Bij een analoge meter laat het spanningssignaal de wijzer uitslaan waarna de waarde op de achtergrond is af te lezen.

Analoog of digitaal

Op een analoog instrument wordt de waarde weergegeven met een draaispoelmeter waaraan een fysieke wijzer is gekoppeld. Deze zal traploos verder uitslaan naarmate de spanning hoger is. De uiteindelijke waarde is af te lezen via de schaalverdeling die op het achterliggende vlak is aangebracht.
Bij een digitaal meetinstrument wordt hetzelfde mV-signaal gecreëerd, maar vervolgens niet aan een draaispoelmeer doorgegeven, maar aan een analoog-digitaalomzetter (AD-converter). Dit element is in staat om de spanning om te zetten naar een digitaal signaal. Het digitale signaal wordt vervolgens omgerekend naar de gewenste eenheid en hierna numeriek (in cijfers) weergegeven op een display.

Voordelen

Vooral door de weergave in numerieke cijfers is digitale meetapparatuur over het algemeen geliefd bij de meeste gebruikers. Eenvoudig omdat ze in principe door iedereen foutloos zijn af te lezen (ongeacht of de meting klopt). Maarten van Dam, directeur bij Testo: ‘Wanneer je een grootheid – bijvoorbeeld stroom – afleest via een analoge wijzer, dan bestaat de kans op afleesfouten wanneer de betreffende persoon niet in een rechte hoek op de schaalverdeling kijkt. Dit komt door de afstand tussen de wijzer en de achterliggende schaal die in dat geval een vertekend beeld geeft. Zeker voor meetpunten die slecht toegankelijk zijn, is dit een probleem omdat de installateur dan eenvoudig niet in staat is onder de juiste hoek af te lezen. Een digitale display is daarentegen onder alle hoeken goed af te lezen.’

Bij een digitale meter wordt het analoge spanningssignaal omgezet naar een digitale waarde die als cijfers in een display worden afgebeeld.

Beperkingen

Naast de competenties van de betreffende persoon, wordt de nauwkeurigheid van aflezen bij een analoog meetinstrument ook bepaald door het formaat van de wijzer en de schaal: op een grotere schaal zijn immers kleinere eenheden af te drukken terwijl een lange wijzer een grotere uitslag maakt. Daar staat tegenover dat het bij een analoge meter niet altijd nodig is om nauwkeurig af te lezen.
Richard Seijkens, technisch product specialist bij Eurofysica: ‘Al vanaf een afstand is duidelijk waar de wijzer ongeveer staat en of dat in de buurt van een kritisch gebied is of niet. Ook grote fluctuaties zijn in één oogopslag veel duidelijker zichtbaar dan met digitale cijfers; deze veranderen ook voortdurend, waardoor het soms moeilijk is om echt te lezen wat er staat om een idee te krijgen van de verschillen tussen de waarden.’

‘Steeds meer data worden vanaf een meetinstrument direct naar een online omgeving overgezet’

Instellen

Een ander voordeel van digitale meters is de vaak eenvoudiger instelling. Zo kan de gebruiker makkelijker wisselen van meetbereik of type meting. Schakelen tussen gelijk- of wisselspanning bijvoorbeeld is op een multimeter met een druk op de knop gebeurd, terwijl het meetbereik door de meter zelf wordt bepaald. Dit in tegenstelling tot een analoge meter waar de meetsnoeren vaak anders moeten worden aangesloten en een bereik door de gebruiker moet worden gekozen. Wanneer hierin fouten worden gemaakt, is het niet ondenkbaar dat het instrument beschadigt.
Seijkens: ‘Een ander verschil is dat een analoge meter soms geen eigen voeding heeft en hiermee afhankelijk is van het systeem waarin hij meet. Vooral in het uiterste meetbereik kan dat verstoringen geven; bijvoorbeeld wanneer het gaat om het meten van de stroomsterkte bij leds of spanningen bij kleine pv-panelen.’

Stroomtang ­met ­Bluetooth en automatische parameter-herkenning AC/DC.

Loggen en communiceren

Juist digitale meetinstrumentatie zijn tegenwoordig – in een tijd waarin ‘data’ veel waarde hebben – geliefd. Van Dam: ‘Data wordt ook voor de installateur steeds belangrijker en wij zien wat dat betreft steeds meer dat data vanaf een meetinstrument direct naar een online omgeving wordt overgezet om te loggen. Dit zorgt er ook voor dat, nu er steeds meer moet worden vastgelegd, dit zo efficiënt mogelijk verloopt. Het is in elk geval niet meer nodig om waarden handmatig te noteren en vervolgens over te tikken of te schrijven.’
Door het versturen van de digitale waarden zijn deze onder andere eenvoudig te importeren in meet- of testrapporten en ook op te slaan, wat in het kader van bijvoorbeeld analyse, opbouw van historie of om juridische redenen steeds vaker gebeurt. Daarnaast zijn data dynamisch te gebruiken door ze continu online te versturen naar een locatie waar software draait om de waarden te monitoren. Hiermee is de werking van een willekeurige installatie op bepaalde aspecten met een hoge mate van betrouwbaarheid in de gaten te houden. De software kan bijvoorbeeld een alarm geven wanneer bepaalde grenzen worden overschreden of ‘meedenken’ in het kader van energiemanagement.
Van Dam: ‘Wat dat betreft zijn de veel gebruikte sensoren ook meetinstrumenten die data doorgeven waar andere elektronica op reageert. Voorbeelden zijn energiemeters die het aanbod duurzaam opgewekte elektrische energie in de gaten houden en apparatuur in- of juist uitschakelen afhankelijk van de gemeten waarde.’
Qua communicatie volgen de meetinstrumenten de industrie; voorheen verliep de communicatie vooral via RS232, daarna volgden Profibus en nu Profinet. Andere meters werken nu met Bluetooth, NFC of een combinatie daarvan.

Smart vacuümset voor het draadloos en flexibel meten en documenteren van temperatuur- en vacuümmetingen door automatische Bluetooth-verbinding, en smart-app voor documentatie.

Nauwkeurigheid

Van Raavens: ‘Bij de omzetting van de analoge spanning naar een digitaal signaal gaat informatie verloren, onder andere door het aantal bits en de sample-frequentie van de converter. Dit hoeft geen probleem te zijn, maar geeft wel meteen aan waarom een digitale meetwaarde niet per definitie nauwkeuriger is. Deze kennis is belangrijk, omdat de gebruiker bij een digitale aflezing veel waarde hecht aan de afgebeelde waarde tot het laatste cijfer achter de komma. Een misvatting dus, want naast de zojuist genoemde factoren moet hij ook rekening houden met de resolutie en de gespecificeerde nauwkeurigheid van het instrument, de nauwkeurigheid van de toegepaste meetsonde/sensor en verder met omgevingsfactoren zoals temperatuur, luchtdruk, luchtvochtigheid en trillingen. Tot slot zijn de vaardigheden van de gebruiker belangrijk voor een goede meetopstelling en het scheppen van de juiste omstandigheden voor de meting.’
De marketing manager van Euro-Index verduidelijkt dit nog met een voorbeeld: ‘Stel dat bij een wisselstroommeting met een digitale stroomtang een waarde van 37,28 A wordt weergegeven. De nauwkeurigheid van de gebruikte stroomtang in het meetbereik tot 40,00 A is ± 2% RDG + 5 digits. Dit betekent plus of min 2% van de afgelezen waarde (37,28) is 0,7456, afgerond naar 0,75. Hier worden nog 5 digits bij opgeteld (digit = laatste cijfer = resolutie van 0,01), dus 5 x 0,01 = 0,05. Dit resulteert in een totale mogelijke afwijking van
0,75 + 0,05 = ± 0,80 A. De werkelijke waarde van de wisselstroom ligt hiermee tussen 36,48 A (37,28 - 0,80) en 38,08 A (37,28 + 0,80). De twee cijfers achter de komma voegen bij deze meetwaarde dus weinig tot niets toe.’

Ontwikkelingen

De ontwikkelingen hebben over de afgelopen dertig jaar een vlucht genomen waarbij nu vrijwel alle meetinstrumenten digitaal beschikbaar zijn. Er zijn nog enkele uitzonderingen; bijvoorbeeld een analoge manometer of bimetaal thermometer. Deze instrumenten zijn nog zuiver analoog omdat bij de toepassingen hiervan een hoge nauwkeurigheid meestal geen grote rol speelt en de instrumenten vaak vast worden aangebracht in de installatie. Maar ook omdat er geen stroomvoorziening nodig is en omdat ze relatief goedkoop zijn ten opzichte van de digitale uitvoeringen.

Tekst: Marjolein de Wit - Blok
Fotografie: Eurofysica, Euro-Index