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Strommesszangen sind der zunächst preiswerteste Weg, überhaupt zu Zahlenwerten bezüglich des tatsächlichen Schweißstromes zu gelangen. Aktuellen Strommesszangen bieten zudem meist zahlreiche von Digitalmultimetern bekannte Funktionen.

Zu beachten sind allerdings ihre eingeschränkte Genauigkeit, obligatorisch einzuhaltende Anwendungsvorschriften, ihre Normdivergenz und die nicht unerheblichen Folgekosten zum Ausgleich derselben:

Nennabweichung unter Referenzbedingungen fast immer weit mehr als ein Prozent.
Nullabgleich (bei Gleichstrom) darf nicht zu lange zurück liegen und nach demselben darf die Zange möglichst nicht mehr örtlich verändert werden.
Richtiges (senkrecht und mittiges) Positionieren des Leiters in Bezug auf die Zangenöffnung ist häufig vorgeschrieben.
Äußere Magnetfelder (z. B. von der Schweißstromquelle) können das Messergebnis zusätzlich verfälschen.
Strom- und Spannung sind meist nicht gleichzeitig darstellbar.
Schweißstrom- und Spannungwerte sollen gemäß DIN ISO 17662:2005 fortlaufend und über eine genügend lange Zeit aufgenommen werden. Neben einem zweiten Messapparat zur Aufnahme der Spannung ist also mindestens noch ein zweiter Mann erforderlich, der während des Schweißens die Entwicklung der Werte beobachtet und bei ausreichend geringen Schwankungen beide notiert (fotografiert) oder bei beiden Geräten den Datahold-Zustand einleitet. Im Gegensatz dazu bietet das IU-503 eine automatische normgerechte gleitende Mittelung der Werte, - was allein schon die Schwankungsbreite dezimiert - und hält zudem die letzten Werte von Strom und Spannung nach Schweißende automatisch fest. Da sich in aller Regel der Lichtbogen und die Brennerführung zum Ende hin am besten stabilisiert hat, entsprechen die so gewonnenen Anzeigewerte auch in dieser Hinsicht am besten dem Ideal der Schweißanweisung insgesammt.
Strommesszangen messen bei Gleichstrom selten und bei Wechselstrom eigentlich nie die von DIN ISO 17662:2005 geforderten arithmetischen Mittelwerte. Die Berechtigung für die von ihnen häufig angegebenen Effektivwerte richtet sich jedoch primär an rein lineare (z. B. ohmsche) Verbraucher, wozu Schweißlichtbögen nicht zu zählen sind. Hinzu kommt, dass ggf. vorliegende TrueRMS-Messungen schnell von der Kurvenform überfordert werden können (Überschreitung des maximal verarbeitbaren Crest-Faktors). Dies kann bei der Spannung sogar bei ungepulsten Schweißanlagen auftreten und bleibt fataler Weise meist völlig unbemerkt. Zwar erlaubt die Norm die Verwendung von Strommesszangen mit der Maßgabe, den Unterschied zwischen den angezeigten Effektivwerten und den geforderten Mittelwerten zu berücksichtigen. Will man den Unterschied aber korrekt berücksichtigen, müsste man ihn erst einmal ermitteln und braucht dazu u. U. genau das Gerät, was man sich eigentlich durch Verwendung der Strommesszange sparen wollte.
Strommesszangen sind in der Regel batteriebetrieben und haben von daher im Dauereinsatz eine stete Auto-Power-Off-, bzw. Low-Bat-Problematik.

Wir bieten Strommesszangen an und empfehlen den Einsatz überall dort, wo der Einsatz unseres IU-503 nicht praktikabel ist:

für gelegentliche Kontrollmessungen
für Messungen an Leitungen, die nicht ohne weiteres (zum Einfügen eines Strommessgerätes) unterbrochen werden können
zum Messen von Wechselstrom
zum Messen von Schweißanlagen mit HF-Zündeinrichtungen (angeraten an der von HF-Spannung freien Masseleitung!)
im Bereitschaftskoffer des Service-Technikers ggf. anstelle des sonst erforderlichen Multimeters

Welche Genauigkeit ist vorgeschrieben?

Glossar:

Eichung

Eigenunsicherheit

Faktoren: Crest-Faktor, Formfaktor, Leistungsfaktor, Wirkungsgrad

Crest-Faktor:

Formfaktor:

Leistungsfaktor l: Gibt den Betrag des Verhältnisses von Wirk- zur Scheinleistung an. Dabei ist die Wirkleistung der durchschnittliche Energiefluss, der auf Dauer tatsächlich ankommenden Energie, also nur der tatsächlich nutzbare, bzw. wirksame Teil.

Im einfachsten Fall ist elektrische Leistung das Produkt von Strom und Spannung. Unterliegen die einzeln ermittelten (d. h. gemittelten) Größen: 'Strom' und 'Spannung' jedoch Schwingungen, so ergibt das Produkt derselben nur scheinbar die tatsächlich wirkende Leistung. Dieses Produkt wird daher Scheinleistung genannt.

Bei Wechselstrom bezieht die Scheinleistung u. a. auch Energieströme mit ein, die innerhalb einer Periode wieder zurück fließen (Blindleistung).

Der Leistungsfaktor liegt immer zwischen 0 und 1 und ist idealerweise =1. Bei sinusförmigen Strömen und Spannungen kann er auch cosf genannt werden.
Der Unterschied zwischen Wirk- und Scheinleistung wird auch Blindleistung genannt. Allerdings berechnet sich die Blindleistung nicht als einfache Differenz, sondern es müssen die Quadrate von Blind und Wirkleistung addiert werden, um zum Quadrat der Scheinleistung zu gelangen.
Kostentechnisch sind Abweichungen vom Ideal nicht so kritisch, wie beim Wirkungsgrad, denn die Blindleistung führt nicht zu Erwärmung und braucht i. d. R. auch nicht bezahlt zu werden. Gute Energieübertragungsanlagen (z. B. Schweißstromquellen) haben dennoch aufnahmeseitig Leistungsfaktoren nahe 1. Schließlich müssen alle vorgelagerten Übertragungsstrecken (Kabel, Trafos, ...) die Scheinleistung übertragen, für diese ausgelegt sein und erzeugen i. d. R. Verluste proportional zum Quadrat der übertragenen (also: Schein-) Leistung.

Auch bei Gleichstrom und -Spannung kommt es zu einem gleichstromseitigen Leistungsfaktor l₌ <= 1, wenn Schwingungen überlagert sind.

Wirkungsgrad:

Genauigkeit

Justierung

Klasse, Präzisionsklasse, Standardklasse

Kalibrierung

Bestimmung des Fehlers eines Messinstruments, und ggf. anderer messtechnischer Eigenschaften.

Kalibrierzertifikat, Kalibrierschein

Lichtbogenkennlinie

Normkennsatz

Shunt

Hochstrom tauglicher niederohmiger Widerstand, an welchem bei Stromfluss eine kleine, - aber noch gut messbare - stromproportionale Spannung abfällt.

Streckenenergie

Strommesszange

Messgerät zur induktiven Stromerfassung. Der stromführende Leiter braucht dabei nicht unterbrochen zu werden. Ein zangenartig teilbarer magnetisch leitender Kern umfasst dabei den Leiter und konzentriert dessen Magnetfeld auf einen im Messgerät liegenden Sensor. <Unser Zangenangebot>

TrueRMS (True Root Mean Square)

im Angelsächsischen übliche Bezeichnung für effektive Messwerte (z. B. eines Stromes I, oder einer Spannung U). Sie betont, dass zu ihrer Ermittlung tatsächlich die Wurzel eines Mittelwertes von quadrierten Augenblickswerten gezogen wurde. Beachtenswert am Wort 'echt' (englisch: 'true') ist, dass ein Effektivwert immer echt ist, und nur die technischen Verfahren zur Gewinnung von Effektivwerten die Theorie mehr oder weniger getreu abbilden: Für lineare Verbraucher gilt U= R x I, wobei der Widerstand R konstant ist. Ferner ist die elektrische Leistung P als Energiefluss die entscheidende Größe für Erwärmungen - das Produkt aus Leistungsfaktor, Strom und Spannung: P = l x U x I, woraus folgt: P = l x R x I² und P = l x U² / R. Bei periodischen Stromverläufen (z. B. Wechselstrom, oder Impulsstrom) interessiert häufig besonders die über ggf. mehrere Perioden zu erwartende durchschnittliche Erwärmung, wofür, - wie an den beiden letzten Formeln ersichtlich - zur Mittelung der Augenblicksleistungen auch die Mittelung der Quadrate von Augenblicksströmen oder Augenblicksspannungen herangezogen werden kann. Schließlich zieht man nach der Mittelung wieder die Wurzel und erhält dabei auch wieder Strom- und Spannungswerte in Ampere oder Volt, welche dann 'effektiv' genannt werden und in die üblichen elektrotechnischen Formeln eingesetzt werden können. Messgeräte, die den Effektivwert getreu dieser Definition ermitteln haben in der Regel:

einen Begrenzung der maximal verarbeitbaren Spitzenhöhe (die quadriert werden kann), angegeben als Crest-Faktor;
eine vordefinierte Zeitkonstante (oft 400ms), über welche sie die Mittelung vollziehen, welche in ungünstigen Fällen kein ganzzahliges Vielfaches der Periodendauer der tatsächlich vorliegenden (Puls-)Frequenz ist, was 'Schwebungen' mit einer sehr niedrigen Differenzfrequenz zur Folge haben kann;
einen Fehler durch die zusätzliche Signalverarbeitung

Bei Schaltungen, wo Strom und Spannung nicht proportional zueinander sind (z. B. bei Dioden, Thyristoren, Akkumulatoren, oder Schweißlichtbogenkennlinien) ist die Verwendung von Effektivwerten bereits theoretisch nicht zielführend.

Auch gemäß DIN ISO 17662:2005 sollen Strom- und Spannungswerte nicht effektiv, sondern als arithmetischer Mittelwert aufgenommen werden.

Weniger aufwändige Messgeräte quadrieren und radizieren auch bei AC-Messungen nicht, - sondern bilden direkt einen arithmetischen Mittelwert der vorzeichenbefreiten Augenblickswerte - und kompensieren ihren Fehler mit einem kurvenformabhängigen Formfaktor (p/4*2^0,5=1,11...), der aber nur bei sinusförmigen Kurvenformen stimmt.

Validierung

Nachweis, das ein Schweißsystem (oder Teil desselben) mit seinen Betriebsvorgaben übereinstimmt.
Gemäß DIN ISO 17662:2005 müssen Stromquellen-Messgeräte validiert werden.

Im Einzelfall kann eine Validierung gegenüber der Kalibrierung einfacher sein, da sie auf das Schweißverfahren und Vereinbarungen zwischen Hersteller und Anwender eingeschränkt werden darf.

Ergibt sich aus dem Normkennsatz einer Kalibrierung eines Messapparates, dass dessen Fehler unter den Bedingungen der Betriebsvorgaben des Schweißsystems und gemäß der Normvorgaben für Schweißeinrichtungsvalidierungen hinreichend klein ist, so kann mit dem Kalibrierzertifikat auch die entsprechnende Validierung des betreffenden 'Teiles des Schweißsystems' nachgewiesen werden.

WPS

Welding Procedure Specification, Schweißanweisung des Herstellers. Umfasst alle den Schweißprozess beeinflussenden Faktoren, angefangen über die räumliche Gestaltung der Verbindung, über die eingesetzten Werkstoffe bis hin zu elektrischen und nichtelektrischen Parametern. Die Zertifizierung des Schweißfachbetriebes erfolgt auf Grundlage mindestens einer WPS.

Auf Dauer noch viel bedeutsamer ist allerdings, dass mit der Zertifizierung auch ständige werkseigene Produktionskontrollen obligatorisch werden und diese natürlich ebenso auf Grundlage der jeweiligen WPS erfolgen.

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