Multimeters, stroomtangen

Multimeters » Eén meetinstrument voor veel meettaken

Bij installatie, onderhoud en reparatie van elektrische installaties of elektronische systemen is het onvermijdelijk om talloze elektrische meetwaarden vast te leggen. Daarbij worden vaak verschillende meetgrootheden zoals spanningen, stromen of weerstandswaarden bepaald.

Om de meetwaarden correct te kunnen vastleggen, moet het gebruikte meetinstrument bepaalde prestatiekenmerken bezitten. Uiteraard bestaan er speciale voltmeters, ampèremeters of ook ohmmeters die voor de betreffende taak bij uitstek geschikt zijn.

Servicemonteurs geven in dat geval echter de voorkeur aan een multimeter, die alle verschillende meettaken probleemloos kan vervullen. Hoe dat werkt en waar je op moet letten bij een multimeter, vertellen we je hier graag.

Wat is een multimeter?

Een multimeter dient voor het meten van verschillende elektrische grootheden, zoals spanning, stroom of weerstandswaarden. De afzonderlijke meetfuncties zijn vaak verdeeld over meerdere meetbereiken. Daardoor ontstaat een breed totaal meetbereik met een hoge resolutie en een goede meetnauwkeurigheid.

Tot de basismeetfuncties van een multimeter behoren vooral spannings- en stroommeetfuncties voor gelijk- en wisselspanning. De aanwezige weerstandsmeetfunctie wordt vaak gecombineerd met een akoestische signaalgever voor de doorgangstest.

Beter uitgeruste en meestal digitale multimeters beschikken over extra functies, zoals het meten van frequenties, puls- en duty-cycleverhoudingen en capaciteiten. Een diode testfunctie behoort vaak eveneens tot de uitrusting. Daarnaast zijn er apparaten met aparte meetbereiken om bijvoorbeeld temperaturen exact vast te leggen.

Maar ook toerentallen, geluidsniveaus, lichtsterkten en hoge stromen laten zich via externe sensoren of met speciale stroomtang-multimeters meten. De stroommeting met een stroomtang is bijzonder praktisch gebleken, omdat door de contactloze meting de stroomkring niet onderbroken hoeft te worden. Een multimeter is dus een werkelijk multifunctioneel meetinstrument dat voor veel meettaken op het gebied van elektronica, techniek, service en hobby kan worden ingezet.

Multimeter: analoog of digitaal?

Bij een klassiek meetinstrument wordt de meetwaarde weergegeven met een wijzerinstrument. Voor de weergave van gelijkspanning (DC) worden draaispoelmeetwerken gebruikt en bij wisselspanning (AC) komen draaiijzermeetwerken in beeld.

Daarbij werd bij hoogwaardige meetinstrumenten een enorme mechanische inspanning geleverd om met precieze meetwerken nauwkeurige meetresultaten te bereiken. Aangezien de meetwerken al bij zeer lage spanningen de maximale wijzeruitslag bereiken, kun je met geschikte voorweerstanden het meetwerk aan verschillende spanningsbereiken aanpassen. Daardoor is de meting van ingang tot weergave spanningsgestuurd en dus analoog.

Bij een digitale multimeter ofwel digitaalmultimeter (DMM) gebeurt het vastleggen van de te meten spanning aanvankelijk ook analoog. De gemeten spanningswaarde wordt echter niet aan een wijzerinstrument toegevoerd. De weer te geven spanningswaarde wordt met een analoog-digitaal-omzetter gedigitaliseerd en vervolgens via een numeriek display weergegeven. Daardoor zijn afleesfouten, zoals die bij wijzerinstrumenten regelmatig optreden, hoogst onwaarschijnlijk.

Multimeter vergeleken: welke types en uitvoeringen zijn er?

Multimeters zijn er in talloze uitvoeringen en varianten. Digitale multimeters met LC-display domineren de markt en hebben analoge multimeters met wijzermeetwerk grotendeels verdrongen. De redenen hiervoor zijn een gunstigere aanschafprijs en een veel hogere schokongevoeligheid. Daarnaast is de digitaal weergegeven meetwaarde makkelijker en sneller af te lezen. Toch hebben multimeters met analoge weergave nog steeds bestaansrecht. Zij maken door hun traploos weergevende meetwerk bij wisselende meetwaarden een eenvoudigere en betere trendwaarneming mogelijk. Dit is ook de reden waarom voor inbouwmeetinstrumenten nog altijd graag analoge weergaven worden gebruikt.

Hand-multimeters

Wijdverbreid en wellicht het meest bekend zijn hand-multimeters, die door hun compacte uitvoering en het gebruik met batterijen of accu's mobiel en daardoor zeer flexibel inzetbaar zijn. Eenvoudige instapmodellen met digitale weergave zijn al voordelig verkrijgbaar en behoren daarmee bij vrijwel iedere techniekliefhebber tot de basisuitrusting. Professionele hand-multimeters worden ingezet door vakkrachten voor elektro-installatie en elektronica, in de auto-elektronica en door technische servicemedewerkers van elke vakrichting.

Omdat vaak beide handen nodig zijn voor het correct positioneren van de meetpennen, is het tegelijkertijd vasthouden van het instrument niet altijd mogelijk. Daarom bestaan er digitale hand-multimeters die door hun compacte uitvoering sterk lijken op tweepolige spanningstesters. Net als bij een spanningstester is één meetpen van de DMM direct met de behuizing verbonden, zodat hij eenvoudig kan worden ingezet en tijdens de bediening gemakkelijk afgelezen kan worden.

Tafel-multimeters

Tafel-multimeters vinden, zoals de naam al doet vermoeden, hun plaats meestal stationair op werktafels in laboratoria en servicewerkplaatsen. Zij beschikken doorgaans over hoge meetnauwkeurigheden en resoluties, veel meetfuncties en een groot, goed afleesbaar display. Soms zijn dual-displays of grafische displays ingebouwd. Apparaten met grafische displays maken niet alleen weergave in de vorm van trend- en staafdiagrammen mogelijk. Ook de weergave van meetwaarden over het tijdsverloop als curve of plot is mogelijk.

Soms bevinden zich op de achterkant van het apparaat extra meetingangen, zodat het instrument zonder kabelwirwar aan de voorkant in test- en meetdataregistratiesystemen kan worden geïntegreerd. Eveneens kunnen extra interfaces of uitbreidingsmogelijkheden in de vorm van speciale steekplaatsen voor gebruik met pc-software aanwezig zijn. Apparaten met ingebouwd geheugen of een USB-aansluiting maken datalogging mogelijk, ook zonder aansluiting op een meetdataregistratiesysteem of een pc.

Stroomtang-multimeters:

Stroomtang-multimeters combineren de klassieke functionaliteiten van een stroomtang met die van een digitale multimeter. Stromen worden hierbij contactloos via de meettang vastgelegd. Daarvoor hoeft alleen de stroomvoerende ader met de tang omvat te worden. Het onderbreken van de stroomvoerende leiding is niet nodig. Voor het meten van spanningen en weerstanden en voor de doorgangstest zijn aansluitbare meetkabels voorzien. Net als hand-multimeters kunnen ook digitale stroomtang-multimeters over uitgebreide meetfuncties beschikken. Frequenties, temperaturen en capaciteiten kunnen bijvoorbeeld worden gemeten of dioden worden getest. Pure stroomtangen daarentegen beschikken noch over meetbussen noch over multimeterfuncties; zij meten uitsluitend stromen.

Hoe meet je met een multimeter?

Afhankelijk van welke meting moet worden uitgevoerd, moet de digitale multimeter bepaalde „innerlijke waarden" bezitten. Bij een spanningsmeting wordt de digitale multimeter parallel aan de meetpunten aangesloten. In dat geval mag de multimeter de te meten stroomkring niet belasten. Daarom moet de inwendige weerstand bij de spanningsmeting zeer hoog zijn. Daarentegen moet de inwendige weerstand bij de stroommeting zeer klein zijn, omdat de multimeter voor stroommeting in een bestaande stroomkring moet worden opgenomen. Daarom beschikken digitale multimeters in de regel over verschillende aansluitbussen voor de meetkabels.

True RMS

In de industriële omgeving is het aan te bevelen een TRMS-digitaalmultimeter in te zetten, die met het „True RMS"-meetprocedé zogenaamde echte-effectievewaarde-metingen mogelijk maakt. Frequentieomvormers bij motoraandrijvingen en vele andere geschakelde verbruikers werken namelijk met niet-sinusvormige stromen of vervormen het sinussignaal. Daar komen vaak nog hoogfrequente signaalsuperposities bij, die tot aanvullende meetonnauwkeurigheden leiden. Conventionele digitale multimeters produceren hier soms aanzienlijke meetfouten, aangezien zij uitsluitend zuiver sinusvormige spanningen en stromen correct kunnen meten. Het gebruik van een multimeter zonder TRMS is buiten het pure hobbygebied tegenwoordig niet meer aan te raden, aangezien uitsluitend sinusvormige en niet-vervormde signaalvormen nauwelijks nog te vinden zijn.

Meetnauwkeurigheid

Meetnauwkeurigheid, resolutie en de benodigde meetfuncties moeten passen bij de respectievelijke meettaken. De pure displayresolutie zegt niet noodzakelijkerwijs iets over de werkelijke meetnauwkeurigheid. Meer cijfers achter de komma zien er op het LC-display weliswaar indrukwekkend uit, maar het gaat om de werkelijke meet- en weergavenauwkeurigheid. Deze is voor de afzonderlijke meetfuncties en het meetbereik te vinden in het datasheet of de productbeschrijving.

Interfaces en kalibratiemogelijkheid

Wanneer meetdata moeten worden vastgelegd en geanalyseerd of deels geautomatiseerde testprocessen moeten worden uitgevoerd, dan is het essentieel dat de digitale multimeter beschikt over de benodigde interfaces. Naast de bekende USB-interface zijn er in de professionele omgeving nog IEEE-488 (GPIB) en RS-232-interfaces. Zakelijke gebruikers moeten over het algemeen hun meetinstrumenten regelmatig laten kalibreren. Het is daarom raadzaam vooraf erop te letten dat de overwogen digitale multimeter überhaupt volgens de relevante kalibratienorm – bijvoorbeeld via een ISO-geaccrediteerd kalibratielaboratorium – kalibreerbaar is.

Bediening en service

Een goede bedieningsergonomie is belangrijk, evenals een duidelijk afleesbaar display dat ook bij schuine kijkhoek nog goed leesbaar is. Als bij tafel-multimeters inbouw in een rack is voorzien, dan moet dit hiervoor mechanisch geschikt zijn (19-inch-inbouwset) en eveneens beschikken over meetingangen aan de achterkant. Goede service is een voordeel: de meeste gebruikers kunnen niet langere tijd zonder een vaak benodigd meetinstrument als een reparatie of kalibratie nodig is. Bekende fabrikanten onderhouden doorgaans servicecentra die dergelijke diensten snel en betrouwbaar uitvoeren.

Veelgestelde vragen over multimeters

Wat is het verschil tussen voltmeter en multimeter?

Een voltmeter is alleen geschikt voor spanningsmetingen. Een multimeter kan daarnaast ook stromen, weerstanden en deels nog andere meetgrootheden vastleggen of meten.

Wat betekent AC/DC?

De afkorting AC staat voor „Alternating Current" of wisselstroom en DC staat voor „Direct Current" of gelijkstroom.

Welke soorten batterijen zijn geschikt voor digitale multimeters?

Multimeters worden gevoed met batterijen in standaardformaat. Welke uitvoering uiteindelijk wordt gebruikt, hangt af van de behuizingsgrootte en wordt door de fabrikant van het meetinstrument bepaald. Wanneer batterijen moeten worden vervangen, moeten beslist hoogwaardige exemplaren worden gebruikt om schade door lekkende batterijen te voorkomen.

Wat betekent bij een multimeter de bedrijfsduur van de batterij?

De bedrijfsduur van de batterij geeft aan hoe lang een meetinstrument met nieuwe batterijen kan worden gebruikt. Aangezien het stroomverbruik zeer gering is, zijn de bedrijfstijden navenant lang. Veel multimeters hebben een batterijsymbool in het display dat waarschuwt voor zwakker wordende batterijen. Daarnaast beschermen automatische uitschakelinrichtingen de batterijen tegen onnodige ontlading wanneer het instrument niet werd uitgeschakeld.

Wat betekent Auto-Range bij de multimeter?

Een meetinstrument met Auto-Range past zijn meetbereik automatisch aan de gemeten waarde aan. Daarmee wordt een zo nauwkeurig mogelijke weergave van de meetwaarde in het LC-display gewaarborgd. In de meettechniek is het anders gebruikelijk het instrument altijd op het grootst mogelijke meetbereik in te stellen wanneer de werkelijke hoogte van de meetwaarde niet duidelijk is.

Wat betekent True RMS (TRMS) bij een multimeter?

De aanduiding True RMS (Root Mean Square) staat voor echte effectieve waarde. De effectieve waarde is bij wisselspanning en bij wisselstroom een belangrijke parameter. De effectieve spanning van een stopcontact bedraagt bijvoorbeeld 230 V, waarbij de piekspanning van de sinusgolf met 325 V duidelijk hoger ligt. Bij sinusvormig signaalverloop tonen multimeters met gemiddeldewaardebepaling nog redelijk nauwkeurige meetresultaten. Zodra echter de curvevorm van een te meten signaal van de sinus afwijkt en bijvoorbeeld driehoekig, rechthoekig of zaagtandvormig is, leveren instrumenten met gemiddeldewaardebepaling sterk vervalste resultaten. Multimeters met TRMS daarentegen tonen ook in deze gevallen automatisch de exacte effectieve waarde.