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Mit anderen Worten: Es macht Sinn, für ein Signal einen Crest-Faktor zu definieren, dieser ist aber
völlig sinnlos bei einem modernen digitalen Messgerät, da er dort keine nützliche Information mit
sich bringt. Wichtig ist, dass der Spitzenwert des Signals kleiner ist als der Arbeitsbereich des AD-
Wandlers!
Technisch macht es also keinen Sinn, den Effektivwert eines Messbereichs für die Fehlerberechnung
bei einem modernen Messgerät mit Abtastung heranzuziehen. Aus diesem Grunde spezifiziert ZES
ZIMMER seine Genauigkeitsangaben über den technisch einzig sinnvollen Wert: Den maximalen
Arbeitsbereich des AD-Wandlers oder kurz: den Spitzenwert! Klassisch wurden Leistungsmessgeräte
für AC-Messungen eingesetzt, die Applikationen, in denen eine DC Leistung eine wichtige Rolle spielt
sind aber in den letzten Jahren mehr geworden:
• Photovoltaik
• Automotive
• Ladesäulen
• Speicher
• HGÜ (Hochstrom-Gleichspannungs-Übertragung)
Es
gibt
sogar
Überlegungen,
auszulegen.
Im Prinzip kann man DC-Signale mit einfachen DC-Messgeräten messen, es gibt aber
gute Gründe, auch diese Werte mit einem klassischen Leistungsmessgerät zu ermitteln:
• Es ist ein gewisser Komfort, wenn man U und I nicht erst noch multiplizieren muss,
um die Leistung zu bekommen.
• Oft soll die DC-Leistung für den Wirkungsgrad ins Verhältnis zu einer AC-Leistung
gesetzt werden, letztere bekommt man aber nur mit einem LMG und auch der
Wirkungsgrad ist dort berechenbar.
• Den DC-Signalen ist oft ein Ripple durch Schaltfrequenzen überlagert. Dieser ist
hochfrequent und bildet, in Abhängigkeit von Phasenverschiebungen, auch eine
Wirkleistung aus, die man nicht mit zwei unabhängigen Geräten ermitteln kann, da
diesen die Phasenlage fehlt. Diese Wirkleistung ist zwar in Relation zum DC Anteil
klein, spielt aber bei großen Wirkungsgraden von >95 Prozent durchaus eine Rolle.
Wie unterscheiden sich AC- und DC-Messung? Bei modernen Sampling-Messgeräten müssen die
Abtastwerte des Signals innerhalb des Aussteuerbereichs des AD-Wandlers liegen, um richtig erfasst
zu werden. Die Welt denkt aber selten in Spitzenwerten sondern eher in Effektivwerten. Das Verhältnis
Spitzenwert zu Effektivwert ist der Crest-Faktor. Bei einer 230V Netzspannung ist dieser im Idealfall
Wurzel(2) und man kommt auf 325V Spitzenwert. In der Praxis kann dieser aber durch Verzerrungen
auch deutlich abweichen. Durch das Denken in Effektivwerten ist es natürlich wesentlich komfortabler,
für eine 230V Netzspannung direkt einen Bereich mit einem Nennwert von 250V auszuwählen, als sich
Gedanken über den Spitzenwert machen zu müssen und dann nachzuschlagen, dass ein Messbereich mit
400V Spitzenwert passen würden und dieser einem Nennwert von 250V hat, den man dann einstellen
muss.
Der Crest-Faktor von Spannungssignalen liegt sehr häufig im Bereich von Wurzel(2), bei Stromsignalen
sind auch höhere Werte bis 4 nicht unüblich. Bei DC ist die Situation etwas anders: Hier liegen
Spitzenwert und Effektivwert des Signals dicht beieinander, der Crest-Faktor ist nahe 1. Man kann also,
um bei dem obigen Beispiel zu bleiben, durchaus eine DC Spannung von 350V in einem Messbereich
mit 400V Spitzenwert messen und hat noch etwas Luft für einen Rippel. Es fühlt sich aber falsch an,
für ein 350V Signal einen 250V Bereich zu wählen. Geht man dann intuitiv in den nächst höheren
Bereich, verschenkt man aber Genauigkeit.
Mit den neuen S-Kanälen begegnet ZES dieser Situation, indem der Kunde auswählen kann, ob einem
physikalischen Messbereich (charakterisiert durch den Spitzenwert) ein AC-Nennwert (mit großem
Crestfaktor) oder ein DC-Nennwert (mit kleinem Crestfaktor) zugewiesen wird. Dadurch wird die
korrekte Messbereichswahl, speziell bei DC-Signalen, stark erleichtert. Im obigen Beispiel kann man
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Benutzerhandbuch Gerätefamilie LMG600
gewisse
Teile
von
Netzen
in
Zukunft
in
DC
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