Messschaltungen

Messschaltungen bezeichnen die Gesamtheit der elektrischen Schaltungen, die zur Erfassung physikalischer Größen wie Spannung, Strom, Widerstand oder Temperatur verwendet werden. Sie dienen der Signalaufbereitung, Verstärkung, Filterung, Referenzierung und gegebenenfalls der galvanischen Trennung, um Messsignale zuverlässig in Datenerfassungssysteme einzuspeisen.

Zu den häufigsten Messschaltungen gehören die Vierleitermessung (Vierleiterschaltung) zur Widerstandsmessung, die Wheatstone-Brücke zur präzisen Bestimmung unbekannter Widerstände, Kelvin-Verbindungen, sowie Messungen mit Shunt-Widerständen für Strom und Differenzverstärker bzw. Instrumentationsverstärker zur rauscharmen Abnahme kleiner Differenzsignale. Zur Isolation werden oft galvanische Trennung oder optische Kopplung eingesetzt.

Die Signalaufbereitung umfasst Verstärkung, Rauschunterdrückung, Filterung, Temperaturkompensation und Linearisation. Instrumentationsverstärker bieten hohen Gleichtaktunterdrückung und ermöglichen präzise Differenzmessungen. In vielen Anwendungen kommen auch spezialisierte Sensor-Schnittstellen zum Einsatz, etwa Halbleiter- oder Hall-Sensoren.

Design-Aspekte sind vor allem Messanordnung, Ansteuerung der Sensoren, Kabel- und Verbindungsqualität, ordnungsgemäße Erdung sowie Shielding, um Störeinflüsse zu minimieren. Typische Herausforderungen sind Nullabgleich, Offsetdrift, Thermospannungen und Langzeitstabilität.

Anwendungsgebiete reichen von Labor- und Kalibrierungsaufgaben über industrielle Prozessüberwachung und Maschinensteuerung bis hin zu Sensorik in Fahrzeugtechnik und Medizintechnik.