Technische Referenz: True-RMS-Multimeter

Die Vorteile der Verwendung eines "True-RMS"-Multimeters

Obwohl praktisch alle Multimeter die Wechselspannung messen, misst nur ein Echt-Effektivwert-Multimeter (Effektivwert-Multimeter) sofort die tatsächliche Spannung, die an Belichtungslampen und andere Teile und Systeme des Kopierers geliefert wird, die mit Wechselspannung arbeiten. Diese tatsächliche Spannung wird als True-RMS bezeichnet. Anpassungen der Wechselspannung, die an solche Teile und Systeme geliefert wird, müssen auf True-RMS basieren. Ein Multimeter ohne Echteffektivwert ermittelt dagegen nur den Durchschnittswert der an ein bestimmtes Teil gelieferten Wechselspannung. Ein Servicetechniker muss diesen Durchschnittswert in True-RMS umrechnen, um genaue Wechselspannungseinstellungen vornehmen zu können. Durch die Verwendung eines True-RMS-Multimeters erhöht der Servicetechniker die Effizienz seiner Serviceeinsätze und vermeidet gleichzeitig Fehler, die zu unsachgemäßen Einstellungen, schlechter Kopierqualität, vorzeitigem Ausfall von Teilen und/oder Maschinenschäden führen können.

True-RMS vs. Durchschnittsmessungen

Die Wechselspannung aus einer Wandsteckdose kehrt ihre Polarität in regelmäßigen Abständen um. Zwischen den Polaritätsumkehrungen variiert die Wechselspannung in ihrer Stärke. Bei positiver Polarität steigt die Spannung stetig bis zu ihrem Höchstwert an und sinkt dann stetig bis auf Null. Dann kehrt sich die Polarität ins Negative um, und die Höhe der Wechselspannung spiegelt die positiven Veränderungen wider. In einem Diagramm dargestellt, bilden diese Polaritätsumkehrungen und Betragsänderungen eine Sinuswelle (siehe Abbildung 1).

Abbildung 1. Um die an ein bestimmtes Teil gelieferte Wechselspannung richtig einzustellen, muss ein Servicetechniker die Einstellung auf der Grundlage des True-RMS-Werts der Wechselspannung vornehmen, nicht auf der Grundlage des Durchschnittswerts. Bei US-Standardspannung (120 VAC) beträgt der Effektivwert 0,707 des Spitzenwerts der Sinuswelle, während der Durchschnittswert 0,637 des Spitzenwerts beträgt.

Für eine standardmäßige US-Wechselspannungs-Sinuswelle beträgt der True-RMS 0,707 des Spitzenwerts. True-RMS ist immer höher als die durchschnittliche Wechselspannung, die 0,637 des Spitzenwertes beträgt. Bei einem Spitzenwert von 170 VAC beträgt True-RMS beispielsweise 120 VAC, während der Durchschnittswert 108 VAC beträgt.

Ein Echteffektivwert-Multimeter enthält einen komplexeren Schaltkreis, der die Sinus-Wechselspannung abtastet und ihren tatsächlichen Wert misst. Ein nicht-echtes Effektivwert-Multimeter enthält eine weniger anspruchsvolle Schaltung, die nur die Spitzen einer Wechselspannungs-Sinuswelle abtastet, um einen Mittelwert zu ermitteln.

Bei Verwendung eines Multimeters, das nicht True-RMS ist, muss ein Servicetechniker True-RMS entweder manuell bestimmen: 1) manuell durch zeitaufwändige mathematische Umrechnungen oder 2) mit Hilfe einer vom Hersteller gelieferten Referenztabelle. Solche Diagramme werden jedoch nur von einigen OEMs angeboten und sind oft schwierig zu handhaben. Beide Möglichkeiten erfordern zusätzliche Servicezeit und können zu Fehlern führen, die direkt zu falschen Spannungseinstellungen führen.

Folgen falscher Anpassungen

Moderne, hochentwickelte Kopierer sind mit vielen miteinander verbundenen, voneinander abhängigen elektrischen Systemen ausgestattet. Folglich löst eine falsche Einstellung der Wechselspannung für ein Bauteil oft einen "Dominoeffekt" aus, der sich negativ auf die Leistung und Lebensdauer anderer kritischer Maschinenteile und -systeme sowie auf die Kopierqualität auswirkt.

Nehmen wir zum Beispiel an, dass ein Servicetechniker ein nicht echtes Effektivwert-Multimeter verwendet, um die Spannung an einer Belichtungslampe mit einer Nennspannung von 80 VAC zu überprüfen. Er erhält einen Messwert von 57 VAC, der die durchschnittliche Spannung angibt. Wenn der Servicetechniker fälschlicherweise diesen Durchschnittswert für eine Einstellung verwendet, erhöht er die gelieferte Spannung, um 80 VAC (die Nennspannung der Lampe) zu erreichen. Diese Spannungsanpassung basiert jedoch nicht auf True-RMS; die tatsächliche, True-RMS-Spannung, die der Lampe zugeführt wird, beträgt jetzt 103 VAC - zu hoch für einen ordnungsgemäßen Betrieb. Hätte er stattdessen ein Echteffektivwert-Multimeter verwendet oder den 57-VAC-Messwert in Echteffektivwert umgerechnet, bevor er die Einstellung vornahm, hätte er festgestellt, dass die Lampenspannung bereits richtig auf 80 VAC eingestellt war. Umrechnungsfehler kommen häufiger vor als das Vergessen, dass eine Umrechnung notwendig ist, aber die Ergebnisse sind ähnlich: falsche Spannungseinstellungen, die sich auf zahlreiche Maschinenteile und -systeme nachteilig auswirken können.

Die Versorgung einer Belichtungslampe mit einer zu hohen Spannung kann nicht nur zu leichten Kopien führen, sondern auch dazu, dass der Glühfaden der Lampe vorzeitig durchbrennt und der Spannungsregler stärker arbeiten muss. Außerdem versuchen andere Systeme im Gerät (z. B. die Trommelladung in einem Kopierer mit automatischer Kompensationssteuerung), die höhere Lampenspannung zu kompensieren, und die Teile, aus denen diese Systeme bestehen, können vorzeitig ausfallen. Die Behebung dieser Probleme kann kostspielige Zeit in Anspruch nehmen, da der Servicetechniker zur eigentlichen Ursache des Problems zurückgehen muss.