Batterien mit Multimetern messen

Multimeter ermöglichen verlässliche Aussagen bezüglich der Lebensdauer von Batterien und der Maschinen, die sie betreiben. Somit kann ein langfristiger und kontinuierlicher Betrieb gewährleistet werden. Gerade in industriellen Umgebungen kommen diese Vielfachmessgeräte zum Einsatz. Unter anderem stellen sie fest, wie viel Kapazität eine Batterie noch aufweist.

Eine Batterie liefert über eine bestimmte Zeitspanne immer weniger Strom. In erster Linie wird diese Kapazität jedoch durch den Innenwiderstand bestimmt (je geringer der Widerstand, desto höher die Kapazität). Die Kapazität ist jedoch nur ein potenzieller Wert, da sie mit der Zeit und mit der Nutzung abnimmt. Obwohl idealerweise jede Batterie einen Widerstandswert von 0 Ω haben sollte, ist dies in der Realität nicht möglich. An dieser Stelle sei daran erinnert, dass die elektrische Energie im Inneren der Batterie durch die chemische Reaktion zwischen den Elektrolyten und den Elektroden entsteht. Die Elektroden verschlechtern sich jedoch im Laufe der Zeit, was zu einem allmählichen Anstieg des Widerstands führt. Das bedeutet, dass jede Batterie auf natürliche Weise an Kapazität verliert, selbst wenn sie in ihrer Originalverpackung in einem Ladenregal liegen bleibt. Dies gilt für alle Batterien aller Klassen und Preisklassen, auch wenn eine hochwertigere Batterie ihre Kapazität aufgrund der besseren verwendeten Materialien besser behält. Dieses Phänomen, das auf das Alter der Batterie zurückzuführen ist, wird als "Kapazitätsschwund" bezeichnet, ist jedoch nicht der einzige Faktor, der die in Amperestunden (AH) ausgedrückte Kapazität einer Batterie beeinflusst.

Ungünstige Auswirkungen auf Batterien

Temperaturschwankungen sind ein entscheidender Faktor. Während hohe Temperaturen die Selbstentladung erhöhen und damit die Gesamtkapazität der Batterie verringern, verringern niedrige Temperaturen ebenfalls die Kapazität, wenn auch nur vorübergehend, da der vorherige Wert wieder erreicht wird, sobald sich die Batterie auf Raumtemperatur erwärmt hat.

Auch beim Entladen und Aufladen geht etwas an Kapazität verloren. Und nicht nur das: Je schneller Sie den Akku entladen, desto mehr verliert er an Kapazität. Eine Überladung des Akkus wirkt sich ebenfalls negativ aus, ebenso wie eine zu geringe Aufladung.

Die Lagerungsbedingungen sind ebenfalls ein wichtiger Faktor. Kühle und trockene Orte sind zu bevorzugen. Während des Betriebs wirken sich Staub, Feuchtigkeit, Erschütterungen und andere Umwelteinflüsse ebenfalls negativ auf die Batteriekapazität aus.

Kapazität messen

Insbesondere bei industriellen Prozessen ist es wichtig zu wissen, wie viel Energie eine bestimmte Batterie zu einem bestimmten Zeitpunkt liefern kann. Dazu hilft die Entladungsmethode: die Batterie wird mit einem bestimmten Strom entladen und es wird die Zeit gemessen, bis die Spannung auf einen bestimmten Wert abfällt. Der Stromwert wird dann mit der Zeit multipliziert, und man erhält die effektive Kapazität der Batterie in diesem Moment. Oder man kann die Batterie bis zu einem bestimmten Wert entladen und sie dann mit einem genauen Wert wieder aufladen. Durch Subtraktion der Entladung von der Anfangsladung kann die Kapazität berechnet werden.

Obwohl die Entladungsmethode in industriellen Umgebungen bei weitem am häufigsten verwendet wird, berücksichtigt sie nicht die Tatsache, dass jede Entladung Auswirkungen auf die tatsächliche Kapazität hat. An dieser Stelle kommt die Peukert-Methode ins Spiel, die sich einer mathematischen Formel bedient, um eine bestimmte Entladungsrate auf die eigentliche Kapazität zurückzuführen.

Ein Multimeter beinhaltet zahlreiche Messfunktionen in einem Gerät. Dieses wird regelmäßig von Technikern, Ingenieuren und Elektrikern für elektrische und elektronische Arbeiten eingesetzt.

Mit dem Multimeter werden z. B. die Spannung, der Strom und der Widerstand gemessen. Anspruchsvolle Multimeter messen zudem auch weitere Werte wie den Durchgang, Kapazitäten, Frequenzen oder Temperaturen.

Typen von Multimeter

Auf dem Markt existieren zahlreiche Arten von Multimetern. Unterschieden wird dabei zwischen analogen und digitalen Multimetern (DMMs).

Die analogen Multimeter sind besonders einfach gestaltet und benutzerfreundlich. Sie werden oft für einfache Messungen eingesetzt, z. B. bei Batterien. Dazu sind sie deutlich günstiger als die digitalen Modelle, auch wenn sie gerade bei Feinmessungen oft nicht so genau sind wie diese. Auch gibt es meistens keine automatische Bereichswahl, d. h. der Benutzer muss den Messbereich manuell festlegen.

Bei den digitalen Multimetern bzw. DMMs hingegen herrscht eine deutlich höhere Genauigkeit und Präzision. Die digitale Anzeige ist jederzeit gut lesbar, auch bei Dunkelheit oder widrigen Lichtverhältnissen. Für die meisten Messungen ist eine automatische Bereichswahl enthalten, was besonders für Einsteiger ein großer Vorteil ist.

Viele Modelle bieten dazu weitere Funktionen wie Speichermöglichkeiten für die gemessenen Daten, Hintergrundbeleuchtung und einen automatischen Abschaltmodus.

Vor allem in vielen Bereichen der Industrie werden Multimeter eingesetzt. Dabei werden vor allem elektrische und elektronische Prüfungen und Messungen durchgeführt, von Batterien über Maschinen, Steuerungskomponenten und Stromkreise.

Benutzt werden sie von Technikern und Elektrikern ebenso wie von Ingenieuren oder den Bedienern von Computern und Maschinen aller Art. Überall sind präzise und zuverlässige Messungen von entscheidender Bedeutung.

Mit einem Multimeter eine Batterie messen

Multimeter für Batterieprüfungen sind wertvoll für die Gewährleistung eines einwandfreien Zustands von Batterien und Akkus in Maschinen. Damit werden die Spannung und der Gesamtzustand überprüft und sichergestellt, dass die Stromquelle reibungslos funktioniert.

Ein Multimeter verfügt über interne Widerstände, die mit der Prüfspitze in Reihe geschaltet sind und so eine gewisse Last auf die zu prüfende Zelle oder Batterie ausüben.

Man verbinde zunächst die schwarze Messleitung mit dem Minuspol und die rote Messleitung mit dem Pluspol der Batterie. Man drehe dann den Schalter auf den entsprechenden Spannungswert. Bleibt der Zeiger oberhalb des grünen Messbereichs, ist die Batterie in Ordnung, landet er im unteren Bereich, ist es wahrscheinlich an der Zeit, an einen Batteriewechsel zu denken.

Die Wichtigkeit von Multimetern

Die Multimeter haben vor allem in der Industrie einen hohen Stellenwert. Sie stellen z. B. die Sicherheit in den industriellen Umgebungen und Anwendungen sicher. Viele dieser Geräte erfüllen die branchenüblichen Sicherheitsstandards wie IEC 61010 und garantieren durch ihre Messungen den Schutz vor Kurzschlüssen oder Überhitzungen. Damit tragen diese Messgeräte auch wesentlich zum Schutz des Personals bei.

Unterschied zwischen einem Multimeter und einem Batterietestgerät

Multimeter werden häufig zum Testen und Messen von Batterien eingesetzt. Sie unterscheiden sich allerdings durch einige wesentliche Unterschiede von den gängigen Batterietestgeräten. Beide Geräte dienen zwar der elektrischen Prüfung der Batterien, aber werden für unterschiedliche Zwecke und Arten von Messungen eingesetzt. Das sind die wichtigsten Unterschiede zwischen den beiden Prüfgeräten:

Multimeter messen die unterschiedlichsten elektrischen Parameter, von der Spannung und dem Strom bis zu den Frequenzen oder der Temperatur. Eingesetzt werden sie z. B. zur Fehlersuche und zum Testen der Schaltkreise.

Multimeter können Ströme und Spannungen sowohl mit Wechselstrom (AC) als auch mit Gleichstrom (DC) messen. Damit können Fehler in Stromkreisen oder die Kontinuität von Drähten diagnostiziert werden. Die digitalen oder analogen Anzeigen liefern oft umfangreiche Messwerte.

Batterietester sind dagegen weitaus einfacher konzipiert. Diese oft kompakten und kleinen Geräte dienen dem simplen Testen von Batterien und der Bestimmung des allgemeinen oder Ladezustands. Sie prüfen in erster Linie die Spannung von Batterien und die ordnungsgemäßen Funktionen.

Diese benutzerfreundlichen Messgeräte sind deutlich einfacher zu bedienen und nur mit den einfachsten Bedienelementen wie einer Skala- oder LED-Anzeige ausgestattet. Damit werden Batterietester nicht nur von Technikern verwendet, sondern auch von Privatpersonen, um den Zustand von handelsüblichen Batterien zu kontrollieren.