Das Messgerät für elektrische Größen

Ein Oszilloskop ist ein elektrisches Messgerät, mit dem man elektrische Größen zeitabhängig darstellen kann. Häufig geschieht dies in Echtzeit, einige Geräte weisen aber auch einen Speicher auf und machen so die Analyse der Werte für Sie einfacher. Die Darstellung der Messgrößen erfolgt fast immer zweidimensional auf dem Bildschirm. Es entsteht ein sogenanntes Oszillogramm. Oszilloskope erzeugen einen Leuchtpunkt. Dieser Punkt bewegt sich über den Bildschirm und erzeugt eine Kurve, oder besser gesagt eine Amplitude.

Die Einsatzgebiete

Das Oszilloskop wird vor allem dazu genutzt, den Verlauf von Gleich- oder Wechselspannungen über einen längeren Zeitraum zu beobachten und so Fehlerquellen und Spannungsspitzen zu finden. Tests in Labors, in denen es darum geht, Spannungsverhalten und Stabilität zu prüfen, bieten ein Einsatzgebiet für ein Oszilloskop. Wichtig sind die Geräte aber auch für Fehlerdiagnosen, Einstellungen und Überwachungen in der Elektrik von Anlagen, Maschinen oder Geräten . Im Kfz-Handwerk, in der Audiotechnik oder in der Elektrotechnik ist ein Oszilloskop in der Ausrüstung nicht mehr wegzudenken.

Gleichspannung messen

Um mit einem Oszilloskop Gleichspannungen zu messen stellt man als allererstes den Nullpunkt ein. So kann ein Oszilloskop wie ein Voltmeter eingesetzt werden. Der Eingangswahlschalter muss auf 'DC' gestellt sein, dies bedeutet Gleichstrom. 'AC' hingegen steht für Wechselstrom. Der gewünschte Messbereich wird eingestellt. Nun wird das Oszilloskop über das Messkabel mit dem Messobjekt verbunden. Wichtig ist eine Masseverbindung zum zu untersuchenden Objekt, sonst kann es zu Fehldarstellungen kommen.

Wechselspannungsmessungen

Bei der Messung der Frequenz und der Amplitude einer Wechselspannung ist es wichtig, die Eingangsempfindlichkeit und die Ablenkgeschwindigkeit mit in Betracht zu ziehen. Die Einstellungen werden geändert, bis man ein gut erkennbares Bild auf dem Monitor erhält. Eine gute Triggerung ist hierbei wichtig.

Finden Sie das ideale Gerät

Um sich für das richtige Gerät zu entscheiden ist es nötig, sich über verschiedene Dinge Gedanken zu machen. In die Kaufentscheidung muss mit einbezogen werden, was gemessen werden soll und ob das Prüfgerät mobil oder stationär eingesetzt wird. Bauen Sie sich Ihre eigene Checkliste!

Was messen Sie?

Bandbreiten und Abtastratenbestimmung

Nach den Signalen, die Sie messen wollen, richtet sich die benötigte Bandbreite. Die Bandbreite beziffert hierbei das Frequenzband zwischen einer minimalen und maximalen Grenzfrequenz. Bei Sinussignalen wird die nötige Bandbreite rein von der Frequenz den Sinus bestimmt. Kommt es zu Messungen komplexerer Signale wird es nötig, einen größeren Wellenbereich mit in die Berechnungen einfließen zu lassen. Im Allgemeinen gilt hier, die fünffache Frequenz des Signals sollte die Bandbreite des Oszilloskops darstellen. Um möglichst viele Signale genau erfassen und darstellen zu können benötigen Sie eine ausreichend hohe Abtastrate. Auch hier gilt eine Faustregel, der veranschlagt Wert sollte 2,5-mal der Bandbreite entsprechen.

Wichtig für Sie ist es, das Sie im Zweifelsfall lieber eine höhere Bandbreite wählen, um genaue Messergebnisse zu erhalten. Eine zu niedrig gewählte Bandbreite verzerrt die Amplituden, und Details gehen verloren.

Für die meisten Wartungsarbeiten und im Bereich Service werden Oszilloskope mit einer Bandbreite von 40 bis 60 MHz eingesetzt. Labormessgeräte sollten aber eine deutlich höhere Bandbreite aufweisen. Auch Messgeräte die fest auf Messwagen genutzt werden stellen oftmals höhere Anforderungen an die Bandbreite. Genauso sieht es bei Audiotechnikern aus, die Signalgeber wie Verstärker einpegeln müssen.

Kanalanzahl

Klären Sie ab, wie viele analoge Signale gleichzeitig dargestellt werden müssen. Die Anzahl dieser Signale entspricht gleichzeitig der Anzahl der benötigten analogen Kanäle. Die Geräte, die sich momentan auf dem Markt befinden stellen Sie eigentlich nur vor die Entscheidung, ob es zwei oder vier Kanäle sein sollen.

Die Speichertiefe

Je größer die Speichertiefe ist, umso weiter können Sie in das aufgenommene Signal hinein gehen. Der Detailreichtum wird erhöht und Sie haben spezifischere Möglichkeiten Feinheiten zu erkennen und Abweichungen genauer zu bestimmen.

Wo liegt das Einsatzgebiet?

Wichtig nach der Bestimmung der nötigen Bandbreite, der Abtastrate und der Speichertiefe wird die Frage nach dem Einsatzort. Wird das Gerät mobil eingesetzt empfiehlt es sich, auf ein handliches und leichtes Handoszilloskop zurück zu greifen. Für den stationären Einsatz werden häufig größere, feststehende Geräte mit einer festen Standfläche verwendet. So wird gewährleistet, das man die Hände zum Arbeiten frei hat.

Für Messungen im Außenbereich ist auf eine entsprechende Auslegung des Gehäuses zu achten. Ein Spritzwasserschutz ist hier unentbehrlich. Eine Selbstkalibrierung empfiehlt sich, wenn Sie häufig unter unterschiedlichen Temperaturbedingungen arbeiten.

Auch die Frage der Stromversorgung spielt bei der Auswahl bezüglich des Einsatzortes eine enorm wichtige Rolle. Benötigen Sie ein Gerät, das mittels Akku betrieben werden kann, oder genügt eine Standardversorgung über Netzstrom? Wird das Gerät häufig im Außendienst beispielsweise im Kfz-Handwerk zur Fehlerdiagnose vor Ort genutzt, kann die Möglichkeit der Verwendung von Bordspannung ein entscheidendes Kaufkriterium sein.

Wichtige Zusatzspezifikationen

Analysefunktionen

Einfache Geräte ermöglichen es, anhand des Rasters auf dem Monitor einfache Ablesungen durchzuführen. Verschiedene Analysefunktionen sollten an einem guten Gerät vorhanden sein. So bleiben Ihnen langwierige Berechnungen erspart und Sie können Ihre Daten effizient nutzen. Einige wichtige Funktionen sind hierbei der Effektivwert, der Mittelwert, eine Impulszählung und der Phasenwinkel. Überlegen Sie, welche Messarten Sie benötigen.

Verwendung der gesammelten Daten

Um in der Forschung und Entwicklung die erhaltenen Daten dokumentieren und auswerten zu können wird es nötig, das Oszilloskop an einen PC anschließen zu können. Beachten Sie also, dass die entsprechenden Schnittstellen am Gerät vorhanden sind. Die gebräuchlichste Schnittstelle hierfür ist ein USB-Port. Einige Oszilloskope im höheren Preissegment verfügen über eingebaute Drucker, die es ermöglichen, Ihre Messungen auf Papier zu bringen. Beachten Sie bitte auch, dass die entsprechende Software zum Auslesen der Daten am PC oder Notebook vom Hersteller des Oszilloskops zur Verfügung gestellt wird und eventuell bereits im Lieferumfang enthalten ist.

Zubehör

Neben dem Oszilloskop gibt es einiges an Zubehör, welches mit zur Grundausstattung gehören sollte, wenn man ein Oszilloskop effizient nutzen möchte. Achten Sie darauf, dass Sie das entsprechende Zubehör vor Ort haben oder gleich mit erwerben. Wichtig sind die Tastköpfe die für jeden Kanal benötigen werden und der analogen Bandbreite des Oszilloskops entsprechen sollten. Wie oben bereits beschrieben benötigen Sie ebenfalls die entsprechende Software für Ihren PC um die Daten auch auslesen zu können. Ein USB-Kabel, das die Verbindung zum PC herstellt, soweit es sich um ein Gerät mit der Möglichkeit der PC-Anbindung mit USB-Port handelt, gehört mit zur Grundausstattung. Nutzen Sie ein Gerät mit Akkubetrieb, besorgen Sie sich am besten gleich das passende Ladegerät, soweit es nicht im Lieferumfang vorhanden ist.

Messen, auswerten und analysieren.

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