Drehspulinstrument 11100.00

R
Drehspulinstrument
11100.00
Betriebsanleitung
Das Gerät entspricht
den zutreffenden
EG-Rahmenrichtlinien
Abb. 1: Drehspulinstrument 11100.00 mit eingesetztem Meßbereich 100 mA–.
1. ZWECK UND EIGENSCHAFTEN
Das Drehspulinstrument 11100.00 (Abb. 1) ist – in Verbindung mit seinen auswechselbaren Meßbereichen – ein Demonstrationsinstrument zur Messung von Stromstärke und
Spannung (» – « und » ∼ «) mit der Genauigkeit der Klasse
1,5*. Die verfügbaren Meßbereiche sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. Für spezielle Meßaufgaben, wie Messung
von Widerständen, Temperaturen, Beleuchtungsstärken,
Gasdrücken usw., stehen Sondermeßbereiche zur Verfügung, siehe 2.4.
*Ausnahmen siehe Abschnitt 4 sowie Tabelle 1
Ein besonderes Charakteristikum des Gerätes sind die für
alle Meßbereiche eingebauten umfangreichen Schutzeinrichtungen gegen Überlastung (Schutzdioden, Sicherungen
und Kaltleiter als temperaturabhängige Widerstände). Infolge dieses Schutzsystems ist eine Zerstörung des Instrumentes durch Überlastung im praktischen Gebrauch so gut
wie ausgeschlossen.
2. BESCHREIBUNG
2.1 Allgemeines
Das Meßwerk sowie die Hauptteile der Schaltung sind in
einem Kunststoffgehäuse staubdicht untergebracht. Eine
Plexiglasplatte gewährt Einblick in das Gehäuseinnere. Der
Anschluß an die äußere Schaltung erfolgt für alle Meßbereiche über zwei 4-mm-Buchsen auf der Frontseite des
Gehäuses1. Die bei Gleichstrom- und Gleichspannungsmessungen zu beachtende Polung ergibt sich aus der
Farbe der Anschlußbuchsen:
Pluspol – rot, Minuspol – blau.
Zur mechanischen Nullpunkteinstellung des Zeigers befindet sich auf der Gehäuseunterseite ein Stellrad; im Bedarfsfall kann die Zeigernullstellung bis zur Skalenmitte verschoben werden. - Von der Unterseite sind auch die beiden
Überlastschutzsicherungen zugänglich.
Die flachen, nur 13,5 mm dicken Meßbereiche werden
durch einen Schlitz in der Oberseite des Gehäuses eingeführt2, und zwar dicht hinter der großflächigen Plexiglasabdeckung für den Bewegungsraum des Zeigers. Der elektrische Kontakt zwischen Meßbereich- und Gehäuseschaltung wird mit Hilfe einer 16poligen Steckerleiste an der
Meßbereichunterseite und einer Buchsenleiste am
Gehäuse hergestellt.
Jeder Meßbereich besitzt eine 187 mm lange Bogenskale,
die mit einer Demonstrationsteilung (Ziffernhöhe 19 mm)
und einer Feinteilung versehen ist. Damit die Meßwertab-lesung auch von der Rückseite des Instrumentes erfolgen
kann, ist die Skalenscheibe mit einem Schlitz versehen und
die Skale beidseitig aufgebracht.
2.2 Meßtechnische Eigenschaften
Die Drehspule des Meßsystems besteht aus einem niederohmigen Teil kleiner Windungszahl w1, und einem hochohmigen Teil großer Windungszahl w2, vgl. Abb. 2.
Abb. 2: Vereinfachtes Prinzipschaltbild von Meßwerk mit Schutzdioden.
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Bei Gleichstrommeßbereichen ≤ 1 mA– sowie
auch bei den Meßbereichen 30 mV–3, 100
mV– und 10 A ∼ wird die niederohmige Wicklung w1 benutzt, bei allen übrigen Strom- und
Spannungsmeßbereichen die Gesamtwicklung w1 + w2.
Bei den Meßbereichen für Wechselstrom und
-spannung erfolgt die Speisung des Meßsystems über einen Stromwandler mit nachgeschaltetem Gleichrichter (Golddrahtdioden in
Brückenschaltung). Der Frequenzbereich erstreckt sich von 20 Hz bis 10 kHz4. Nimmt
man einen etwas größeren, der Klasse 2,5
entsprechenden Meßfehler in Kauf, so erweitert sich der Frequenzbereich auf 10 Hz…20
kHz. Bei allen Wechselspannungsbereichen
– und insbesondere bei den größeren – gilt
die obere Frequenzgrenze nur, wenn die
blaue Anschlußbuchse des Instrumentes am
geerdeten Pol der Schaltung liegt.
Die meßtechnischen Daten der einzelnen
Meßbereiche sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.
Da das Drehspulmeßwerk mit einem Kernmagnetsystem arbeitet, ist sowohl die Beeinflußbarkeit durch äußere Magnetfelder wie
auch das nach außen wirkende Streufeld des
Systems im allgemeinen vernachlässigbar. In
Verbindung mit den Meßbereichen für Wechselspannung bzw. Wechselstrom kann es im
Nahfeld starker Hochfrequenzsender (z.B.
Funkgeräte) vorkommen, daß die Anzeige
außerhalb der angegebenen Toleranzen liegt.
2.3. Überlastschutz
Die Drehspule des Instrumentes ist gegen
Überlastung durch zwei antiparallel geschaltete Diodenpaare geschützt, die den Wicklungen w1 und w2 parallel liegen, vgl. Abb. 2.
Die Dioden ihrerseits sind durch eine Sicherung 0,63 A (F) abgesichert.
Zum Schutz der übrigen Teile der Schaltung
enthält das Gerät noch ein weiteres antiparallel geschaltetes Diodenpaar, eine Sicherung 10 A (F) sowie als Kaltleiter arbeitende
Glühlampen. Bei vielen Spannungsmeßbereichen ist dieser Schutz bereits durch einen
hohen Innenwiderstand Ri bewirkt.
Tabelle1: Meßbereiche für Stromstärke und Spannung
Meßbereich
100 µA–
300 µA–
1 mA–
1-0-1 mA–
3 mA–
10 mA–
30 mA100 mA–
300 mA–
1 A–
3 A–
10 A–
Meßbereich
100 µA~
300 µA~
1 mA~
3 mA~
10 mA~
30 mA~
100 mA~
300 mA~
1 A~
3 A~
10 A~
Meßbereich
30 mV–
100 mV–
300 mV–
1 V–
3 V–
10 V–
30 V–
100 V–
300 V–
1000 V–
3000 V–
Die technischen Daten des Überlastschutzes
sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
––––––––––––––
1. Ausnahme: Meßbereiche 3 kV– und 3 kV,, bei denen
sich die Anschlußbuchsen am Meßbereich selbst befinden.
2. Einige Sondermeßbereiche mit größerem Volumen
werden nicht von oben, sondern von hinten in das
Gehäuse eingesetzt.
3. Bei diesem Meßbereich ist der Widerstand 70Ω in
Abb. 2 kurzgeschlossen.
4. Ausnahmen siehe Abschnitt 4.
Meßbereich
1 V~
3 V~
10 V~
30 V~
100 V~
300 V~
1000 V~
3000 V~
__________
*) bei 50 Hz
2
Innenwiderstand Spannungsabfall
Bestell.Ω
bei Vollausschlag (mV) Nr.
1000
333
100
50
33
10
3,3
1
0,33
0,1
ca. 0,08
ca. 0,06
100
100
100
50
100
100
100
100
100
100
ca. 250
ca. 600
11102.81
11102.83
11102.01
11102.71
11102.03
11102.11
11102.13
11102.21
11102.23
11102.31
11102.33
11102.41
Innenwiderstand* Spannungsabfall*
Bestell.Ω
bei Vollausschlag (mV) Nr.
nicht linear
nicht linear
ca. 300
ca. 300
ca. 4
ca. 3,3
ca. 1
ca. 0,17
ca. 0,07
ca. 0,07
ca. 0,07
ca. 700
ca. 1500
ca. 300
ca. 850
ca. 40
ca. 100
ca. 20
ca. 50
ca. 70
ca. 200
ca. 700
spezifischer InnenInnenwiderstand widerstand (Ω/V)
30 Ω
100 Ω
3 kΩ
10 kΩ
30 kΩ
100 kΩ
300 kΩ
1 MΩ
3 MΩ
10 MΩ
30 MΩ
1000
1000
10000
10000
10000
10000
10000
10000
10000
10000
10000
spezifischer InnenInnenwiderstand widerstand (Ω/V)
1 kΩ
3 kΩ
100 kΩ
300 kΩ
1 MΩ
3 MΩ
10 MΩ
27 MΩ
1000
1000
10000
10000
10000
10000
10000
9000
11103.81
11103.83
11103.01
11103.03
11103.11
11103.13
11103.21
11103.23
11103.31
11103.33
11103.41
Bestell.Nr.
11104.13
11104.21
11104.23
11104.31
11104.33
11104.41
11104.43
11104.51
11104.53
11104.61
11104.65
Bestell.Nr.
11105.31
11105.33
11105.41
11105.43
11105.51
11105.53
11105.61
11105.65
Tabelle 2: Überlastschutz
Die das Meßwerk schützenden Dioden (vgl. Abb. 2) sind nicht aufgeführt. - Die Werte für Ansprechstrom bzw. -spannung sind Richtwerte
und können dementsprechend streuen.
Meßbereich
Wirksamer
Überlastschutz
Ansprechstrom
(A)
30 mV–
100 mV–
300 mV–
1 V–
3 V–
10 V30 V–
100 V–
300 V–
1000 V–
3000 V–
100 µA–
300 µA–
1 mA–
1-0-1 mA–
3 mA–
10 mA–
30 mA–
100 mA–
300 mA–
1 A–
3 A–
10 A–
1 V~
3 V~
10 V~
30 V~
100 V~
300 V~
1000 V~
3000 V~
100 µA~
300 µA~
1 mA~
3 mA~
10 mA~
30 mA~
100 mA~
300 mA~
1 A~
3 A~
10 A~
Sicherung (0,63A)
Sicherung (0,63A)
Lampe*
Lampe*
großer Ri
großer Ri
großer Ri
großer Ri
großer Ri
großer Ri
großer Ri
Sicherung (0,63A)
Sicherung (0,63A)
Sicherung (0,63A)
Sicherung (10A)
Sicherung (10A)
Sicherung (10A)
Sicherung (10A)
Sicherung (10A)
Sicherung (10A)
Sicherung (10A)
Sicherung (10A)
Sicherung (10A)
Lampe
Lampe
großer Ri
großer Ri
großer Ri
großer Ri
großer Ri
großer Ri
Lampe
Lampe
Lampe
Lampe
Sicherung (10A)
Sicherung (10A)
Sicherung (10A)
Sicherung (10A)
Sicherung (10A)
Sicherung (10A)
Sicherung (10A)
1
1
1
1
1
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
AnÜbersprechlastspannung faktor
(V)
9
9
> 220
> 220
9
9
9
1
1
1
1
1
1
1
1
1
>220
>220
>220
>220
>220
>220
1
1
1
1
1
1
1
Bemerkung
zur Absicherung**
300
90
>750
>220
>100
>22
>10
>3
>3
3
3
10000
3333
1000
15000
5000
1500
500
150
50
15
5
1,5
>220
>75
>22
>10
>3
>3
3
3
1500
500
150
50
15
5
1,5
A
A
C
C
C
C
C
C
D
D
E
A
A
A
B
B
B
B
B
B
B
B
B
C
C
C
C
C
D
D
E
C
C
C
C
B
B
B
B
B
B
B
* Lampe im Meßbereich eingebaut.
** Bedeutung der Buchstaben.
A: Bei Überschreiten des Überlastfaktors spricht die
Sicherung 0,63 A (F) an.
B: Bei Überschreiten des Überlastfaktors spricht die
Sicherung 10 A (F) an.
C, D und E:
Die Überlastung darf nur kurzzeitig sein (einige Sekunden);
dies ist um so strenger zu beachten, je mehr sich die
Überlastung der zulässigen Grenze nähert. Unschädlich
sind insbesondere kurzzeitige Überlastungen bei C bis 220 V
(Netzspannung), bei D bis über 1000 V, bei E bis max. 10000 V.
3
2.4.
SONDERMEßBEREICHE
Der Anwendungsbereich des Drehspulinstrumentes kann durch die folgenden Sondermeßbereiche erweitert werden, über die hier eine
kurze Übersicht gegeben sei.
Meßbereich + 120 °C
11106.02
In Verbindung mit dem Temperaturfüller
04187.00 (NTC-Widerstand) können Temperaturen von -20 °C bis + 120 °C gemessen werden.
Meßbereich + 1300 °C
11106.04
In Verbindung mit dem Thermoelement NiCrNi
04183.00 können Temperaturen im Bereich
von 0 °C bis + 1300 °C gemessen werden.
Meßbereich + 300 °C
11106.05
In Verbindung mit dem (Doppel-) Thermoelement Fe-Konstantan (Best.-Nr. 04184.00) können Temperaturen im Bereich 0...+ 300 °C gemessen werden.
Ω
Meßbereich 1/10/100 kΩ
11109.01
Es können ohmsche Widerstände von etwa
1 Ω bis 100 kΩ gemessen werden, und zwar in
drei mittels Drehschalter gewählten Meßbereichen, die auf der Skale angezeigt werden.
Ω/10 MΩ
Ω
Meßbereich 1 MΩ
11109.02
Es können ohmsche Widerstände von etwa
1 kΩ bis 10 MΩ gemessen werden, und zwar in
zwei mittels Drehschalter gewählten Meßbereichen, die auf der Skale angezeigt werden.
Meßbereich,
Verstärker 30 µV…10 mV
11110.01
Es können mit einem Drehschalter folgende (in
einem Skalenfenster angezeigte) Meßbereiche
eingestellt werden:
30 µV = 300 nA (Indikator-Bereich)
100 µV = 1 µA Verstärker1 mV = 10 µA genauigkeit 1,5 %
10 mV = 100 µA
Thermische Nullpunktstabilität < 2 µV/K.
Der Verstärker ist mit Überlastschutzeinrichtungen ausgerüstet.
Meßbereich Lux
11111.11
In Verbindung mit der Sonde 12107.01 können
Beleuchtungsstärken bis 3000 Lux gemessen
werden.
Meßbereich Vakuum
11112.93
In Verbindung mit der zum Meßbereich
gehörenden Meßzelle können Gasdrücke im
Bereich 102…10-3 mbar gemessen werden.
Der Anschluß an die Vakuumapparatur kann
über Flansch (NW10) oder auch über Vakuumschlauch (di = 8 mm) erfolgen.
Meßbereich
Digitalmultimeter LED
11113.93
Verwandelt das Drehspulininstrument in ein Digitalmultimeter mit gleichzeitiger Analoganzeige. 22 Strom- und Spannungsmeßbereiche
sowie 6 Widerstandsmeßbereiche. 31/2-stellige
LED-Anzeige mit Polarität und Maßeinheit.
Abb. 3: Einsetzen des Meßbereiches.
Abb. 4: Lösen des Meßbereiches von der Buchsenleiste durch Hochdrücken des Meßbereichrahmens mit den Fingern.
3. HANDHABUNG
Im folgenden sollen noch einige Hinweise zur Handhabung
des Drehspulinstrumentes gegeben werden. Das leichte
Gerät läßt sich bequem transportieren, insbesondere wenn
man mit den Fingern von der Rückseite unter den oberen
Gehäuserahmen greift.
Beim Einsetzen der Meßbereiche, vgl. Abb. 3, achte man
darauf, daß diese bis zum Anschlag eingeschoben sind,
d.h. daß ihre Oberkante annähernd bündig mit dem
Gehäuse abschließt, andernfalls ergibt sich u.U. ein gewisser Meßfehler. Zum Herausnehmen des Meßbereiches löst
man diesen zunächst gemäß Abb. 4 von der Buchsenleiste;
er läßt sich dann leicht aus dem Gehäuse ziehen.
Zum Einstellen des mechanischen Zeigernullpunktes mit
dem Stellrad an der Gehäuseunterseite muß das Instrument leicht angekippt werden. Die Zeigernullstellung
braucht bei Wechsel der Meßbereiche nicht korrigiert zu
werden, vorausgesetzt, daß die Meßbereiche voll eingeschoben sind.
Ablesefehler infolge Parallaxe lassen sich vermeiden, wenn
der Beobachter das an der Plexiglasabdeckung erzeugte
Spiegelbild des ablesenden Auges mit dem Zeiger zu
Deckung bringt; einem geringen reibungsbedingten Fehler
wirkt leichtes Klopfen am Instrumentengehäuse entgegen.
Die Gebrauchslage des Instrumentes ist senkrecht, jedoch
ergibt sich für Abweichungen bis zu 90° hiervon nur ein geringer zusätzlicher Fehler, der im allgemeinen 1-2% nicht im
wesentlichen übersteigen wird.
Sollen bei höheren Frequenzen Spannungsmessungen
durchgeführt werden, so ist jeweils der Massepol des benutzten Ausganges mit der blauen Anschlußbuchse des
Drehspulininstrumentes zu verbinden.
Die angeschlossenen Leitungen dürfen nicht länger als 3 m
sein.
Für die Aufbewahrung der Meßbereiche und für die Bereitstellung einer geeigneten Meßbereichauswahl am Arbeitsplatz steht das Aufbewahrungsgestell 11101.01 für zehn
Meßbereiche zur Verfügung, vgl. Abb. 5.
4
Abb. 5: Aufbewahrungsgestell 11101.01 für zehn
Meßbereiche
Achtung! Bei nicht funktionierendem Gerät zunächst die
Sicherungen auf der Geräteunterseite kontrollieren und
ggf. auswechseln.
4. TECHNISCHE DATEN
System
Drehspulmeßwerk
(Kernmagnet)
Meßbereiche
s. Tabelle 1
Genauigkeit
Klasse 1,5*
Frequenzbereich
20 Hz...10 kHz**
Überlastschutz
durch eingebaute
Schutzeinrichtungen
Prüfspannung
2 bzw. 3 kV
Gebrauchslage
senkrecht
Skalenbogen
187 mm
Gehäuseabmessungen (mm) ca. 260 x 105 x 290
Gewicht
ca. 1,7 kg
____________
* Klasse 2,5 bei den Meßbereichen 300 µA–, 300 mV–,
3 kV– und 3 kV~
** bis 5 kHz bei den Meßbereichen 300 V~ und 1000 V~,
bis 500 Hz bei Meßbereich 3 kV~
5. MATERIAL
Drehspulininstrument
Meßbereiche siehe Tabelle 1
und Abschnitt 2.4
11100.00
Ersatzsicherungen:
G-Schmelzeinsatz F 10 G, 10 Stück
G-Schmelzeinsatz F 0,63 H, 10 Stück
07503.01
07503.60
Aufbewahrungsgestell
für 10 Meßbereiche
11101.01