Einführung ihn die Hobby - Elektronik

Leistungsfähige Meßgeräte
Ausgeklügelte Universalmeßgeräte mit mehreren Skaleneinteilungen und vielen
Einstellknöpfen bieten eine Vielzahl von Meßmöglichkeiten. Aber häufig sind einfache
Spannungs- und Strommesser mit übersichtlicher Meßanzeige völlig ausreichend, wenn nicht
gar zweckmäßiger. Denn es ist nicht immer einfach, während eines Experiments fortwährend
ein Meßgerät von Spannungs- auf Strommessungen umzustecken. Günstiger sind in diesem
Fall getrennte Geräte. Solche Geräte lassen sich bei relativ geringem Schaltungsaufwand mit
Hilfe von Operationsverstärkern aufbauen.
Wenn bei einem Gleichstrommeßwerk unabhängig von der jeweils vorhandenen
Stromrichtung stets ein Zeigerausschlag nur nach einer Seite erfolgen soll (bei
Wechselstrommessungen ist dies unabdingbar), muß der Strom durch Gleichrichter in die
gewünschte Richtung gelenkt werden. Grundsätzlich scheint eine Gleichrichter -
Brückenschaltung dafür geeignet zu sein. Aber leider ergibt sich hier für den Praktiker ein
neues Problem. Bei kleinen Spannungen haben Halbleiter - Gleichrichter einen relativ großen
Widerstand auch in Durchlaßrichtung. Die Meßwertanzeige wird dadurch nichtlinear, d.h. die
Messwerkskala müßte ungleichmäßig eingeteilt werden. Für den Bastler ein schwieriges
Unterfangen, wenn keine entsprechende Meßausstattung zur Verfügung steht. Doch liefert hier
die Verwendung eines Operationsverstärkers als Konstantstromelement eine elegante Lösung.
Prinzipschaltung für einen Wechselspannungsmesser mit linearer Anzeige
In Bild ist ein Gleichstrommeßwerk mit einer Gleichrichter - Brückenschaltung in den
Gegenkopplungszweig eines Operationsverstärkers geschaltet. Wie im vorigen Abschnitt
erläutert wurde, ist die Stromstärke im Gegenkopplungszweig stets gleich der Stromstärke in
R1. Prinzipschaltung eines Spannungsmessers mit Operationsverstärker für beliebig gepolte
Eingangsspannungen bzw. Wechselspannungen. Der Operationsverstärker wirkt für das
Meßwerk als Konstantstromquelle und gleicht dadurch Nichtlinearitäten der
Gleichrichterdioden aus. Diese Stromstärke wird eingestellt, weil der Operationsverstärker die
erforderliche Ausgangsspannung liefert und den Strom über Gleichrichter, Meßwerk und
Widerstand R1 zur Masse treibt.
Die Gleichrichter - Dioden können sogar unterschiedliche Durchlaßwiderstände aufweisen, der
Operationsverstärker gleicht dies durch entsprechende Spannungseinstellung aus, solange er
im vorgegebenen Aussteuerungsbereich arbeitet. Bei einer Betriebsspannung von ±9 V ist der
Aussteuerungsbereich etwa ±7,5 V.
Überlastungssicherer Mehrbereichs-Spannungsmesser für Gleich- und Wechselspannungen mit