Jenseits von Ohm: Praktische Widerstandsmessung mit einem Digitalmultimeter

Warum Widerstandsmessungen auch in modernen Steuerungssystemen weiterhin wichtig sind

Spannungs- und Strommessungen bestimmen die meisten Aufgaben bei der elektrischen Fehlersuche, doch Widerstandsmessungen gehören nach wie vor zu den aussagekräftigsten Diagnosemethoden in der industriellen Instandhaltung. Wenn die Stromversorgung aus Sicherheitsgründen abgeschaltet bleiben muss, sind Widerstandsmessungen oft der schnellste Weg, beschädigte Spulen, unterbrochene Leiter oder kurzgeschlossene Bauteile zu identifizieren.

Für Techniker, die an SPS-Schaltschränken, Motorstartern, Relaisfeldern oder Messkreisen arbeiten, ist das Verständnis von Widerstandsmessungen mehr als eine Grundfertigkeit. Es wirkt sich direkt auf die Wartungsgeschwindigkeit, die Zuverlässigkeit beim Anlauf und die Anlagensicherheit aus.

In vielen modernen Anlagen kombinieren Ingenieure handgeführte Prüfgeräte mit fortschrittlichen Steuerungsplattformen wie PLC- und PAC-Systemen, um die Fehlersuche während der Inbetriebnahme und bei Abschaltungen zu verkürzen.

Was Widerstandsmessungen tatsächlich zeigen

Der Widerstand beschreibt, wie stark ein Bauteil den Stromfluss behindert. Je höher der Widerstand, desto geringer ist der erwartete Strom bei gleicher angelegter Spannung. Dieser Zusammenhang bildet die Grundlage für nahezu jedes elektrische Diagnoseverfahren.

Das Ohmsche Gesetz beschreibt den Zusammenhang zwischen Spannung, Strom und Widerstand:

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In industriellen Umgebungen helfen Widerstandsmessungen Technikern festzustellen, ob ein Stromkreis nach der Wiederinbetriebnahme der Anlage ordnungsgemäß Strom führen kann.

Abbildung 1. Die Messung des Spulenwiderstands hilft zu bestätigen, dass die Schützspule elektrisch intakt ist, bevor der Stromkreis unter Spannung gesetzt wird.

Kurzschlüsse und offene Stromkreise

Ein Widerstandswert nahe null weist in der Regel auf einen Kurzschluss hin. Ein zu niedriger Widerstand lässt den Strom schnell ansteigen, was häufig zum Auslösen von Sicherungen oder Leitungsschutzschaltern führt.

Am anderen Ende des Spektrums zeigen die meisten digitalen Multimeter „OL“ an, wenn der Widerstand extrem hoch wird. Dies weist auf einen offenen Stromkreis hin, in dem kein Strom fließen kann.

Wann Widerstandsmessungen besonders nützlich sind

Spannungsmessungen bestätigen lediglich, dass zwischen zwei Punkten ein elektrisches Potenzial vorhanden ist. Sie zeigen jedoch nicht immer, ob unter Last ein nutzbarer Strom durch das Gerät fließen kann.

Die Widerstandsmessung liefert zusätzliche Erkenntnisse. Sie hilft Technikern, den erwarteten Stromverbrauch abzuschätzen, bevor der Stromkreis unter Spannung gesetzt wird.

Bewertung von Spulen und passiven Bauteilen

Relais- und Schützspulen sowie Magnetspulen fallen häufig allmählich statt schlagartig aus. Eine teilweise beschädigte Wicklung kann während des Betriebs weiterhin die volle Spannung anzeigen und gleichzeitig einen ungewöhnlichen Strom ziehen.

Durch die Widerstandsmessung lassen sich diese verborgenen Veränderungen schnell erkennen.

Abbildung 2. Die Prüfung von Widerständen mit niedrigen Werten erfordert Aufmerksamkeit für den Leitungswiderstand, da selbst kleine Messfehler erheblich werden.

Wartungsteams, die ältere Steuerungssysteme betreuen, verlassen sich bei der Prüfung von Feldverdrahtungen und Ersatzkomponenten aus Allen-Bradley-SLC-500-Systemen oder älteren relaisbasierten Schalttafeln häufig stark auf Widerstandsmessungen.

Häufige Messfehler, die Techniker vermeiden sollten

Leitungswiderstand kann Messwerte verfälschen

Messleitungen eines Multimeters bringen geringe Widerstandswerte in die Messung ein. Bei Schaltungen mit hohem Widerstand ist dieser zusätzliche Bruchteil eines Ohms vernachlässigbar. Bei Bauteilen mit niedrigem Widerstand wird er jedoch entscheidend.

Ein Widerstand mit einem Nennwert von nur wenigen Ohm kann fehlerhaft erscheinen, wenn Techniker den Widerstand der Messleitungen nicht berücksichtigen.

Niemals den Widerstand in einem unter Spannung stehenden Stromkreis messen

Der Widerstandsmessmodus speist die interne Batteriespannung über das Prüfgerät ein. Wenn im Stromkreis bereits eine externe Spannung anliegt, kann das Messgerät instabile oder negative Werte anzeigen.

Noch wichtiger ist, dass unter Spannung stehende Schaltungen empfindliche Widerstandsbereiche im Messgerät beschädigen können.

Als bewährte Vorgehensweise sollte vor der Messung immer mindestens eine Seite des Bauteils isoliert werden.

Abbildung 3. Das Trennen einer Seite des Bauteils verhindert, dass parallele Strompfade die Messung beeinflussen.

Wechselstromkreise bringen zusätzliche Komplexität mit sich

Standardmultimeter legen bei der Widerstandsmessung eine Gleichspannung an. Aufgrund dieser Einschränkung werden induktive und kapazitive Effekte in Wechselstromsystemen während der Messung nicht korrekt erfasst.

Industriemotoren, Transformatoren und Schaltungen zur Blindleistungskompensation verhalten sich unter Wechselstrombedingungen unterschiedlich. In diesen Anwendungen wird die Impedanz wichtiger als der reine Gleichstromwiderstand.

Dieser Unterschied ist für Anlagen mit Frequenzumrichtern, Turbinensystemen oder großen Prozessmotoren, die über moderne Antriebs- und Bewegungssteuerungsplattformen verbunden sind, von großer Bedeutung.

Halbleiterelektronik erfordert eine andere Denkweise

Moderne industrielle Elektronik verhält sich nur selten wie einfache Widerstände. Bauteile wie Dioden, Transistoren und Halbleiterrelais ändern ihre Eigenschaften abhängig von der angelegten Spannung.

Ein Halbleiterbauelement kann bei einer Widerstandsmessung gesund erscheinen und im laufenden Betrieb dennoch vollständig ausfallen.

Erfahrene Techniker kombinieren daher bei der fortgeschrittenen Fehlersuche Widerstandsmessungen mit der Analyse von Spannungen im laufenden Betrieb.

Branchenwissen: Warum grundlegende elektrotechnische Kenntnisse zurückkehren

Da industrielle Systeme zunehmend softwaregesteuert werden, herrscht in vielen Betrieben inzwischen ein Mangel an Technikern, die mit grundlegender elektrischer Diagnose vertraut sind. Ironischerweise bleibt die Widerstandsmessung eine der effektivsten Methoden zur Fehlersuche in hochentwickelten Automatisierungssystemen.

Ob bei der Wartung von SPS-Schaltschränken, Maschinenschutzsystemen oder dezentralen I/O-Netzwerken – die Fähigkeit, Widerstandswerte zu interpretieren, unterscheidet weiterhin erfahrene Fehlersucher von bloßen Teiletauschern.

Tragbare Messgeräte mögen einfach erscheinen, doch in den Händen erfahrener Fachkräfte übertreffen sie bei realen Instandhaltungseinsätzen noch immer viele automatisierte Diagnoseverfahren.

Eine praxisnahe Perspektive aus dem Feld

Viele jüngere Ingenieure konzentrieren sich stark auf Softwarediagnose und Tools für die Ethernet-Kommunikation. Diese Kenntnisse sind wichtig, doch Widerstandsmessungen bleiben unverzichtbar, da elektrische Ausfälle weiterhin auf der physikalischen Ebene beginnen.

Eine beschädigte Spule, eine lose Klemme, ein korrodierter Leiter oder ein teilweise ausgefallener Widerstand kann eine gesamte Produktionslinie stilllegen, lange bevor eine SPS einen Alarm auslöst.

Die besten Instandhaltungsfachkräfte verstehen sowohl die digitale Steuerungsarchitektur als auch die grundlegenden Prinzipien elektrischer Messungen. Die Widerstandsmessung liegt direkt an der Schnittstelle dieser beiden Welten.

Oliver Grant | Senior-Reporter für industrielle Systeme

Oliver Grant berichtet seit 14 Jahren über industrielle Automatisierung, elektrische Instandhaltung und Maschinendiagnose. Zu seinem Hintergrund gehören Feldintegrationsprojekte mit Siemens-SIMATIC-Plattformen, Emerson-Prozesssystemen und Motorsteuerungsanwendungen von Rockwell Automation in Produktions- und Energieanlagen.