Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Innenwiderstand Multimeter bei Strommessung


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von Igor D. (igordashaar)


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Hallo zusammen,

hier erstmal meine Frage in kurz, weiter unten dann etwas mehr zum 
Hintergrund.
Wie hoch ist der Innenwiderstand eines Multimeters bei der Strommessung 
von 0,5 A bei 5 V? Kann es sein dass er sich im Bereich von 2,5 Ohm 
bewegt? Nach meinem Wissen sollte er ja so gering wie möglich sein, also 
praktisch null (was natürlich nicht möglich ist). Sollte er so groß 
sein, würde er mir ja mein Messergebnis um etwa 20% gegenüber dem 
Zustand ohne Multimeter verfälschen.

Zum Hintergrund:
Als kleines Projekt habe ich mir gerade eine Messung der Kapazität einer 
USB-Powerbank vorgenommen. Dazu will ich die Powerbank über einen 
Lastwiderstand aus dem voll geladenen Zustand entladen, bis sie aus 
geht. Über die Zeit hab ich dann bei bekanntem Widerstand den 
geflossenen Strom und damit die verfügbare Kapazität. Um den Strom zu 
messen habe ich zwei Möglichkeiten. Ein billiges USB-Multimeter und ein 
großes Digitalmultimeter mit Seriellem Anschluss und selbst gebastelter 
Logging Software.

Powerbank: RealPower PB-260 Alu mit 2600 mAh von Saturn für 3€
USB-Multimeter: Voltcraft PM-40
Multimeter mit Serieller Schnittstelle: Voltcraft VC850
Lastwiderstand: 10 Ohm (10 parallel geschaltete 100 Ohm 
Kohleschichtwiderstände).

Schließe ich den Lastwiderstand nun über USB an die Powerbank an, 
erwarte ich:
I = U / R = 5 V / 10 Ohm = 0,5 A

Gemessen mit dem PM-40: 0,49 A
Hier dachte ich mir noch: "Aha, ein Messfehler wegen Ungenauigkeit".

Gemessen mit dem VC-850: 413 mA
Interessant... Wenn ich dann mit beiden gleichzeitig messe lande ich bei 
413 mA, die mir das PM-40 als 0,4 A anzeigt. Kann es also sein dass mein 
VC850 bei der Strommessung einen Widerstand von knapp 2,5 Ohm hat und 
mir damit die Messung verfälscht? Klar ist die Kapazitätsbestimmung noch 
möglich, allerdings hatte ich eben mit 0,5 A gerechnet und nicht 0,4 A. 
Daher das ganze auch als Verständnisfrage. Mich wundert es enorm, dass 
ich bei einer so einfachen Art der Messung das Ergebnis schon um knapp 
20% verfälsche. Noch dazu so unterschiedlich bei zwei verschiedenen 
Messgeräten.

Vielen Dank für eure Hilfe und Anregungen!

von Teo D. (teoderix)


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Igor D. schrieb:
> Wie hoch ist der Innenwiderstand eines Multimeters bei der Strommessung
> von 0,5 A bei 5 V? Kann es sein dass er sich im Bereich von 2,5 Ohm
> bewegt? Nach meinem Wissen sollte er ja so gering wie möglich sein, also
> praktisch null (was natürlich nicht möglich ist). Sollte er so groß
> sein, würde er mir ja mein Messergebnis um etwa 20% gegenüber dem
> Zustand ohne Multimeter verfälschen.

So is dad. Leb damit o. gib mehr Geld fürs Equipment aus.
Wie Hoch er wirklich ist, Hersteller fragen o. messen.

Meine billig Lösung UT61E. Hat im 10A Bereich meist noch eine 
ausreichende Auflösung und einen niedrigen Widerstand. Die restlichen 
sind so übel wie bei jedem billig Teil.

von Harald W. (wilhelms)


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Igor D. schrieb:

> Wie hoch ist der Innenwiderstand eines Multimeters bei der Strommessung

Das ist von Hersteller zu Hersteller verschieden. Und manchmal auch
von Meßbereich zu Meßbereich. Bei vielen 3 1/2 stelligen Multimetern
ist der Spannungsabfall 200mV bei Vollausschlag. Normalerweise sollte
dieser Wert aber in der Bedienungsanleitung des Meßgerätes stehen.
Aber Bedienungsanleitungen lesen ist ja nur etwas für Warmduscher.
:-)

von Teo D. (teoderix)


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Harald W. schrieb:
> Normalerweise sollte
> dieser Wert aber in der Bedienungsanleitung des Meßgerätes stehen.

Da schweigen Sie sich meist aus, warum wohl... :)

von nur zufällig hier (Gast)


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Das Stichwort für Google wäre "Burden voltage".

Wobei die Charger Doctor Geräte normalerweise eine niedrige haben und 
deswegen üblicherweise für diese Messungen besser geeignet sind als die 
meisten Multimeter.

von Igor D. (igordashaar)


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Teo D. schrieb:
> Leb damit o. gib mehr Geld fürs Equipment aus.

Eigentlich dachte ich, dass ich mit dem VC850 zumindest ein wenig die 
Klasse gewechselt hätte, nachdem ich vorher ein 20€ DMM hatte... 
Interessant finde ich eben auch dass das billig USB-Multimeter zwar 
weniger genau misst, aber das Ergebnis kaum verfälscht. Woran liegt das? 
Kleinerer Messbereich?


Teo D. schrieb:
> Wie Hoch er wirklich ist, Hersteller fragen o. messen.

Der Innenwiderstand taucht leider nicht im Datenblatt auf. Messen kann 
ich das ganze mangels zweitem Multimeter aktuell leider nicht. Werde 
dann wohl mal bei Conrad nachfragen.

Harald W. schrieb:
> Normalerweise sollte
> dieser Wert aber in der Bedienungsanleitung des Meßgerätes stehen.
> Aber Bedienungsanleitungen lesen ist ja nur etwas für Warmduscher.
> :-)

Normal ist leider nix :D. Bevor ich den ellenlangen Beitrag geschrieben 
habe, hab ich aber tatsächlich die 30s aufgewendet und die Anleitung und 
das Datenblatt konsultiert. Ergebnis: Pustekuchen... Das steht nicht 
drin.

: Bearbeitet durch User
von R. M. (Gast)


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Und unterschätze nicht den Innenwiderstand der Anschlussleitungen, 
Klemmprüfspitzen und insbesondere der Steckverbindungen. Einmal ziehen 
und wieder stecken, kann das Ergebnis schon deutlich verändern.

von nur zufällig hier (Gast)


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Igor D. schrieb:
> Interessant finde ich eben auch dass das billig USB-Multimeter zwar
> weniger genau misst, aber das Ergebnis kaum verfälscht.

Das ist halt genau für diese Art Messung konzipiert. Kein Wunder das es 
diese Art Messung besser kann als ein universelles Messgerät.

Und was die Genauigkeit betrifft... Du erwartest rechnerisch 500mA, das 
bekommst du aber nur genau wenn Volt und Ohm exakt dem Entsprechen was 
da denkst :-)
Ne 5€ China USB DC-Load sollte besser gehen als deine Widerstände.



 Woran liegt das?
> Kleinerer Messbereich?

Wohl auch, ist halt einfacher mit diesem kleinen Messbereich.

von Igor D. (igordashaar)


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nur zufällig hier schrieb:
> Das Stichwort für Google wäre "Burden voltage".

TOP! Das Wort hat mir gefehlt. Gut zu wissen! Danke!

R. M. schrieb:
> Und unterschätze nicht den Innenwiderstand der Anschlussleitungen,
> Klemmprüfspitzen und insbesondere der Steckverbindungen. Einmal ziehen
> und wieder stecken, kann das Ergebnis schon deutlich verändern.

Hatte ich gemacht und auch separat gemessen. Übergangswiderstand 0,8 Ohm 
laut VC850. Bin zur Sicherheit auch noch mit WD40 dran. Ob das gut war? 
Zumindest hats nicht geschadet. Was nimmt man denn üblicherweise wenn 
die Messspitzen ein bischen Oxid angesetzt haben? Kontaktspray?

von Teo D. (teoderix)


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Igor D. schrieb:
> Was nimmt man denn üblicherweise wenn
> die Messspitzen ein bischen Oxid angesetzt haben? Kontaktspray?

Hat ich noch nich, würd aber nen Glasradierer nehmen.

von Route_66 H. (route_66)


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Igor D. schrieb:
> Als kleines Projekt habe ich mir gerade eine Messung der Kapazität einer
> USB-Powerbank vorgenommen. Dazu will ich die Powerbank über einen
> Lastwiderstand aus dem voll geladenen Zustand entladen, bis sie aus
> geht. Über die Zeit hab ich dann bei bekanntem Widerstand den
> geflossenen Strom und damit die verfügbare Kapazität.

Irgendwie klingt das blödsinnig.
Willst du die Amperestunden oder die Wattstunden ermitteln?
Warum stört dich der Spannungsabfall am Strommessgerät?
Warum misst du nicht die Spannung? Dann kannst du bei bekanntem 
Widerstand den Strom berechnen.

von Igor D. (igordashaar)


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Route 6. schrieb:
> Willst du die Amperestunden oder die Wattstunden ermitteln?
> Warum stört dich der Spannungsabfall am Strommessgerät?
> Warum misst du nicht die Spannung? Dann kannst du bei bekanntem
> Widerstand den Strom berechnen.

Genauso gut kann ich den Strom messen und die Spannung berechnen, 
zumindest war das der Plan, bis mir die Abweichung aufgefallen ist. Im 
ersten Moment erschien es mir sinnvoll die Amperestunden zu ermitteln, 
da ich hier die Angabe vom Hersteller hab (dass ich diesen Wert schon 
allein wegen der Wandlungsverluste von 3,7V auf 5V nicht erreichen werde 
ist mir ebenfalls bewusst). Der Spannungsabfall stört mich für die 
konkrete Aufgabe nicht. Ich war nur verwundert, dass ich 20% Abweichung 
über die beiden Messgeräte hab und das billigere das genauere ist.

Route 6. schrieb:
> Irgendwie klingt das blödsinnig.

Ich bin auch hier um was zu lernen, sonst hätte ich mir das ganze sparen 
können.

: Bearbeitet durch User
von Teo D. (teoderix)


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Igor D. schrieb:
> Ich war nur verwundert, dass ich 20% Abweichung
> über die beiden Messgeräte hab und das billigere das genauere ist.

Ich wars auch.

UT61E
µA 1k
mA 14
10A 0,2

UT132C
2mA 100
20mA 10
200mA 3
10A 0,05

Den 10A Bereich sollte man hier nicht wirklich vergleichen, in dem Ohm 
Bereich sind MM nur gröbste Schätzeisen.

von Harald W. (wilhelms)


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Igor D. schrieb:

> Genauso gut kann ich den Strom messen und die Spannung berechnen,

Weil es "allgemein bekannt" ist, macht man das eher nicht. :-)

Übrigens waren die "alten" Zeigermultimeter diesbezüglich
deutlich besser.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Gerade bei den meisten Handmultimetern sollte man beachten, dass es 
eigentlich zwei Strommesspfade gibt, nämlich den Hochstrompfad mit einem 
festen Widerstand, der ohne Sicherung direkt an den Klemmen 
angeschlossen ist. Meistens hat dieser Bereich dann 5A, 10A oder 20A.

Im Niederstrompfad wird der Messwiderstand umgeschaltet; außerdem ist er 
meist abgesichert. Die üblichen 200mV Spannungsabfall für Vollausschlag 
beziehen sich aber nur auf den reinen Messwiderstand. Neben den schon 
erwähnten Messleitungen hat aber insbesondere die Sicherung einen ganz 
erheblichen Widerstand; hinzu kommen ggf. auch noch die 
Kontaktwiderstände des Messbereichsumschalters oder der entsprechenden 
Relais.

von APW (Gast)


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Am besten misst man die Spannung an einem externen Lastwiderstand.

Wenn ich das auf die Art wie du messen will, stelle ich das Multimeter 
auf den höchsten akzeptablen Strommessbereich ein (=geringster 
Messgeräte-Gesamtwiderstand) und schalte das Autoranging aus. Im 
Strommesskreis des Multimeters liegt neben dem Mess-Widerstand (der je 
nach Messbereich unterschiedlich sein kann) ja auch noch die interne 
Sicherung.

von Possetitjel (Gast)


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Andreas S. schrieb:

> Gerade bei den meisten Handmultimetern sollte man beachten,
> dass es eigentlich zwei Strommesspfade gibt, nämlich den
> Hochstrompfad mit einem festen Widerstand, der ohne
> Sicherung direkt an den Klemmen angeschlossen ist.
> Meistens hat dieser Bereich dann 5A, 10A oder 20A.
>
> Im Niederstrompfad wird der Messwiderstand umgeschaltet;
> außerdem ist er meist abgesichert. Die üblichen 200mV
> Spannungsabfall für Vollausschlag beziehen sich aber nur
> auf den reinen Messwiderstand.

Ja.

Das kann bei niedrigen Spannungen im Messkreis zu der
abstrusen Situation führen, dass der schlecht aufgelöste
Messwert im (eigentlich "falschen") 10A-Bereich absolut
gesehen deutlich besser stimmt als der Strommesswert im
"richtigen" Messbereich.

Man hat dann die Wahl zwischen einem vierstellig angezeigten
Messwert, von dem drei Stellen falsch sind, und einem
zweistellig angezeigten Wert, bei dem beide Stellen richtig
sind :)

von nur zufällig hier (Gast)


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Viel wichtiger (als Auflösung und Genauigkeit) ist doch das die 
Schaltung (die man vermessen will) evtl. gar nicht richtig funktioniert 
wenn die Versorgungspannung extrem mit der Last schwankt (halt bedingt 
durch den Shunt des Multimeter in Reihe).
Das ist IMHO für die meisten das erste Problem auf das man stößt wenn 
man mit dem Multimeter den Verbrauch von Geräten ermitteln will.

Ist doch schön das der Threadstarter durch seinen Versuch was neues 
gelernt hat, das dann hier gleich wieder über die Details gemeckert 
wird...

von michael_ (Gast)


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Vielleicht sollte der TE mal das Thema "Wie messe ich richtig" 
durcharbeiten.
Ist in vielen Lehrbüchern erklärt.

Den Spannungsabfall könnte man ja ganz einfach mal messen.

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