Einen Widerstand kannst du nicht direkt „sehen“ – ein Messgerät muss ihn aus Spannung und Strom ausrechnen. Genau das macht der Ohm-Bereich deines Multimeters: Er schickt einen kleinen, bekannten Strom durch das Bauteil, misst die Spannung, die dabei abfällt, und wendet das Ohmsche Gesetz an. Daraus folgen fast alle Regeln, die du beim Widerstandsmessen beachten musst.
So arbeitet ein Ohmmeter
Das Messgerät enthält eine eigene Quelle – meist eine Konstantstromquelle. Im kleinsten Bereich liefert sie typisch 0,5 bis 1 mA, in den Megaohm-Bereichen nur noch einige Mikroampere. Gemessen wird die Spannung U am Prüfling, angezeigt der Quotient:
Weil das Gerät seinen Strom selbst erzeugt, gilt die wichtigste Regel:
Indirekt oder direkt messen
Grundsätzlich gibt es zwei Wege zum Widerstandswert:
- Indirekt: Du legst eine Spannung an das Bauteil, misst gleichzeitig mit einem Voltmeter die Spannung daran und mit einem Amperemeter den Strom hindurch und rechnest R = U / I aus. Das lohnt sich etwa, wenn du einen Widerstand bei seinem echten Betriebsstrom kennen willst – bei einer Glühlampe oder einem Heißleiter weicht der Wert dann deutlich vom kalt gemessenen ab. Wie du die beiden Messgeräte dabei anordnest, beschreibt Strom- und spannungsrichtiges Messen.
- Direkt: Das Messgerät erledigt alles selbst und zeigt den Widerstand an. So arbeitet der Ohm-Bereich jedes Multimeters.
Das klassische analoge Ohmmeter misst dabei eigentlich einen Strom: Eine eingebaute Batterie treibt ihn durch eine Reihenschaltung aus Drehspulmesswerk, einem bekannten Vorwiderstand (zum Nullabgleich einstellbar) und dem Prüfling Rx. Je größer Rx, desto kleiner der Strom – die Skala ist einfach in Ohm statt in Ampere beschriftet. Deshalb läuft sie meist rückwärts und ist stark nichtlinear: Kurzschluss bedeutet Vollausschlag, „unendlich“ steht ganz links. Am genauesten liest du in der Skalenmitte ab; dort entspricht Rx gerade dem Innenwiderstand des Geräts im gewählten Bereich. Vor jeder Messung hältst du die Spitzen zusammen und drehst den Zeiger mit dem Nullsteller auf 0 Ω, weil die Batterie mit der Zeit nachlässt.
Digitale Geräte zeigen dagegen direkt den Zahlenwert und bei Unterbrechung ein „OL“ (Overload). Den Bereich wählst du so, dass möglichst viele Stellen genutzt werden – oder du überlässt das der Automatik.
Typische Fehlerquellen
Parallelpfade: Misst du einen Widerstand, der noch eingelötet ist, siehst du die Parallelschaltung mit allem, was sonst noch zwischen den beiden Punkten hängt – andere Widerstände, Halbleiterübergänge, Spulen. Der Messwert ist dann immer kleiner oder gleich dem echten Wert. Für ein sicheres Ergebnis lötest du ein Bein des Bauteils aus.
Deine Hände: Hältst du beide Prüfspitzen mit den Fingern an die Bauteildrähte, liegt dein Körper parallel. Das sind je nach Hautfeuchte einige hundert Kiloohm bis wenige Megaohm – bei einem 10-Ω-Widerstand egal, bei 1 MΩ ein grober Fehler.
Messleitungen und Kontakte: Leitungen und Übergangswiderstände an den Spitzen bringen zusammen etwa 0,1 bis 0,5 Ω. Halte die Spitzen aneinander und nutze die REL- oder Null-Funktion, um diesen Wert abzuziehen.
Temperatur: Jeder Widerstand ändert seinen Wert mit der Temperatur. Bei Metallfilm-Widerständen ist das wenig, bei Heißleitern und Kaltleitern gewollt und stark – dort gehört die Temperatur zur Messangabe dazu.
Kleine Widerstände: Vierleitermessung
Unter etwa 1 Ω reicht die Zweileitermessung nicht mehr: Leitungs- und Kontaktwiderstände liegen in derselben Größenordnung wie der Prüfling und schwanken bei jedem Aufsetzen. Die Lösung ist die Vierleitermessung (Kelvin-Messung). Zwei Leitungen führen den Messstrom, zwei getrennte, innen liegende Leitungen greifen die Spannung direkt am Bauteil ab.
Weil durch die Spannungsleitungen praktisch kein Strom fließt (das Voltmeter ist sehr hochohmig), fällt an ihnen auch keine Spannung ab. Gemessen wird nur, was zwischen den inneren Kontaktpunkten liegt.
Tischmultimeter und Milliohmmeter haben dafür eigene Buchsen (oft „Sense“ oder „4W“), dazu passende Kelvin-Klemmen, bei denen beide Klemmbacken getrennt verdrahtet sind.
Hohe Genauigkeit und Sonderfälle
Für Präzisionsmessungen im Labor gibt es die Wheatstone-Messbrücke: Zwei Spannungsteiler aus bekannten Widerständen und dem Prüfling werden so abgeglichen, dass zwischen ihren Mittelpunkten keine Spannung mehr liegt. Liegen im einen Zweig R1 oben und R2 unten, im anderen R3 oben und Rx unten, gilt im abgeglichenen Zustand:
Da nur „Null“ erkannt werden muss, gehen weder die Genauigkeit noch die Kennlinie des Anzeigeinstruments ins Ergebnis ein. Auch viele Sensorschaltungen (Dehnungsmessstreifen, Temperaturfühler) arbeiten mit diesem Spannungsteiler-Prinzip.
Weitere verwandte Messungen:
- Durchgangsprüfung: Der Summer piept unterhalb einer Schwelle von etwa 30 bis 50 Ω. Ideal, um Leitungen und Lötbrücken zu finden, aber keine Widerstandsmessung im eigentlichen Sinn.
- Diodentest: Zeigt die Durchlassspannung eines pn-Übergangs bei kleinem Strom an, nicht dessen Widerstand.
- Isolationsmessung: Zwischen Leitern und Schutzleiter prüft ein Isolationsmessgerät mit 250 bis 1000 V Prüfspannung, ob der Widerstand im Megaohm-Bereich liegt. Das gehört in die Hand von Elektrofachkräften.
Selbsttest
Warum darf beim Widerstandsmessen keine Spannung an der Schaltung liegen?
Das Ohmmeter rechnet mit seinem eigenen Messstrom; eine fremde Spannung verfälscht das Ergebnis und kann das Gerät beschädigen.
Du misst einen eingelöteten Widerstand und bekommst einen zu kleinen Wert. Woran liegt das meist?
An Parallelpfaden über andere Bauteile; zum sicheren Messen ein Bein auslöten.
Wozu dienen bei der Vierleitermessung die zwei zusätzlichen Leitungen?
Sie greifen die Spannung direkt am Prüfling ab, ohne dass Strom durch sie fließt – Leitungs- und Kontaktwiderstände fallen so aus dem Ergebnis heraus.