Am Sat, 29 Dec 2012 04:40:23 +0000 schrieb Werner Holtfreter:
Langsam lichtet sich der Nebel. Ich habe den in Reihe geschalteten verschiedenen Strommessern einen Greatz-Gleichrichter vorgeschaltet, damit ich Halb- und Vollwellenstrom in AC und DC-Bereichen vergleichen kann.
Theoretisch halbiert sich Leistung und arithm. Mittelwert bzw. Gleichrichtwert, wenn eine Halbwelle abgeschaltet wird.
Im DC-Bereich bestätigen das Drehspul- und Digital-Messgeräte.
Die AC-Bereiche zeigen Effektivwerte von Sinusgrößen an, messen jedoch nur den Gleichrichtwert. Der feste Faktor 1,111 wird hineinkonstruiert.
Theoretisch sollten also auch im AC-Bereich die Anzeige auf den halben Wert zurück gehen, wenn eine Halbwelle abgeschaltet wird. Tatsächlich ist das NICHT der Fall: Das Digital-Messgerät zeigt bei einer Halbwelle sogar mehr an, als bei zweien (mehrfach geprüft!):
Zwei Halbwellen, gleichgerichtet: 75,1 mA Eine Halbwelle: 98,2 mA
Grund könnte sein, dass es nur den Wechselstromanteil anzeigt. Ob dieser bei *einer* Halbwelle tatsächlich höher ist, als bei zwei in gleicher Richtung, wäre eine theoretisch zu klärende Frage.
Beim Drehspulmesswerk kommt die Bevorzugung der Spannung mit dem höheren Scheitelfaktor wahrscheinlich von der Nichtlinearität der eingebauten Gleichrichter, die ja mit geringsten Spannungen betrieben werden - eben das, was am Shunt abfällt. Das zeigt sich auch daran, dass die Wechselstromskala des Drehspul-Messgerätes am Skalenende gedehnt ist.
Erstaunlicher Weise zeigt das Energiekosten-Messgerät (das auch sonst sehr präzise ist) kein Problem mit der exakten Messung von Halbwellenverbrauchern. Die Leistung wurde aufs Digit genau mit der Hälfte angezeigt. Nur die Stromanzeige war im Halbwellenbetrieb etwas niedriger als der Effektivstrom, der zur angezeigten Leistung passt.
Zusammenfassung
Die DC-Bereiche von Drehspulmesswerken und der geprüften Digitalinstrumente zeigten bei nichtsinusförmigen Signalen den arithmetischen Mittelwert korrekt an.
Die AC-Bereiche liefern hingegen nicht vorhersehbare Anzeigewerte. Eine Korrekturrechnung allein aus den mathematischen Zusammenhängen der gemessenen Kurvenform ohne Berücksichtigung der Messgeräteeigenschaften ist nicht möglich.