Leiterwiderstands- und Leitfähigkeitsmessgerät

Ein Leiter wird nach Querschnitt gekauft und über den spezifischen Widerstand geprüft. Der Widerstand einer Probe von einem Meter sagt für sich nichts aus, weil er davon abhängt, wie lang die Probe ist; der spezifische Widerstand nicht. Der Weg von einem zum anderen ist Rechenarbeit, und Rechenarbeit von Hand am Prüfplatz ist die Stelle, an der die Fehler entstehen.

Produktübersicht

Zwei Tischgeräte, beide vierleitermäßig, beide messen Widerstand, spezifischen Widerstand und Leitfähigkeit gleichzeitig und zeigen 5½ Stellen auf einem Farbbildschirm.

Das kleinere misst 0,1 µΩ bis 10 MΩ mit einem Messstrom bis 1 A auf einer 4,3-Zoll-Anzeige. Das größere misst 0,01 µΩ bis 10 MΩ mit bis zu 10 A auf einer 7-Zoll-Anzeige. Beide nehmen dieselbe optionale Milliohm-Vorrichtung auf, die Draht und Stab von 0,02 mm bis 42 mm abdeckt, und beide führen HANDLER, RS232, RS485 und USB-Host serienmäßig.

Der Unterschied zwischen ihnen liegt dort, wo die Auflösung gebraucht wird. Eine Aderleitung von einem Meter hat genug Widerstand für das 1-A-Modell; ein kurzes Stück eines schweren verseilten Leiters oder eine Sammelschiene nicht, und dafür ist der 10-A-Ausgang da.

Wie das Leiterwiderstands-Messgerät arbeitet

Es werden vier Klemmen verwendet. Das Speisepaar schickt einen bekannten Strom durch den Leiter; das Messpaar erfasst die Spannung zwischen zwei Punkten mit gemessenem Abstand. Da über das Messpaar nahezu kein Strom fließt, gehen Klemmen- und Kontaktwiderstand nicht in den Messwert ein, und das Gerät erhält den Widerstand der Länge zwischen den Messspitzen.

Der spezifische Widerstand ergibt sich aus diesem Widerstand, multipliziert mit dem Querschnitt und geteilt durch die Länge. Der Bediener gibt die Leiterabmessung und die Messlänge ein, oder den Durchmesser, aus dem das Gerät den Querschnitt ableitet, und die Anzeige zeigt den spezifischen Widerstand unmittelbar. Die Leitfähigkeit ist sein Kehrwert, in den Einheiten, die im Leiterhandel üblich sind.

Die Temperatur geht ein, weil der spezifische Widerstand es tut. Kupfer steigt um etwa 0,4 % je Grad; eine Werkstatt, die um zehn Grad schwankt, verschiebt den Messwert um vier Prozent, also mehr als die Genauigkeit des Geräts. Die Temperaturkompensation rechnet den gemessenen Widerstand auf eine gewählte Bezugstemperatur um, und das Gerät zeigt die gemessene Umgebungstemperatur an, damit sich die Umrechnung prüfen lässt.

Auswahl des passenden Messgeräts

Beginnen Sie mit der Leiterabmessung und der Länge, die die Vorrichtung aufnimmt. Eine Milliohm-Vorrichtung mit Messspitzen in festem Abstand legt die Länge fest, und dieselbe Vorrichtung muss den größten und den kleinsten Leiter des Bereichs aufnehmen. Sieht der Prüfplatz 0,05 mm Draht und 25 mm Stab, sind es zwei Vorrichtungen.

Dann der Widerstand am unteren Ende des Bereichs. Ein Meter Kupfer von 1 mm² hat etwa 17 mΩ, was beide Modelle mühelos lesen. Ein 100 mm langes Stück eines Leiters von 240 mm² liegt bei rund 18 µΩ und braucht das 10-A-Modell, um sauber aufzulösen. Die Grenze liegt ungefähr dort, wo der erwartete Widerstand unter 100 µΩ fällt.

Dann die Genauigkeit, die die Norm verlangt. In der Parametertabelle sind es bei beiden Modellen dieselben 0,02 %, die Genauigkeit trennt sie also nicht; der Strom tut es.

Dann die Eingabewerte der Berechnung. Ein Ergebnis für den spezifischen Widerstand ist nur so gut wie der eingegebene Querschnitt und die eingegebene Länge, und der Querschnitt eines verseilten Leiters ist nicht die Summe der Einzeldurchmesser, sofern die Verseilung nicht verdichtet ist. Das Gerät kann das nicht wissen; das Verfahren muss deshalb angeben, ob der Nennquerschnitt oder der gemessene Querschnitt verwendet wird.

Zuletzt der Nachweis. Beide Modelle speichern zehn Einstellungen und können Ergebnisse über die serielle Schnittstelle oder auf einen USB-Stick geben, was zählt, wenn eine Charge bis zur Lieferung zurückverfolgt werden muss.

Messgrenzen und Auswahlhinweise

Gemessen wird der Leiter zwischen den Messspitzen und nicht die ganze Trommel. Eine Trommel mit einer schlechten Verbindung außerhalb dieser Strecke geht durch, und eine Prüfung, die Verbindungen finden soll, muss so angelegt werden, dass sie darin liegen.

Die Temperatur ist der größte systematische Fehler. Die Kompensation auf 20 °C ist eine Rechnung und setzt einen Koeffizienten für das Material voraus. Aluminium und Kupfer unterscheiden sich, und eine Legierung unterscheidet sich von beiden; mit dem falschen Koeffizienten verschiebt sich das Ergebnis über einen normalen Arbeitsbereich stärker als die Genauigkeit des Geräts.

Bei 10 A zählt die Eigenerwärmung. Ein dünner Leiter, der 10 A führt, setzt genug Leistung um, um sich während der Messung zu erwärmen, und der Messwert driftet nach unten, während der Widerstand steigt. Der Strom ist auf den Leiter abzustimmen und nicht auf das Maximum des Geräts zu stellen.

Die Kontaktqualität an den Messspitzen ist die andere Grenze. Vier Klemmen nehmen den Klemmenwiderstand aus dem Messwert heraus, aber eine Spitze, die nur eine Oxidschicht berührt, sieht eine Spannung, die nicht die des Leiters ist. Das Reinigen der Kontaktfläche oder eine Vorrichtung, die die Oberfläche durchdringt, gehört zum Verfahren und ist keine optionale Verfeinerung.

Schließlich die Geometrie. Ein aus dem Nennquerschnitt berechneter spezifischer Widerstand ist ein Vergleich gegen eine Spezifikation; ein aus dem gemessenen Querschnitt berechneter ist eine Materialeigenschaft. Die beiden Zahlen sind nicht dieselbe, und ein Bericht sollte sagen, welche er enthält.