常用電工儀表及測量教程課件

1、常用電工儀表及測量常用電工儀表及測量 2.1 電工測量的基本知識電工測量的基本知識 2.2 電氣參數(shù)的測量電氣參數(shù)的測量 課題課題2-1 常用電工儀表的使用常用電工儀表的使用 2.1 電工測量的基本知識電工測量的基本知識 2.1.1 常用名詞術(shù)語 電工儀表與電氣測量常用名詞術(shù)語見表2-1。表 2-1 電工儀表與電氣測量常用名詞術(shù)語 2.1.2 常用電工儀表的種類、 特點(diǎn)及用途 1. 電工儀表概述 電氣設(shè)備的安裝、 調(diào)試及檢修過程中， 要借助各種電工儀器儀表對電流、 電壓、 電阻、 電能、 電功率等進(jìn)行測量， 稱之為電工測量。 2. 電工儀表的分類 電工儀表的種類繁多， 分類方法也各有不同。 按

2、照電工儀表的結(jié)構(gòu)和用途， 大體上可以分為以下五類。 （1） 指示儀表類： 直接從儀表指示的讀數(shù)來確定被測量的大小。 （2） 比較儀器類： 需在測量過程中將被測量與某一標(biāo)準(zhǔn)量比較后才能確定其大小。 （3） 數(shù)字式儀表類： 直接以數(shù)字形式顯示測量結(jié)果， 如數(shù)字萬用表、 數(shù)字頻率計(jì)。 （4） 記錄儀表和示波器類： 如X-Y記錄儀、 光線示波器。 （5） 擴(kuò)大量程裝置和變換器： 如分流器 、 附加電阻、 電流互感器、 電壓互感器。 常用的指示儀表可按以下方法分類： （1） 按儀表的工作原理分類， 主要有電磁式、 電動式和磁電式指示儀表， 其他還有感應(yīng)式、 振動式、 熱電式、 熱線式、 靜電式、 整流式

3、、 光電式和電解式等類型的指示儀表。 （2） 按測量對象的種類分類， 主要有電流表（又分安培表、 毫安表、 微安表）、 電壓表（又分為伏特表、 毫伏表等）、 功率表、 頻率表、 歐姆表、 電度表等。 （3） 按被測電流種類分類， 有直流儀表、 交流儀表、 交直流兩用儀表。 （4） 按使用方式分類， 有安裝式儀表和可攜式儀表。 （5） 按儀表的準(zhǔn)確度分類， 指示儀表的準(zhǔn)確度可分為 0.1、 0.2、 0.5、 1.0、 1.5、 2.5、 5.0七個(gè)等級。 儀表的級別即儀表準(zhǔn)確度的等級。 （6） 按使用環(huán)境條件分類， 指示儀表可分為 A、 B、 C三組。 A組： 工作環(huán)境為0+40， 相對濕度在

4、85%以下。 B組： 工作環(huán)境為-20+50， 相對濕度在85%以下。 C組： 工作環(huán)境為-40+60， 相對濕度在98%以下。 (7) 按對外界磁場的防御能力分類， 指示儀表有、 、 、 4個(gè)等級。 2.1.3 測量的準(zhǔn)確性及誤差分析 1. 絕對誤差和相對誤差 絕對誤差是指儀表的指示值與被測量的實(shí)際值之間的差值。 相對誤差是指絕對誤差和被測量的實(shí)際值之比的百分?jǐn)?shù)值。 2. 儀表的準(zhǔn)確度 規(guī)定以最大的引用誤差表示儀表的準(zhǔn)確度， 即 %100mmAAK表2-2 儀表的準(zhǔn)確度和基本誤差 3. 測量的準(zhǔn)確性 衡量測量的準(zhǔn)確性， 通常采用相對誤差表示， 即%1000AA 式中， A為絕對誤差， 即儀表

5、的指示值與被測量實(shí)際值之差； A0為被測量實(shí)際值。 2.2 電氣參數(shù)的測量電氣參數(shù)的測量 2.2.1 測量儀表的結(jié)構(gòu)及工作原理 1. 磁電式儀表的工作原理 磁電式儀表的結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。 磁電式儀表的工作原理是永久磁鐵的磁場與通有直流電流的可動線圈相互作用而產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)力矩， 使可動線圈發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 圖 2.1 磁電式儀表的結(jié)構(gòu) （1） 磁電式儀表有以下優(yōu)點(diǎn)： 標(biāo)度均勻, 靈敏度和準(zhǔn)確度較高, 讀數(shù)受外界磁場的影響小。 （2） 磁電式儀表的缺點(diǎn)如下： 表頭本身只能用來測量直流量（當(dāng)采用整流裝置后也可用來測量交流量）， 過載能力差。 （3） 使用磁電式儀表的注意事項(xiàng)有： 測量時(shí)， 電流表要串聯(lián)在被測

6、的支路中， 電壓表要并聯(lián)在被測電路中； 使用直流表， 電流必須從“+”極性端進(jìn)入， 否則指針將反向偏轉(zhuǎn); 一般的直流電表不能用來測量交流電， 儀表誤接交流電時(shí)， 指針雖無指示， 但可動線圈內(nèi)仍有電流通過， 若電流過大， 將損壞儀表; 磁電式儀表過載能力較低， 注意不要過載。 2. 電磁式儀表的工作原理 電磁式儀表的結(jié)構(gòu)如圖2.2所示。 （1） 電磁式儀表有以下優(yōu)點(diǎn)： 適用于交直流測量, 過載能力強(qiáng), 可無需輔助設(shè)備而直接測量大電流， 可用來測量非正弦量的有效值。 （2） 電磁式儀表的缺點(diǎn)如下： 標(biāo)度不均勻, 準(zhǔn)確度不高, 讀數(shù)受外磁場影響。 圖 2.2 電磁式儀表的結(jié)構(gòu) 3. 電動式儀表的工作

7、原理 電動式儀表的結(jié)構(gòu)如圖2.3所示。 電動式儀表的工作原理是: 儀表由固定線圈（電流線圈與負(fù)載串聯(lián)， 以反映負(fù)載電流）和可動線圈（電壓線圈串聯(lián)一定的附加電阻后與負(fù)載并聯(lián)， 以反映負(fù)載電壓）所組成， 當(dāng)它們通有電流后， 由于載流導(dǎo)體磁場間的相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩使活動線圈偏轉(zhuǎn)， 當(dāng)轉(zhuǎn)動力矩與彈簧反作用力矩平衡時(shí), 便獲得讀數(shù)。 圖 2.3 電動式儀表的結(jié)構(gòu) （1） 電動式儀表的優(yōu)點(diǎn)： 適用于交直流測量, 靈敏度和準(zhǔn)確度比用于交流的其他儀表高, 可用來測量非正弦量的有效值。 （2） 電動式儀表的缺點(diǎn)： 標(biāo)度不均勻, 過載能力差, 讀數(shù)受外磁場影響大。 2.2.2 測量儀表的選用 1. 電流的測量

8、 電流表是用來測量電路中的電流值的， 按所測電流性質(zhì)可分為直流電流表、 交流電流表和交直流兩用電流表。 就其測量范圍而言， 電流表又分為微安表、 毫安表和安培表。 圖 2.4 電流表擴(kuò)大量程電路 RLIARFIE 1） 電流表 (1) 電流表的工作原理。 電流表有磁電式、 電磁式、 電動式等類型， 它們被串接在被測電路中使用。儀表線圈通過被測電路的電流使儀表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)， 用指針偏轉(zhuǎn)的角度來反映被測電流的大小。 并聯(lián)電阻起分流作用， 稱為分流電阻或分流器， 如圖 2.4所示。 (2) 電流表的選擇。 測量直流電流時(shí)， 可使用磁電式、 電磁式或電動式儀表， 其中磁電式儀表使用較為普遍。 (3)

9、電流表的使用。 在測量電路電流時(shí)， 一定要將電流表串聯(lián)在被測電路中。 磁電式儀表一般只用于測量直流電流， 測量時(shí)要注意電流接線端的“+”、 “-”極性標(biāo)記， 不可接錯(cuò)， 以免指針反打， 損壞儀表。 對于有兩個(gè)量程的電流表， 它具有三個(gè)接線端， 使用時(shí)要看清楚接線端量程標(biāo)記， 根據(jù)被測電流大小選擇合適的量程， 將公共接線端一個(gè)量程接線端串聯(lián)在被測電路中。 (4) 電流表常見的故障及處理方法。 電流表比較常見的故障是表頭過載。 當(dāng)被測電流大于儀表的量程時(shí)， 往往使表中的線圈、 游絲因過熱而燒壞或使轉(zhuǎn)動部分受撞擊損壞。 為此， 可以在表頭的兩端并聯(lián)兩只極性相反的二極管， 以保護(hù)表頭。 2） 鉗形電流

10、表 通常， 當(dāng)用電流表測量負(fù)載電流時(shí)， 必須把電流表串聯(lián)在電路中。 但當(dāng)在施工現(xiàn)場需要臨時(shí)檢查電氣設(shè)備的負(fù)載情況或線路流過的電流時(shí)， 如果先把線路斷開， 然后把電流表串聯(lián)到電路中， 就會很不方便。 此時(shí)應(yīng)采用鉗形電流表測量電流， 這樣就不必把線路斷開， 可以直接測量負(fù)載電流的大小了。 圖 2.5 鉗形電流表 12345671被測導(dǎo)線；2鐵心；3二次繞組；4表頭；5量程調(diào)節(jié)開關(guān)；6膠木手柄；7鐵心開關(guān) (1) 鉗形電流表的工作原理。 鉗形電流表是根據(jù)電流互感器的原理制成的， 其外形像鉗子一樣， 如2.5圖所示。 (2) 使用鉗形電流表的注意事項(xiàng)。 2. 電壓的測量 電壓表是用來測量電路中的電壓值

11、的， 按所測電壓的性質(zhì)分為直流電壓表、 交流電壓表和交直兩用電壓表。 就其測量范圍而言， 電壓表又分為毫伏表、 伏特表。 1） 電壓表的工作原理 磁電式、 電磁式、 電動式儀表是電壓表的主要形式。 2） 電壓表的選擇 電壓表的選擇原則和方法與電流表的選擇相同， 主要從測量對象、 測量范圍、 要求精度和儀表價(jià)格等方面考慮。 3） 電壓表的使用 用電壓表測量電路電壓時(shí)， 一定要使電壓表與被測電壓的兩端并聯(lián)， 電壓表指針?biāo)緸楸粶y電路兩點(diǎn)間的電壓。 ） 電壓表的選擇和使用注意事項(xiàng) 電壓表及其量程的選擇方法與電流表相同， 量程和儀表的等級要合適。 電壓表必須與被測電路并聯(lián)。 直流電壓表還要注意儀表的極

12、性， 表頭的“+”端接高電位， “-”端接低電位。 電壓互感器的二次側(cè)絕對不允許短路； 二次側(cè)必須接地。 3. 功率的測量 功率使用功率表進(jìn)行測量。 1） 功率表的工作原理 多數(shù)功率表是根據(jù)電動式儀表的工作原理來測量電路功率的。 2） 功率表的選擇 在選擇功率表時(shí)， 首先要考慮的是功率表的量程, 必須使其電流量程能允許通過負(fù)載電流, 電壓量程能承受負(fù)載電壓。 3） 功率表的使用 (1) 功率表的正確接線。 電動式功率表指針的偏轉(zhuǎn)方向是由通過電流線圈的電流方向決定的， 如果改變其中一個(gè)線圈中電流的方向， 指針就將反轉(zhuǎn)。 圖2.6 功率表的連接LL(a)RWLL(b)RW (2) 三相平衡負(fù)載電路

13、總功率的測量。 三相平衡負(fù)載的每相負(fù)載所消耗的功率相同， 只需用一只功率表測量一相負(fù)載的功率， 然后乘以3即可得三相總功率。 (3) 三相四線制電路總功率的測量。 在三相四線制電路中， 三相負(fù)載不平衡， 要測量其總功率需使用三只功率表。 4. 電能的測量 電度表是計(jì)量電能的儀表， 即能測量某一段時(shí)間內(nèi)所消耗的電能。 電度表按用途分為有功電度表和無功電度表兩種， 它們分別計(jì)量有功功率和無功功率； 按結(jié)構(gòu)分為單相表和三相表兩種。 1） 電度表的結(jié)構(gòu) 電度表的種類雖不同， 但其結(jié)構(gòu)是一樣的。 它由兩部分組成： 一部分是固定的電磁鐵， 另一部分是活動的鋁盤。 電度表都有驅(qū)動元件、 轉(zhuǎn)動元件、 制動元件

14、、 計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)等部件。單相電度表的結(jié)構(gòu)如圖2.7所示。 圖2.7 單相電度表的結(jié)構(gòu)示意圖 21345負(fù)載電源61電流元件；2電壓元件；3蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)；4轉(zhuǎn)軸；5鋁盤；6永久磁鐵 (1) 驅(qū)動元件。 驅(qū)動元件由電壓元件(電壓線圈及其鐵心)和電流元件(電流線圈及其鐵心)組成。 (2) 轉(zhuǎn)動元件。 轉(zhuǎn)動元件由可動鋁盤和轉(zhuǎn)軸組成。 (3) 制動元件。 制動元件是一塊永久磁鐵， 在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時(shí)產(chǎn)生制動力矩， 使轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速與用電器的功率大小成正比。 (4) 計(jì)算機(jī)構(gòu)。 計(jì)算機(jī)構(gòu)又叫計(jì)算器， 它由蝸桿、 蝸輪、 齒輪和字輪組成。 2） 電度表的工作原理 當(dāng)通入交流電， 電壓元件和電流元件兩種交變的磁通穿

15、過鋁盤時(shí)， 在鋁盤內(nèi)感應(yīng)產(chǎn)生渦流， 渦流與電磁鐵的磁通相互作用， 產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)動力矩， 使鋁盤轉(zhuǎn)動。 3） 電度表的安裝和使用要求 (1) 電度表應(yīng)按設(shè)計(jì)裝配圖規(guī)定的位置進(jìn)行安裝， 應(yīng)注意不能安裝在高溫、 潮濕、 多塵及有腐蝕氣體的地方。 (2) 電度表應(yīng)安裝在不易受震動的墻上或開關(guān)板上， 墻面上的安裝位置以不低于1.8 m為宜。 (3) 為了保證電度表工作的準(zhǔn)確性， 必須嚴(yán)格垂直裝設(shè)。 (4) 電度表的導(dǎo)線中間不應(yīng)有接頭。 (5) 電度表在額定電壓下， 當(dāng)電流線圈無電流通過時(shí)， 鋁盤的轉(zhuǎn)動不超過1轉(zhuǎn)， 功率消耗不超過1.5 W。 (6) 電度表裝好后， 開亮電燈， 電度表的鋁盤應(yīng)從左向右轉(zhuǎn)動。

16、 (7) 單相電度表的選用必須與用電器總瓦數(shù)相適應(yīng)。 (8) 電度表在使用時(shí)， 電路不容許短路及用電器超過額定值的125%。 (9) 電度表不允許安裝在10%額定負(fù)載以下的電路中使用。 4） 電度表的接線 (1) 單相電度表的接線。 在低壓小電流電路中， 電度表可直接接在線路上， 如圖2.8（a）所示。在低壓大電流電路中， 若線路負(fù)載電流超過電度表的量程， 則須經(jīng)電流互感器將電流變小， 即將電度表間接連接到線路上, 接線方法如圖2.8（b）所示。 圖2.8 單相電度表的接線方法 (a) 直接接入式； (b) 經(jīng)電流互感器接入式Z4321WhLN(a)Z4321WhLN(b)TAWh單相功率表；

17、Z負(fù)載；TA電流互感器 (2) 三相二元件電度表的接連。 三相二元件電度表的直接接線方式如圖2.9（a）所示， 經(jīng)電流互感器的接線方法如圖2.9（b）、 （c）、 （d）所示。 圖2.9 三相二元件電度表接線方法(a) 直接接入； (b) 經(jīng)電流互感器接入方法一；(c) 經(jīng)電流互感器接入方法二； (d) 經(jīng)電流互感器接入方法三L11 2 354687L2L3iL1iL2iL3(d)L11 2 35687L2L3iL1iL2iL3(c)4L11 2 35687L2L3iL1iL2iL3(b)4L11 2 35687L2L3iL1iL2iL3(a)4 (3) 三相三元件電度表的接線。 三相三元件電

18、度表（用于三相四線制）的接線方法如圖2.10所示。 圖2.10 三相三元件電度表的接線方法 (a) 直接接入； (b) 經(jīng)電流互感器接入;(c) 經(jīng)電流互感器、 電壓互感器接入； (d) 三只單相電能表接入三相四線制接法 (d)L11 2 3798L2L3iL1iL2iL3(c)4 5 610NINL11 2 3798L2L3iL1iL2iL3(b)4 5 61011NINL11 2 3798L2L3iL1iL2iL3(a)4 5 611NIN10L112L2L3iL1iL2iL3NIN3 412 3 412 3 411 圖2.11 無功電度表的接線方法 （a） 直接接入; （b) 經(jīng)電流互感

19、器接入; （c） 經(jīng)電流互感器、 電壓互感器接入 TAL3TAL2L11 2 3798L2L3iL1iL2iL3(a)4 5 6NINL11 23798L2L3iL1iL2iL3(b)4 56NINTAL1 圖2.11 無功電度表的接線方法 （a） 直接接入; （b) 經(jīng)電流互感器接入; （c） 經(jīng)電流互感器、 電壓互感器接入 TAL3L11 23798L2L3iL1iL2iL3(c)4 56NINTAL15） 交流電度表常見故障及處理方法交流電度表的常見故障及處理方法如表2-3所示。表2-3 交流電度表常見故障及處理方法 6） 新型電度表簡介 (1) 長壽式機(jī)械電度表。 長壽式機(jī)械電度表是在

20、充分吸收國內(nèi)外電度表設(shè)計(jì)、 選材和制造經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上開發(fā)的新型電度表， 具有寬負(fù)載、 長壽命、 低功耗、 高精度等優(yōu)點(diǎn)。 (2) 靜止式電度表。 靜止式電度表是借助于電子電能計(jì)量先進(jìn)的機(jī)理， 繼承傳統(tǒng)感應(yīng)式電度表的優(yōu)點(diǎn)， 采用全屏蔽、 全密封的結(jié)構(gòu)， 具有良好的抗電磁干擾性能， 集節(jié)電、 可靠、 輕巧、 高精度、 高過載、 防竊電等為一體的新型電度表。 (3) 電卡預(yù)付費(fèi)電度表（機(jī)電一體化預(yù)付費(fèi)電度表）。 (4) 防竊型電度表。 防竊型電度表是一種集防竊電與計(jì)量功能于一體的新型電度表， 可有效地防止違章竊電行為， 堵住竊電漏洞， 給用電管理帶來了極大的方便。 5. 萬用表 萬用表又叫多用表、 復(fù)

21、用電表， 它是一種可測量多種電量的多量程便攜式儀表。 由于它具有測量種類多， 測量范圍寬， 使用和攜帶方便， 價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)， 因而常用來檢驗(yàn)電源或儀器的好壞， 檢查線路的故障， 判別元器件的好壞及數(shù)值等， 應(yīng)用十分廣泛。 下面分別講述指針式、 數(shù)字式萬用表的結(jié)構(gòu)和使用方法。 1） 指針式萬用表 下面以電工測量中常用的500型萬用表為例， 說明其工作原理及使用方法。 500型萬用表的表頭靈敏度為40 A， 表頭內(nèi)阻為3000 ， 其主要性能見表2-4， 外形如圖2.12所示， 電路原理圖如圖2.13所示。 表2-4 500-B型萬用表的性能 圖2.12 500型萬用表外形 01022208561

22、015100024203050401001 k10dB500型A-V-4000 / V20000 / VACDC600 1 mW0 dB=dB2500 V*10502.5A1050250500500250VV10 kmAV1 k10010110050010150 A43 21圖2.13 500型萬用表電路原理圖 12 k40 A , 2.5 kA 101 kS1150 250 500V3.9 k2.25 k1.4 k10 F2CP1121050250500V5 M2.53 M1 M800 k150 k35.6 kVV0.1 FS12S1310 MdB2500 V11.4 k1.9 k4.3 k

23、1.6 k*1.5 11.6 k6 110100500mA-67.5 675 50 A V1 k100101S2110 k85.2 k973 1.5 V9 V91 9.4 33 kS222.25 k (1) 直流電流擋。 萬用表的直流電流擋實(shí)質(zhì)上是一個(gè)多量程的直流電流表。 由于其表頭的滿量程電流值很小， 因而采用內(nèi)附分流器的方法來擴(kuò)大電流量程。 量程越大， 配置的分流電阻越小。 多量程分流器有開路式和閉路式兩種， 500型萬用表電路采用閉路式分流器， 如圖2.14所示。 這種分流器的特點(diǎn)是: 整個(gè)閉合電路的電阻不變， 分流器電阻減少的同時(shí)， 表頭支路的電阻增大。 這種形式的分流器與開路式分流器

24、相比較更適合于萬用表， 因?yàn)槿f用表轉(zhuǎn)換開關(guān)經(jīng)常轉(zhuǎn)動，若開關(guān)觸點(diǎn)接觸不好， 開路式分流器就會斷開， 若此時(shí)通電就會造成表頭損壞。 而在閉路式分流器中， 接觸不好只不過使該擋電路不通， 不會造成表頭的損壞。 開路式分流器如圖2.15所示。圖 2.14 500型萬用表直流電流測量電路 675 10 mA 1 mA67.5 100 mA6 500 mA1.5 12 k2.25 k50 A(*)2.5 kRc1 k1.4 k40 A圖2.15 開路式分流器 RcIcRsh1SIm1Rsh2Im2Rsh3Im3 (2) 直流電壓擋。 萬用表的直流電壓擋實(shí)質(zhì)上是一個(gè)多量程的直流電壓表。 它采用多個(gè)附加電阻與

25、表頭串聯(lián)的方法來擴(kuò)大電壓量程。 量程越大， 配置的串聯(lián)電阻也越大。 串聯(lián)附加電阻的方式有單獨(dú)式和共用式兩種， 500型萬用表電路采用共用式， 如圖2.16所示。 與圖2.17所示的單獨(dú)式附加電阻串聯(lián)方式相比， 共用式具有電阻總值小的優(yōu)點(diǎn)， 若用電阻絲繞制還可以節(jié)省材料； 其缺點(diǎn)是低量程電阻如燒斷， 則高量程也不能使用。 圖2.16 500型萬用表的直流電壓測量電路 40 A1 k1.4 k12 k2.5 k2.25 k675 67.5 1.5 6 1 mA500 V5 M250 V50 V 10 V 2.5 V1 M800 k150 k11.4 k(V )35.6 k(*)10 M2500 V

26、圖2.17 單獨(dú)式附加電阻串聯(lián)方式 IcRsd1Um1Rsd2Um2Rsd3Um3S (3) 交流電壓擋。 用萬用表測量交流電壓時(shí)， 先要將交流電壓經(jīng)整流器變換成直流后再送給磁電式表頭， 即萬用表的交流測量部分實(shí)際上是整流式儀表， 其標(biāo)尺刻度是按正弦交流電壓的有效值標(biāo)出的。 由于整流器在小信號時(shí)具有非線性， 因而交流電壓低擋位的標(biāo)尺刻度起始的一小段不均勻。 500型萬用表的交流電壓測量電路如圖2.18所示。 圖 2.18 500型萬用表的交流電壓測量電路 40 A 2.5 k1 k1.4 k3.8 k2.25 k2CP1121.5 6 67.5 675 12 k2.25 k1 M800 k15

27、0 k11.4 k(*)2500 V10 MdB0.1 F35.6 k圖2.19 500型萬用表的直流電阻測量電路 40 A 2.5 k1.4 k2.25 k1.5 6 67.5 675 (*)1 k1.2 k1.9 k4.3 k1.6 k11.6 k1.5 V9 V110 100 1 k10 k85.2 k973 91 9.4 33 k (4) 直流電阻擋。 萬用表的直流電阻擋實(shí)際上是一個(gè)多量程的歐姆表， 其測量電路如圖2.19所示， 可簡化為圖2.20。 圖2.20 直流電阻測量電路的簡化電路 50 A 3 kRx1.6 k1.9 k4.3 k11.6 k33 k1.5 V150 A 10

28、 kRx1.5 V(a)50 A 3 kRx1.6 k1.9 k4.3 k11.6 k10.5 V100 A 100 kRx(b)85.2 k10.5 V 假定圖2.20中1.9 k調(diào)零電阻的動觸點(diǎn)位于右邊0.9 k左邊1 k處， 當(dāng)外電路短接時(shí)（Rx=0）， 指針應(yīng)在滿偏位置； 當(dāng)外電路斷開（ Rx =）時(shí)， 指針應(yīng)在機(jī)械調(diào)零點(diǎn)位置； 外電路電阻不同， 通過表頭的電流值也不同， 即xcIcRREI（2-1） 改變電阻擋的量程， 可采用以下兩種方法。 保持電源電動勢不變， 改變分流電阻值。 改變分流電阻的同時(shí)， 提高電源電動勢， 如500型萬用表置10 k擋， 電源電壓即提高到10 V左右，

29、同時(shí)增大串聯(lián)電阻， 使表頭內(nèi)阻增加為100 k， 并切斷分流電阻， 表頭靈敏度增至100 A， 這樣就可以得到歐姆中心值為100 k的擋位。 由于高阻倍率擋的電壓達(dá)到10 V， 因而常采用體積較小的積層電池。 (5) 指針式萬用表的使用方法。 使用前的準(zhǔn)備。 電流的測量。 電壓的測量。 電阻的測量。 使用萬用表有以下注意事項(xiàng)： 量程轉(zhuǎn)換開關(guān)必須正確選擇被測量電量的擋位， 不能放錯(cuò); 禁止帶電轉(zhuǎn)換量程開關(guān); 切忌用電流擋或電阻擋測量電壓。 在測量電流或電壓時(shí)， 如果對于被測量電流、 電壓的大小心中無數(shù)， 則應(yīng)先選最大量程， 然后再換到合適的量程上測量。 測量直流電壓或直流電流時(shí)， 必須注意極性。

30、 測量電流時(shí)， 應(yīng)特別注意必須把電路斷開， 將表串接于電路之中。 測量電阻時(shí)不可帶電測量， 必須將被測電阻與電路斷開; 使用歐姆擋時(shí)換擋后要重新調(diào)零。 每次使用完后， 應(yīng)將轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到空擋或交流電壓最高擋， 以免造成儀表損壞; 長期不使用時(shí)， 應(yīng)將萬用表中的電池取出。 圖2.21 DT890D型數(shù)字式萬用表的外形！AmUNFUSED20AMAXmACOMV / 200mAMAX1000V DC700V ACMAX2020200mA20m2AVmhFECE ECBBE EPNP NPNDT890DPOWERF2002k20k200k2M20M200MKMmPnFmVVAChFE200m20m2m

31、202007001000200202200m220200n20n2000pCx 2） 數(shù)字式萬用表 下面以DT890D型數(shù)字式萬用表為例進(jìn)行介紹。 DT890D型數(shù)字式萬用表屬中低檔普及型萬用表， 其面板如圖2.21所示， 由液晶顯示屏、 量程轉(zhuǎn)換開關(guān)、 表筆插孔等組成。 液晶顯示屏直接以數(shù)字形式顯示測量結(jié)果， 并且還能自動顯示被測數(shù)值的單位和符號（如、 k、 M、 mV、 A、 F等）， 最大顯示數(shù)字為1999。 (1) 數(shù)字式萬用表使用的注意事項(xiàng)。 使用數(shù)字式萬用表前， 應(yīng)先估計(jì)一下被測量值的范圍， 盡可能選用接近滿刻度的量程， 這樣可提高測量精度。 數(shù)字式萬用表在剛測量時(shí)， 顯示屏的數(shù)值

32、會有跳數(shù)現(xiàn)象， 這是正常的（類似指針式表的表針擺動）， 應(yīng)當(dāng)待顯示數(shù)值穩(wěn)定后（不超過12 s）， 才能讀數(shù)。 數(shù)字萬用表的功能多， 量程擋位也多。 用數(shù)字萬用表測試一些連續(xù)變化的電量和過程， 不如用指針式萬用表方便直觀。 測10 以下的精密小電阻時(shí)（200 擋）， 先將兩表筆短接， 測出表筆線電阻（約0.2 ）， 然后在測量中減去這一數(shù)值。 盡管數(shù)字式萬用表內(nèi)部有比較完善的各種保護(hù)電路， 使用時(shí)仍應(yīng)力求避免誤操作， 如用電阻擋去測220 V交流電壓等， 以免帶來不必要的損失。 為了節(jié)省用電， 數(shù)字萬用表設(shè)置了15 min自動斷電電路， 自動斷電后若要重新開啟電源， 可連續(xù)按動電源開關(guān)兩次。 (

33、2) 參數(shù)測量。 電阻的測量。 二極管的測量。 hFE的測量。 交直流電壓和電流的測量。 電容量的測量。 6. 兆歐表 兆歐表（又叫搖表）是一種簡便、 常用的測量高電阻的儀表， 主要用來檢測供電線路、 電機(jī)繞組、 電纜、 電器設(shè)備等的絕緣電阻， 以便檢驗(yàn)其絕緣程度的好壞。 常見的兆歐表主要由作為電源的高壓手搖發(fā)電機(jī)和磁電式流比計(jì)兩部分組成， 兆歐表的外形與工作原理如圖2.22所示。 圖2.22 兆歐表的外形與工作原理 (a) 外形； (b) 工作原理0N M2M121I2I1RxRySIMU(b)(a) 在使用兆歐表前應(yīng)進(jìn)行以下準(zhǔn)備工作： （1） 檢查兆歐表是否正常。 （2） 檢查被測電氣設(shè)備

34、和線路， 看其是否已全部切斷電源。 （3） 測量前應(yīng)對設(shè)備和線路先行放電， 以免設(shè)備或線路的電容放電危及人身安全和損壞兆歐表， 同時(shí)還可以減少測量誤差。 兆歐表的正確使用要點(diǎn)如下： （1） 兆歐表必須水平放置于平穩(wěn)、 牢固的地方， 以免在搖動時(shí)因抖動和傾斜產(chǎn)生測量誤差。 （2） 接線必須正確無誤， 接線柱“E”（接地）、 “L”（線路）和“G”（保護(hù)環(huán)或稱屏蔽端子）與被測物的連接線必須用單根線， 要求絕緣良好， 不得絞合， 表面不得與被測物體接觸。 （3） 搖動手柄的轉(zhuǎn)速要均勻， 一般規(guī)定為120 r/min， 允許有20%的變化， 但不應(yīng)超過25%。 通常要搖動1 min待指針穩(wěn)定后再讀數(shù)。

35、 （4） 測量完畢， 應(yīng)對設(shè)備充分放電， 否則容易引起觸電事故。 （5） 嚴(yán)禁在雷電時(shí)或附近有高壓導(dǎo)體的設(shè)備上測量絕緣電阻， 只有在設(shè)備不帶電又不可能受其他電源感應(yīng)而帶電的情況下才可進(jìn)行測量。 （6） 兆歐表未停止轉(zhuǎn)動之前， 切勿用手去觸及設(shè)備的測量部分或兆歐表接線柱。 （7） 兆歐表應(yīng)定期校驗(yàn)， 其方法是直接測量有確定值的標(biāo)準(zhǔn)電阻， 檢查其測量誤差是否在允許范圍之內(nèi)。 7. 電橋 電橋在電磁測量中應(yīng)用廣泛， 其特點(diǎn)是靈敏度和準(zhǔn)確度都比較高。 在需要精確測量中值電阻和低值電阻時(shí)往往采用電橋。 1） 電橋的種類及用途 電橋可分為交流電橋和直流電橋。 2） 直流單臂電橋 (1) 直流單臂電橋的工作

36、原理。 圖2.23 直流單臂電橋的電路原理 cPR2I2IgbadRIERxI1(R1)R4R3I3I4 直流單臂電橋的電路原理如圖2.23所示。 它由四個(gè)電阻連接成一個(gè)封閉的環(huán)形電路， 每個(gè)電阻支路均稱為橋臂。 電橋的兩個(gè)頂點(diǎn)a、 b為輸入端， 接供橋直流電源； 另兩個(gè)頂點(diǎn)c、 d為輸出端， 接電流檢流計(jì)（指零儀）。 圖 2.24 QJ23型直流單臂電橋電路 0.999 1038.902 10281.009 101409.09 1101021030.999 SB2409.09 81.009 8.902 PSB1Rx91 910 9100 91000 R410 4.5 V (2) 直流單臂電橋

37、的使用方法。 直流單臂電橋的型號很多， 但使用方法基本相同。 下面以常用的QJ23型直流單臂電橋?yàn)槔?講述直流單臂電橋的使用方法。 QJ23型直流單臂電橋的電路如圖2.24所示， 其比例橋臂由八個(gè)電阻組成， 一般有七個(gè)擋位， 分別為0.001、 0.01、 0.1、 1、 10、 100、 1000七種比率， 由倍率開關(guān)切換。 使用QJ23型直流單臂電橋測量電阻的步驟如下： 使用前先將檢流計(jì)鎖扣打開， 并調(diào)節(jié)其調(diào)零裝置使指針指示在零位。 用萬用表粗測一下被測電阻， 先估計(jì)一下它的大約數(shù)值。 選擇適當(dāng)?shù)谋堵省?用短粗導(dǎo)線將被測電阻Rx接在測量接線柱上， 連接處要擰緊。 讀數(shù)， 計(jì)算電阻值， 被

38、測電阻值=比較橋臂讀數(shù)盤電阻之和倍率。 測量完畢， 先松開檢流計(jì)按鈕， 再松開電源按鈕。 (3) 使用直流單臂電橋時(shí)的注意事項(xiàng)如下： 為了測量準(zhǔn)確， 在測量時(shí)選擇的倍率應(yīng)使比較橋臂電阻的四個(gè)讀數(shù)盤都有讀數(shù)。 測量時(shí)， 電橋必須放置平穩(wěn)； 被測電阻應(yīng)單獨(dú)測量， 不能帶電測試。 由于接頭處接觸電阻和連接導(dǎo)線電阻的影響， 直流單臂電橋不宜測量電阻值小于 1 的電阻。 測量時(shí)， 連接導(dǎo)線應(yīng)盡量用截面較大、 較短的導(dǎo)線， 以減小誤差； 接線必須擰緊，如有松脫， 電橋會極端不平衡， 使檢流計(jì)損壞。 電池電壓不足會影響電橋的靈敏度， 當(dāng)發(fā)現(xiàn)電池不足時(shí)應(yīng)調(diào)換。 測量完畢， 應(yīng)先打開檢流計(jì)按鈕， 再打開電源按鈕

39、， 特別當(dāng)被測電阻具有電感時(shí)， 一定要遵守上述規(guī)則， 否則會損壞檢流計(jì)。 測量結(jié)束不再使用時(shí)， 應(yīng)將檢流計(jì)鎖扣鎖上， 以免檢流計(jì)受震損壞。 3） 直流雙臂電橋 直流雙臂電橋又稱為凱爾文電橋， 它主要用于測量1 以下的小電阻， 如測量電流表的分流器電阻、 電動機(jī)或變壓器繞組的電阻以及其他不能用單臂直流電橋測量的小電阻。 它可以消除接線電阻和接觸電阻的影響。 (1) 直流雙臂電橋的工作原理。 (2) 直流雙臂電橋的使用方法。 圖2.25 直流雙臂電橋電路原理 IgabR1I1I31RR2I1I32RIsPs1Cs1Ps2Cs2RsIsP1C1P2C2RxR0Is I3RIE圖2.26 QJ103型

40、直流雙臂電橋電路R1100 100.1 0.01R21SB1PP2P1C2R00.01C10.11RsSB2RE1R2R QJ103型直流雙臂電橋的比較電阻采用滑線電阻結(jié)構(gòu)， 其阻值可在0.010.11 之間調(diào)節(jié)， 測量時(shí)可根據(jù)轉(zhuǎn)盤位置直接從面板刻度上讀數(shù)。 使用 QJ103型雙臂電橋測量電阻的步驟如下： 先將被測電阻的電流接頭和電位接頭分別與接線柱C1、 C2和P1、 P2連接， 其連接導(dǎo)線應(yīng)盡量短而粗， 以減小接觸電阻。 根據(jù)被測電阻范圍， 選擇適當(dāng)?shù)谋堵蕮酰?然后接通電源和檢流計(jì)。 調(diào)節(jié)讀數(shù)盤， 使檢流計(jì)指示為零， 則電橋處于平衡狀態(tài)， 此時(shí)即可讀取被測電阻值。 (3) 使用直流雙臂電橋時(shí)的注意事項(xiàng)如下： 被測電阻的每一端必須有兩個(gè)接頭線， 電位接頭應(yīng)比電流接頭更靠近電阻本身， 且兩對接頭線不能絞在一起。 測量時(shí)， 接線頭要除盡污物并接緊， 盡量減少接觸電阻， 以提高測量準(zhǔn)確度。 直流雙臂電橋的工作電流很大， 如使用電池測量時(shí)操作速度要快， 以免耗電過多。 測量結(jié)束后， 應(yīng)立即切斷電源。 課題課題2-1 常用電工儀表的使用常用電工儀表的使用 1. 萬用表的使用 目的：能正確使用萬用表