Multimeter oder Oszilloskop
Wann sind Multimeter oder Oszilloskop besser für Messungen geeignet?
Egal ob Oszilloskop oder Multimeter, mit beiden Messgeräten lassen sich Spannung und Frequenz in elektronischen Schaltungen feststellen. Gute Geräte sind heutzutage zudem bei beiden Varianten mit vielen zusätzlichen Mess- und Komfortfunktionen ausgestattet. Doch während das Multimeter vor allem als praktischer Allrounder mit digitalem Zahlen-Display zum Einsatz kommt, finden Oszilloskope mit ihrem grafischen Display vor allem für die detaillierte Analyse komplexer Signale Verwendung.
Wie fällt also die Entscheidung bei der Frage Multimeter vs Oszilloskop aus?
Inhalt
Kandidat 1: Was kann ein Multimeter?
Als vielseitige Messgeräte sind Multimeter im Werkzeugsortiment eines jeden Hobby-Elektroniker und Elektriker zu finden. Die besonders kompakten Messgeräte werden für die Bestimmung verschiedenster Messgrößen in den unterschiedlichsten Messbereichen verwendet. Neben den Grundfunktionen zur Ermittlung von Stromstärke, Spannung und Widerstand sind die meisten Modelle zusätzlich mit Funktionen wie einem akustischen Spannungsprüfer oder einem berührungslosen Durchgangsprüfer ausgestattet. Darüber hinaus können gut ausgestattete Multimeter auch für die Ermittlung von Messgrößen wie Frequenz, Kapazität oder Temperatur genutzt werden. Multimeter können zudem auch in unter Strom stehenden Schaltungen messen.
Bei Spannungsmessungen können Multimeter die aktuelle Spannung als Effektivwert auf ihrem üblicherweise 5- bis 8-stelligen Digitaldisplay klar darstellen. Dank komfortabler Speicherfunktionen lassen sich auch Min/Max und Durchschnittswerte einfach ermitteln. Mit einer Messauflösung von etwa 1 Wert pro Sekunde (die Geräte messen zwar theoretisch mehr, aber es lässt sich kaum mehr auf dem Display darstellen bzw. vom Anwender auf dem Display ablesen) eigenen sich die Messgeräte vor allem, um einzelne Werte genau zu messen.
Der hohe Funktionsumfang zusammen mit jeder Menge Komfortfunktionen wie etwa einer automatischen Messbereichswahl, Speicherfunktion für Messergebnisse sowie Hintergrundbeleuchtung und Aufstellbügel machen das Multimeter zum vielseitigen „Schweizer Messer“, wenn es um Messungen in elektrischen Schaltungen und Anlagen geht. Ein Multimeter sollte daher in keinem Werkzeugkoffer fehlen!
Unsere Empfehlung:
Kandidat 2: Was kann ein Oszilloskop?
Als üppig ausgestattete Spezialmessgeräte kommen Oszilloskope in erster Linie zur Messung und Analyse von Wechselspannung und komplexen Signalen zum Einsatz. Eine der größten Stärken der Geräte liegt dabei im grafischen Display, auf dem sich Signale über die Zeit anschaulich darstellen lassen. Dies ermöglicht es, die Form eines Signals detailliert analysieren zu können. Dabei können nicht nur verschiedene Analysefunktionen genutzt werden, sondern es lassen sich vor allem auch Rauschen, Verzerrungen oder andere Störgrößen feststellen. Die meisten Modelle bieten einen riesigen Funktionsumfang und ermöglichen es beispielsweise auch, mathematische Funktionen über Signale zu legen oder mithilfe mehrerer Kanäle mehrere Signale zu vergleichen.
Dank der extrem hohen Messauflösung von etwa 100.000 bis 1.000.000 Werte pro Sekunde sind Oszilloskope vor allem für Messungen im Megahertz-Bereich geeignet, da hier die Abstände zwischen den Signalen sehr gering sind. Ein klassisches Multimeter könnte hier gar nichts anzeigen.
Unsere Empfehlung:
RIGOL DS1102Z-E Digitaloszilloskop
Multimeter vs Oszilloskop: Die Entscheidung
Spannung und Frequenz lassen sich also sowohl mit einem Multimeter als auch mit einem Oszilloskop messen. Welches der Geräte ist also bei der Entscheidung Multimeter vs Oszilloskop zu bevorzugen?
Das lässt sich relativ einfach sagen, da beide Geräte für unterschiedliche Anwendungszwecke zum Einsatz kommen:
Das Multimeter ist der unverzichtbare Allrounder, der besonders vielseitig bei der Ermittlung von Messgrößen im Bereich von Strom, Spannung und Widerstand verwendet wird. Dabei kann auch in unter Strom stehenden Schaltungen gemessen werden.
Das Oszilloskop ist der unverzichtbare Spezialist, der explizit bei der Analyse und Auswertung komplexer Signale in der professionellen Messtechnik zum Einsatz kommt.
Anhand folgender Beispiele sollen die Unterschiede zwischen Multimeter und Oszilloskop veranschaulicht werden:
Messung an einem Schrittmotor
Aufbau: Multimeter und Oszilloskop werden an einen Schrittmotor angeschlossen, um die Wechselspannung im Betrieb zu ermitteln.
Durchführung: Wird der Rotor des Motors gedreht, dann lässt sich mit beiden Messgeräten eine Wechselspannung feststellen. Multimeter und Oszilloskop stellen diese aber unterschiedlich dar.
Ergebnis beim Multimeter: Auf dem Display wird die Spannung als Messwert ausgegeben und auch Spannungsspitzen lassen sich anhand höherer Messwerte erkennen. Geräte mit Speicherfunktion können die Messwerte auch speichern, um sie später genauer am Gerät auswerten zu können (kleinster/größter/Durchschnittswert) oder diese per Schnittstelle an einen Computer zu übertragen. Wegen der geringen Messauflösung erhält man aber kaum vergleichbar detaillierte Messdaten wie beim Oszilloskop. Es lassen sich lediglich einfache Messaufgaben, wie etwa den Spannungsverlauf oder die Lade/Entladekurve einer Batterie, darstellen.
Ergebnis beim Oszilloskop: Die Sinuswelle wird immer im Moment der Drehung des Rotors auf dem grafischen Display sichtbar. Die Messergebnisse werden kontinuierlich aufgezeichnet und können jederzeit angehalten und genau analysiert werden. Auf diese Weise lässt sich der Verlauf des Signals über die Zeit auswerten, indem es detailliert durch Reinzoomen und Rauszoomen analysiert wird. Im Gegensatz zu Multimeter werden also nicht nur Min/Max Werte ausgegeben. So erkennt man auch, dass das Signal ist nicht sauber, sondern immer wieder abgehackt ist und ein leichtes Rauschen besitzt. Nur mit Oszilloskopen kann das so detailliert ausgewertet werden.
Messung an Funktionsgenerator
Aufbau: Multimeter und Oszilloskop werden an einen Funktionsgenerator angeschlossen, um die periodischen elektrischen Signale im Betrieb zu ermitteln.
Durchführung: Der Funktionsgenerator erzeugt eine Spannung in Form einer Sinuskurve, die anschließend durch das Abschneiden der Spitzen verschoben wird. Multimeter und Oszilloskop gehen damit unterschiedlich um und geben verschiedene Messwerte aus.
Ergebnis beim Multimeter: Das Multifunktionsmessgerät zeigt zuerst die aktuelle Spannung als Effektivwert (ein einzelner Messwert) an. Wird die Sinuswelle anschließend verschoben, dann kann das Multimeter keinen genauen Messwert mehr ermitteln. Es senkt den Effektivwert deutlich ab und gibt eine geringere Spannung als Messergebnis aus. Grund dafür ist, dass ein Multimeter kaum Frequenzen messen kann, die keine Sinuswelle sind bzw. die verschoben sind (Offset). Das Messergebnis wird bei komplexen Signalen also aufgrund der einfachen Messmethode verfälscht.
Ergebnis beim Oszilloskop: Das professionelle Oszilloskop erkennt das Sinussignal genau. Wird anschließend die Sinuskurve durch das Abschneiden der Spitzen verschoben, dann bezieht das Oszilloskop auch den zeitlichen Faktor mit ein und erkennt den tatsächlich immer noch höheren Spannungswert ohne Probleme. Das dem Multimeter überlegene Messverfahren macht das Oszilloskop perfekt für komplexe Signale wie bei Pulsweitenmodulation (PWM), Anwendungen mit viel Offset, kurzen Spannungsspitzen oder verrauscht und verzerrten Signalen.
Signal einfangen
Aufbau: Multimeter und Oszilloskop werden an einen Funktionsgenerator angeschlossen, um ein kurzes Signal bei Betätigung des Schalters zu ermitteln.
Durchführung: Wird der Schalter am Funktionsgenerator betätigt, dann lässt sich mit beiden Messgeräten ein kurzes Spannungssignal feststellen. Multimeter und Oszilloskop stellen dieses aber unterschiedlich dar.
Ergebnis: Das Oszilloskop horcht kontinuierlich auf der Messleitung und wartet auf das Signal. Während das Multimeter lediglich eine kurze Spannungsänderung erkennt, kann das Oszilloskop das gesamte Signal und den gesamten Verlauf über die Zeit detailliert darstellen. Dies ermöglicht es, das Signal genau zu analysieren.
Anwendungsgebiet: Einfangen von kurzen Signalen, die nicht dauerhaft auftreten. Diese kommen beispielsweise zum Einsatz, wenn ein Signal bei einer bestimmten Funktion ausgelöst wird, wenn ein Sensor nur einen Messwert liefert oder auch wenn es um Kommunikationssignale eines Mikroprozessors geht.
Multimeter vs Oszilloskop: Übersicht
Hier finden Sie eine exakte Übersicht zu den Funktionen sowie Vor- und Nachteilen der beiden Gerätegattungen:
| Multimeter | Oszilloskop | |
|---|---|---|
| Haupteinsatzgebiet | Strom-, Spannungs- und Widerstandsmessung auch in unter Strom stehenden Schaltungen | Analyse und Auswertung komplexer Signale in der professionellen Messtechnik |
| Messergebnisanzeige | digitales Zahlendisplay | grafisches Display |
| Messauflösung | etwa 1 Wert pro Sekunde | bis 1.000.000 Werte pro Sekunde |
| Frequenzerkennung | nur vollständige Sinuswellen | auch komplexe Signale |
| Empfehlung | Benning MM1-3 | Rigol DS1102Z-E |
Multimeter oder Oszilloskop: Fazit
Kommen wir zum Fazit der Gegenüberstellung:
Multimeter (wie das Benning MM1-3) werden also als vielseitige Universalmessgeräte für Strom-, Spannungs- und Widerstandsmessungen auch in unter Strom stehenden Schaltungen verwendet. Die Geräte zeichnen sich durch ihre einfache Handhabung und umfangreiche Funktionsvielfalt aus und sind daher sowohl im Hobbybereich als auch im professionellen Umfeld eine unverzichtbare Anschaffung.
Oszilloskope (wie das Rigol DS1102Z-E) werden hingegen als Spezialmessgerät zur Analyse und Auswertung komplexer Signale verwendet. Die Geräte kommen daher vor allem im Bereich der professionellen Messtechnik zum Einsatz, wenn es um eine detaillierte Aufbereitung von Messergebnissen geht oder wenn mit Rauschen, Verzerrungen und andere Störgrößen umgegangen werden muss.
Informieren Sie sich auch, wie Multimeter vs Spannungsprüfer oder Multimeter vs Stromzange in einer direkten Gegenüberstellung abschneiden.