Was ist ein Drehspulmessinstrument
Was ist das und wozu braucht man es ?
5 Antworten
Das ist ein Meßinstrument für Strom mit Zeiger. Analoge Zeigerinstrumente können nur Strom messen, Spannungen müssen in einen Strom umgewandelt werden um diese anzeigen zu können (z.B. Vorwiderstand). Digitale anzeigen können nur Spannungen anzeigen, Ströme müssen in eine Spannung umgewandelt werden (Shunt also Parallelwiderstand).
Beim Drehspulinstrument befindet sich eine drehbar gelagerte Spule in einem Magnetfeld. Fließt Strom durch die Spule, verdreht sich die Spule entsprechend der Stromstärke. Der an der Spule angebrachte Zeiger zeigt dann einen entsprechenden Wert an. Die Polarität des Stroms ist wichtig, denn die Richtung in der die Spule gedreht wird hängt von der Stromrichtung ab. Es gibt Anzeigen wo der Zeiger in der Mitte sitzt wenn kein Strom an liegt. Diese instumente findet man oft bei Batterien um den Lade- und Entladestrom anzuzeigen. Geht der Zeiger nach links, wird geladen, geht der Zeiger nach rechts wird Entladen. In den Waggons der Bahn kann man die finden. Bei den Doppelstockwagen gibt es an einem Ende eine große Schalttafel hinter einem Glasfenster, da sitzen zwei Drehspulinstumente drin. Das eine zeigt die Batteriespannung an, das andere den Batteriestrom (positiv laden, negativ entladen).
Beim Dreheiseninstrument befindet sich ein stück Eisen drehbar gelagert in einer großen Spule. Die Stromrichtung ist hier egal, das Magnetfeld ziehtd as Eisen immer an, egal ob Nord- oder Südpol wirkt. Diese Messinstrumente sind weniger Präzise und brauchen einen mindeststrom bevor sich überhaupt was bewegt, dafür können die aber auch mit Wechselstrom betrieben werden. Diese Art von Meßinstrumenten ist im Haushalt praktisch gar nicht anzutreffen. Man findet die nur auf Schalttafeln von Industrieanlagen, in Kraftwerken und vielleicht bei Trenntransformatoren und auf Schweißgeräten in Werkstätten.
Kein digitales, sondern ein analoges Messgerät.
Ein Zeiger dreht sich um seine Achse, wenn in einer Spule Strom fließt / Spannung induziert wird, wodurch ein Magnetfeld erzeugt wird.
Mal ganz einfach ausgedrückt.
Messwertanzeige
Drehspulinstrumente dienen in vielen Mess- und Prüfgeräten zur Anzeige. Ihre Skala ist hierzu in den entsprechenden Einheiten skaliert und oft auch nichtlinear. Die Instrumente werden hierzu vom (Sensor-)Signal selbst, einer Hilfsspannungsquelle oder von einer elektronischen Schaltung gespeist. Beispiele sind Pegelmesser, Vakuummeter, Ohmmeter, Batterie-Prüfgeräte oder Cockpit-Instrumente (Temperaturanzeigen, Tankanzeige, Kreuzzeigerinstrument).
Strommessung
Drehspulinstrumente können bis herab zu Strömen von etwa 25 µA gefertigt werden. Sie besitzen hierbei einen Spannungsabfall bei Vollausschlag von zum Beispiel 50 mV und sind in dieser Hinsicht vielen digitalen Strom-Anzeigeinstrumenten überlegen, welche meist einen Spannungsabfall von 200 mV besitzen.
Um höhere Ströme bis etwa 100 mA zu messen, wird die Drehspule aus dickerem Draht gefertigt - der Spannungsabfall sinkt dann noch weiter ab. Um bei noch größeren Strömen eine Überlastung der Drehspule und der Spiralfedern zu vermeiden, wird ein Shunt eingesetzt – ein parallel zum Messwerk geschalteter Widerstand, dessen elektrischer Widerstand umso kleiner ist, je höher der zu messende Strom ist. Der größte Teil des Stromes fließt dann über diesen Widerstand, der oft aus einem oder mehreren dicken Drähten oder einem mäanderförmigen Blech besteht. Typische Mess-Shunts bzw. Drehspulinstrumente zur Strommessung mit Shunt besitzen eine Spannungsabfall von 60 mV bei Vollausschlag.
Spannungsmessung
Soll ein Drehspulmesswerk zur Spannungsmessung eingesetzt werden, benutzt man besonders stromempfindliche Instrumente und einen Vorwiderstand, der nach dem ohmschen Gesetz die zu messende Spannung in einen dazu proportionalen Strom wandelt. Man kalibriert die Skala gemäß U = R \cdot I in Einheiten der Spannung. Der Innenwiderstand als Proportionalitätsfaktor ist konstant. Damit ergibt sich auch für den Spannungsmessbereich eine lineare Skala. Durch zuschaltbare weitere Vorwiderstände Rv kann der Messbereich erweitert werden. Für den Innenwiderstand Ri des Geräts und den n-fachen Messbereich ergibt sich
Rv = (n - 1) \cdot Ri.
Leistungsmessung
Erzeugt man das Magnetfeld eines Drehspulinstrumentes mit einer im Strompfad liegenden dicken Spule und speist die Drehspule mit einem Vorwiderstand aus der Spannung, erhält man ein Leistungsmessgerät.
Da ist das eigentlich schön erklärt.
das geht es eher um die Messmethoden, nicht aber darum was ein Drehspulinstrument ist