hat. Diesen Adapter können Sie anstelle der Messleitungen an das Messgerät anschließen. Wo der Zangenadapter angeschlossen wird, richtet sich nach der zu messenden Stromstärke und dem gewählten Messmodus. Man unterscheidet unterschiedliche Zangenadapter für ein Digitalmultimeter:

  • AC Zangenadapter
  • AC/DC Zangenadapter.

Der AC-Zangenadapter wird an die Ampere (A)- oder Milliampere-Buchse (mA) angeschlossen. Entsprechend muss auch die Messfunktion auf Ampere oder Milliampere eingestellt werden.Der AC/DC-Zangenadapter gehört an die Volt-(V)- beziehungsweise Mikrovolt-Buchse (mV). Auch hier muss die Messfunktion der Anschlussbuchse entsprechen.

Zangenmultimeter – hier sind die Zangen fest eingebaut

Bei der Einstellung der gewünschten Messfunktion und des Messbereichs gibt es keinen Unterschied zwischen einem Digitalmultimeter mit Messleitungen oder einem Zangenmultimeter. Es ist wichtig, dass der zu messende Leiter vollständig von der Zange umfasst wird. Dabei muss darauf geachtet werden, dass der Leiter nicht eingeklemmt wird.
Achtung: Wählen Sie immer nur eine Ader aus, nicht das gesamte Kabel. Lediglich wenn Sie den Zangenmultimeter zur Fehlerstromsuche verwenden möchten, können mehrere Leiter gleichzeitig umfasst werden.

Widerstandsmessung, Durchgangs- und Diodenprüfung mit dem Digitalmultimeter

Die Widerstandsmessung erfolgt in der entsprechenden Messfunktion. Die rote Messleitung gehört in die mit Ohm gekennzeichnete Buchse. Die Messspitzen an den Messleitungen stellen den Kontakt zum entsprechenden Widerstand her.

Achtung: Wenn verbaute Widerstände gemessen werden, muss unbedingt der Strom abgeschaltet werden. Auch alle Kondensatoren, die sich im selben Stromkreis befinden, müssen vollständig entladen sein. Der Widerstand sollte durch Halbleiterbauteile oder Dioden isoliert sein. Die Prüfspannung des DMM sollte hier 0,6 Volt nicht überschreiten, weil solche Bauteile bei höheren Spannungen automatisch abschalten. Bei einer sogenannten Durchgangsprüfung gibt das Messgerät ein akustisches Signal ab. Bei welchem Widerstand dieses Signal ertönt, ist jedoch von Digitalmultimeter zu Digitalmultimeter durchaus unterschiedlich.

Mit dem Digitalmultimeter können Sie auch die Funktionsfähigkeit von Dioden überprüfen. Normalerweise funktioniert eine Diode wie ein elektronischer Schalter, der sich einschaltet, wenn ein gewisser Spannungspegel erreicht ist.

Kauftipp: Wenn Sie häufig mit der Diodenprüfung arbeiten wollen, sollten Sie ein Digitalmultimeter kaufen, das die spezielle Betriebsart „Diodenprüfung" hat. Eine Diode ist dann funktionstüchtig, wenn bei der Messung in einer Richtung eine Spannung zwischen 0,6 und 0,7 Volt entsteht, in der anderen Richtung jedoch eine Unterbrechung des Stromflusses angezeigt wird.

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