Der Blätterkatalog benötigt Javascript.
Bitte aktivieren Sie Javascript in Ihren Browser-Einstellungen.
The Blätterkatalog requires Javascript.
Please activate Javascript in your browser settings.
42 Elektronik 17-18 2025 Mess-Prüftechnik nungen und Ströme die einen Signal-Crestfaktor von nur √2 aufweisen Sind jedoch zusätzliche Frequenzen im Spiel erhöhen sich die Spitzenwerte – und mit ihnen auch die Signal-Crestfaktoren Die Berechnung der Crestfaktoren ist wie folgt ➔ ➔ Signal-Crestfaktor einer Spannung oder eines Stroms Spitzenwert dividiert durch den Effektivwert ➔ ➔ Bereichs-Crestfaktor eines Spannungsoder Strombereichs Maximaler Spitzenwert dividiert durch den Nennwert des Bereichs Wie entsteht Wirkleistung? Welchen Einfluss haben hohe Spitzenwerte von Spannung und Strom? Um diese Fragen zu beantworten schauen wir auf Bild 3 Es zeigt die Kurvenformen von Spannung und Strom sowie das Frequenzspektrum am Eingang eines USB-Netzteils Im Leistungsspektrum ist Wirkleistung bei den Ordnungszahlen 1 5 und 7 zu sehen Bei Ordnungszahl 1 also 50 Hz sind es 4 54 W Hier befinden sich erwartungsgemäß die größten Effektivwerte von Spannung und Strom Darüber hinaus gibt es kleine Spannungen bei Ordnungszahlen 5 und 7 die mit den Cursoren »+« und »×« markiert sind Im Zusammenspiel mit den Strömen bei identischen Ordnungszahlen 5 und 7 leisten sie einen geringen Beitrag zur Gesamtleistung Er lässt sich in gewohnter Art und Weise für jede Ordnungszahl k berechnen hier für Leistungselement Nummer 1 P1 k U1 k × I1 k × cos Φ 1 k Bei jeder Ordnungszahl k bestehen sinusförmige Verhältnisse und die Amplituden von U1 k sowie I1 k werden durch ihre Effektivwerte eindeutig beschrieben Größe und Richtung der Wirkleistungsbeiträge P1 k sind darüber hinaus vom jeweiligen Phasenwinkel Φ 1 k beziehungsweise dem Leistungsfaktor cos Φ 1 k abhängig Diese Erkenntnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen Auch bei Frequenzgemischen sind die Effektivwerte für das Vorhandensein von Wirkleistung maßgeblich Oberschwingungen im Stromspektrum erhöhen die Spitzenwerte des Stromverlaufs Wenn es für die Oberschwingungen auch ein gleichfrequentes Pendant auf der Spannungsseite gibt dann leisten sie auch einen Beitrag zur Wirkleistung Grundsätzlich sind auch die Spitzenwerte bei der Bereichswahl zu berücksichtigen denn durch ein Abschneiden der Spitzen Clipping würde der digitalisierte Kurvenverlauf nicht mehr der ursprünglichen Kurvenform entsprechen Das hätte Einfluss auf das Frequenzspektrum auf die Effektivwerte von Spannung und Strom sowie die gemessene Wirkleistung Wie wird die Leistungs messgenauigkeit spezifiziert? Aus physikalischer Sicht gibt es vielfältige Einflussgrößen Das gilt insbesondere in der Präzisions-Leistungsmesstechnik Die kommt zum Einsatz wenn die Anforderungen an die Genauigkeit sehr hoch sind und auch geringste Abweichungen eine Rolle spielen Um die Einflüsse zu beschreiben ordnet man sie nach Möglichkeit dem Messbereich oder dem Messwert zu Ein Beispiel Ein A D-Wandler wird keine 300 Vdirekt verarbeiten Gehen wir deshalb davon aus dass ein Spannungsteiler die zu messenden 300 Vfür den Eingang des A D-Wandlers reduziert Auch bei höchster Präzision wird das Teilerverhältnis minimal vom idealen Teilerverhältnis abweichen und so einen Beitrag zur Unsicherheit des Spannungsmesswerts leisten Weil dies gleichermaßen kleine und große Messwerte betrifft quantifiziert man diesen Effekt mit »% vom Messwert« Ein anderes Beispiel Minimale Rauschanteile thermisches Rauschen Halbleiterrauschen Quantisierungsrauschen sind immer vorhanden und überlagern die zu messende Größe Geht man von einem konstanten Rauschanteil aus macht es Sinn diesen in »% vom Messbereich« zu spezifizieren Das bringt zum Ausdruck dass das Rauschen mit kleiner werdender Bereichsaussteuerung an Bedeutung gewinnt Messunsicherheitsbeiträge die sich entweder dem Messwert oder dem Messbereich zuordnen lassen werden somit in nachfolgender Formel zusammengefasst Messunsicherheit ± x % vom Messwert + y % vom Messbereich Bild 4 zeigt wie sich die Größe des Messwerts dargestellt in % des Messbereichs auf die Messunsicherheit auswirkt Sie basiert auf den Garantiewerten des WT5000 für 1 kHz Die hohe Messgenauigkeit ändert sich über einen weiten Bereich der Aussteuerung nur wenig Dafür sorgt der geringe Beitrag »y % vom Messbereich« Nur wenn dieser Anteil klein ist sind Bild 3 Kurvenformen und Harmonische am Eingang eines USB-Netzteils