Erfassung von Strömen mit QuantumX MX403B
Der elektrische Strom kann über unterschiedliche Messprinzipien erfasst werden. Während Nullflusswandler, Shunt oder Hallsensorwandler präzise, phasensynchrone Messungen kleiner Ströme ermöglichen, eignen sich Strommesszangen besonders für zügige Strommessungen im 1-phasigen und 3-phasigen Betrieb. Strommesszangen ermöglichen in weiten Grenzen die galvanisch entkoppelte Messung von Wechselströmen (oft auch Gleichströmen) ohne Auftrennen des stromführenden Leiters. Strommesszangen sind zudem kostengünstig und ermöglichen eine Leistungsanalyse für Einsätze mit weniger hohem Genauigkeitsanspruch. Es gibt Strommesszangen für verschiedene Einsatzzwecke mit unterschiedlicher Auslegung (induktiv, Hall-Effekt).
Das induktive Messprinzip führt zu einem Phasenverzug im Stromwandler (Englisch: skewing) zwischen realem Strom und elektrischer Ausgangsspannung der Stromzange, die vor der Leistungsberechnung zeitlich kompensiert werden muss. Dabei wird die gemessene elektrische Spannung einfach entsprechend verzögert. Der Phasenwinkelfehler variiert bei einigen Strommesszangen mit der Frequenz und über den Messbereich, was sich natürlich auf die Leistungsberechnung auswirkt! Je nach Messbereich kommen hier 3 bis 10° bei Referenzbedingungen vor. Aber Achtung, als Referenz dient hier meistens eine perfekte sinusförmige Spannung, 45…60 Hz, 23° C Umgebungstemperatur und 50% Luftfeuchte. Jede Abweichung von dieser Referenz kann und wird sich auf die Genauigkeit der Strommessung und damit der Leistungsberechnung auswirken. Bei Verwendung von Strommesszangen kommt es somit auf die richtige Wahl an. HBM bietet daher direkt Strommesszangen an.
Um die Leistungsberechnung korrekt durchzuführen, muss die Phasenverschiebung zeitlich kompensiert werden. Am einfachsten dadurch, dass die gemessene elektrische Spannung entsprechend verzögert wird. Weiter unten wird dieser Vorgang dargestellt. Somit haben wir beide elektrische Messgrößen im Griff und können nun die Software betrachten.