電工常用儀表的使用

1、電工常用儀表的使用 第一節(jié)電工儀表概述電工儀表是用于測量電壓、電流、電能、電功率等電量和電阻、電感、電容等電路參數(shù)的儀表，在電氣設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)、合理運(yùn)行的監(jiān)測與故障檢修中起著十分重要的作用。電工儀表的結(jié)構(gòu)性能及使用方法會影響電工測量的精確度，電工必須能合理選用電工儀表，而且要了解常用電工儀表的基本工作原理及使用方法。一、電工儀表的分類及符號常用電工儀表有：直讀指示儀表，它把電量直接轉(zhuǎn)換成指針偏轉(zhuǎn)角，如指針式萬用表；比較儀表，它與標(biāo)準(zhǔn)器比較，并讀取二者比值，如直流電橋；圖示儀表，它顯示二個相關(guān)量的變化關(guān)系，如示波器；數(shù)字儀表，它把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量直接顯示，如數(shù)字萬用表。常用電工儀表按

2、其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理分類：有磁電式、電磁式、電動式、感應(yīng)式、整流式、靜電式和數(shù)字式等。為了表示常用電工儀表的技術(shù)性能，在電工儀表的表盤上有許多符號，如被測量單位的符號、工作原理符號、電流種類符號、準(zhǔn)確度等級符號、工作位置符號和絕緣強(qiáng)度符號等，各符號表示的內(nèi)容見表3-1。                  如圖3-1為1T1A型交流電流表，其表盤左下角符號：1為電流種類符號，為交流；2是儀表工作原理符號，圖示符號為電磁式；3為防

3、外磁場等級符號，為級；4是絕緣強(qiáng)度等級符號，儀表絕緣可經(jīng)受2KV1min耐壓試驗(yàn)；5表示B組儀表；6為工作位置符號，表示盤面應(yīng)位于垂直方向；7是儀表準(zhǔn)確度等級1.5 。表3-1  幾種常用電工儀表的符號  類別   符號      名    稱         類別      符號     名 &#

4、160;  稱                 測量單  A        安培             工作原           

5、60;磁電式儀表                              位符號    mA      毫安          

6、  理符號              電磁式儀表                                  &#

7、160;                   V        伏特                         &

8、#160;         電動式儀表                         mV      毫伏          &

9、#160;                     整流式儀表                             

10、    W       瓦特            電流種              直流               

11、             Cos     功率因數(shù)         類符號                交流         &

12、#160;            準(zhǔn)確度  1.5                                     

13、60;    直流和交流                            符號            準(zhǔn)確度1.5級  1.5   &

14、#160;                                                 &

15、#160;                                          工作位       

16、60;  標(biāo)度尺位置為垂直                                           置的符號     

17、                                            絕緣強(qiáng)       &

18、#160; 絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)電壓                    標(biāo)度尺位置為水平                           &

19、#160;      度的符號       為500V                                    &#

20、160;                                     2      絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)電壓       &#

21、160;            標(biāo)度尺位置與水平                                     

22、0;              為2KV                           60° 傾斜60°      

23、60;                                                  &#

24、160;                                      外界條     級防外磁場及電場   端鈕和      

25、    負(fù)端鈕                                         件分組符     

26、60;                     調(diào)零器符                             

27、60;          號           級防外磁場及電場  號               正端鈕             

28、60;                                                  &#

29、160;                                                  &

30、#160;           組儀表                             公共端鈕            &

31、#160;                                                 &

32、#160;                                                  組儀表 &

33、#160;                             調(diào)零器                    

34、60;                                                  &#

35、160;                          二、儀表準(zhǔn)確度等級                      

36、0;               1  儀表的誤差            儀表的誤差是指儀表的指示值與被測量的真實(shí)值之間的差異，它有三種表示形式。                

37、（1）絕對誤差，是儀表指示值與被測量的真實(shí)值之差，即    XXX0式中：X為被測物理量的指示值；X0為真實(shí)值；X為絕對誤差。（2）相對誤差，是絕對誤差X對被測量的真實(shí)值X0的百分比，用表示，                      （3）引用誤差，是絕對誤差X對儀表量程Am的百分比。       

38、;   儀表的誤差分為基本誤差和附加誤差兩部分?；菊`差是由于儀表本身特性及制造、裝配缺陷所引起的，基本誤差的大小是用儀表的引用誤差表示的。附加誤差是由儀表使用時的外界因素影響所引起的，如外界溫度，外來電磁場，儀表工作位置等。             2儀表準(zhǔn)確度等級儀表準(zhǔn)確度等級共七個，見表32。表32  準(zhǔn)確度等級準(zhǔn)確度等級0.10.20.51.01.52.55.0基本誤差%     

39、0;      ±0.1±0.2±0.5±1.0±1.5±2.5±5.0通常0.1和0.2級儀表為標(biāo)準(zhǔn)表,0.5級至1.5級儀表用于實(shí)驗(yàn)室,1.5級至5.0級則用于電氣工程測量。儀表的最大絕對誤差X m與儀表量程Am之比稱為儀表的準(zhǔn)確度±K%，即±K%  表示準(zhǔn)確度等級的數(shù)字愈小，儀表準(zhǔn)確度越高。選擇儀表的準(zhǔn)確度必須從測量的實(shí)際出發(fā)，不要盲目提高準(zhǔn)確度，在選用儀表時還要選擇合適的量程，準(zhǔn)確度高的儀表在使用不合理時產(chǎn)生的相對誤差可能會大于準(zhǔn)確度低的

40、儀表。如測量25V電壓，選用準(zhǔn)確度0.5級、量程150V的電壓表，測量結(jié)果中可能出現(xiàn)的最大絕對誤差，由公式Um1±0.5%×150±0.75V測量25V時的最大相對誤差為m1Um1U×100%±0.7525×100%±3% 如果選用準(zhǔn)確度1.5級、量程30V的電壓表,則測量結(jié)果中可能出現(xiàn)的最大絕對誤差為：                  

41、;          Um2±1.5%×30±0.45V       測量25V時的最大相對誤差為m2Um2U×100%         ±0.4525×100%±1.8%          

42、0;       所以測量結(jié)果的精確度,不僅與儀表的準(zhǔn)確度等級有關(guān),而且與它的量程也有關(guān)。因此，通常選擇量程時應(yīng)盡可能使讀數(shù)占滿刻度三分之二以上。                      第二節(jié)萬用表萬用表是一種多功能、多量程的便攜式電工儀表，一般的萬用表可以測量直流電流、直流電壓、交流電壓和電阻等。有些萬用表還可測量電容、功率、晶體管

43、共射極直流放大系數(shù)hFE等。所以萬用表是電工必備的儀表之一。  萬用表可分為指針式萬用表和數(shù)字式萬用表。本節(jié)著重介紹指針式萬用表的結(jié)構(gòu)、工作原理及使用方法，數(shù)字式萬用表在電子技能訓(xùn)練一書中介紹。              一、指針式萬用表的結(jié)構(gòu)和工作原理1指針式萬用表的結(jié)構(gòu) 指針式萬用表的型式很多,但基本結(jié)構(gòu)是類似的。指針式萬用表的結(jié)構(gòu)主要由表頭、轉(zhuǎn)換開關(guān)、測量線路、面板等組成。表頭采用高靈敏度的磁電式機(jī)構(gòu)，是測量的顯示裝置；轉(zhuǎn)換開關(guān)用來選擇被測電量的種類和量程；測

44、量線路將不同性質(zhì)和大小的被測電量轉(zhuǎn)換為表頭所能接受的直流電流。圖3-2為MF30型萬用表外形圖，該萬用表可以測量直流電流、直流電壓、交流電壓和電阻等多種電量。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到直流電流檔，可分別與5個接觸點(diǎn)接通，用于測量500、50、5mA和500、50A量程的直流電流。同樣，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到歐姆檔，可分別測量×1、×10、×100、×1K、×10K量程的電阻；當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到直流電壓檔，可分別測量1、5、25、100、500V量程的直流電壓；當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到交流電壓檔，可分別測量500、100、10V量程的交流電壓。2指針式萬用表的工作原理指針式萬用表

45、最簡單的測量原理如圖3-3所示。測電阻時把轉(zhuǎn)換開關(guān)SA撥到“”檔，使用內(nèi)部電池做電源，由外接的被測電阻、E、RP、R1和表頭部分組成閉合電路，形成的電流使表頭的指針偏轉(zhuǎn)。設(shè)被測電阻為RX，表內(nèi)的總電阻為R，形成的電流為I，則從上式可知：I與RX不成線性關(guān)系，所以表盤上電阻標(biāo)度尺的刻度是不均勻的。電阻檔的標(biāo)度尺刻度是反向分度，即RX0，指針指向滿刻度處；RX，指針指在表頭機(jī)械零點(diǎn)上。電阻標(biāo)度尺的刻度從右向左表示被測電阻逐漸增加，這與其他儀表指示正好相反，這在讀數(shù)時應(yīng)注意。測量直流電流時把轉(zhuǎn)換開關(guān)SA撥到“mA”檔，此時從“”端到“”端所形成的測量線路實(shí)際上是一個直流電流表的測量電路。測量直流電壓

46、時將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA撥到“V”檔，采用串聯(lián)電阻分壓的方法來擴(kuò)大電壓表量程。測量交流電壓時，轉(zhuǎn)換開關(guān)SA撥到“”檔，用二極管VD整流，使交流電壓變?yōu)橹绷麟妷海龠M(jìn)行測量。MF30型萬用表的實(shí)際測量線路較復(fù)雜，下面以測量直流電流和直流電壓為例作簡單介紹。如圖3-4為MF30型萬用表測量直流電流的原理圖，圖中轉(zhuǎn)換開關(guān)SA撥在50mA檔，被測電流從“”端口流入，經(jīng)過熔斷器FU和轉(zhuǎn)換開關(guān)SA的觸點(diǎn)后分成兩路，一路經(jīng)R3、R4、R59 、RP、及表頭回到“”端口；另一路經(jīng)分流電阻R2、R1回到“”端口。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA選擇不同的直流電流檔時，與表頭串聯(lián)的電阻值和并聯(lián)的分流電阻值也隨之改變，從而可以測量不同量程的

47、直流電流。如圖3-5為MF30型萬用表測量直流電壓1V、5V、25V檔的原理圖，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA置于直流電壓1V檔時，與表頭線路串聯(lián)的電阻為R11，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA置于直流電壓5V檔時，與表頭線路串聯(lián)的電阻為（R11R12），串聯(lián)電阻的增大使測量直流電壓的量程擴(kuò)大。選擇不同的直流電壓檔可改變電壓表的量程。二、指針式萬用表的使用 1準(zhǔn)備工作由于萬用表種類型式很多，在使用前要做好測量的準(zhǔn)備工作：(1) 熟悉轉(zhuǎn)換開關(guān)、旋鈕、插孔等的作用，檢查表盤符號，“”表示水平放置，“”表示垂直使用。    (2)了解刻度盤上每條刻度線所對應(yīng)的被測電量。   

48、; (3) 檢查紅色和黑色兩根表筆所接的位置是否正確，紅表筆插入“”插孔，黑表筆插入“”插孔，有些萬用表另有交直流2500V高壓測量端，在測高壓時黑表筆不動，將紅表筆插入高壓插口。(4) 機(jī)械調(diào)零。旋動萬用表面板上的機(jī)械零位調(diào)整螺絲，使指針對準(zhǔn)刻度盤左端的“0”位置。2測量直流電壓（1）把轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到直流電壓檔，并選擇合適的量程。當(dāng)被測電壓數(shù)值范圍不清楚時，可先選用較高的測量范圍擋，再逐步選用低檔，測量的讀數(shù)最好選在滿刻度的2/3處附近。（2）把萬用表并接到被測電路上，紅表筆接到被測電壓的正極，黑表筆接到被測電壓的負(fù)極，不能接反。（3）根據(jù)指針穩(wěn)定時的位置及所選量程，正確讀數(shù)。 &#

49、160;  3測量交流電壓    （1）把轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到交流電壓檔，選擇合適的量程。    （2）將萬用表兩根表筆并接在被測電路的兩端，不分正負(fù)極。    （3）根據(jù)指針穩(wěn)定時的位置及所選量程，正確讀數(shù)。其讀數(shù)為交流電壓的有效值。4測量直流電流    （1）把轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到直流電流檔，選擇合適的量程。    （2）將被測電路斷開，萬用表串接于被測電路中。注意正、負(fù)極性：電流從紅表筆流入，從黑表筆流出，不可接反。  

50、60; （3）根據(jù)指針穩(wěn)定時的位置及所選量程，正確讀數(shù)。5用萬用表測量電壓或電流時的注意事項：    （1）測量時，不能用手觸摸表筆的金屬部分，以保證安全和測量的準(zhǔn)確性。    （2）測直流量時要注意被測電量的極性，避免指針反打而損壞表頭。    （3）測量較高電壓或大電流時，不能帶電轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換開關(guān)，避免轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸點(diǎn)產(chǎn)生電弧而被損壞。    （4）測量完畢后，將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于交流電壓最高檔或空檔。6測量電阻       

51、; （1）把轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到歐姆檔，合理選擇量程。    （2）兩表筆短接，進(jìn)行電調(diào)零，即轉(zhuǎn)動零歐姆調(diào)節(jié)旋鈕，使指針打到電阻刻度右邊的“0”處。    （3）將被測電阻脫離電源，用兩表筆接觸電阻兩端，從表頭指針顯示的讀數(shù)乘所選量程的倍率數(shù)即為所測電阻的阻值。如選用R×100檔測量,指針指示40,則被測電阻值為：40×10040004K。7用萬用表測量電阻時的注意事項：    （1）不允許帶電測量電阻，否則會燒壞萬用表。    （2）萬用表內(nèi)干電池的正極與面板上

52、“”號插孔相連，干電池的負(fù)極與面板上的“”號插孔相連。在測量電解電容和晶體管等器件的電阻時要注意極性。    （3）每換一次倍率檔，要重新進(jìn)行電調(diào)零。    （4）不允許用萬用表電阻檔直接測量高靈敏度表頭內(nèi)阻，以免燒壞表頭。    （5）不準(zhǔn)用兩只手捏住表筆的金屬部分測電阻，否則會將人體電阻并接于被測電阻而引起測量誤差。    （6）測量完畢，將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于交流電壓最高檔或空檔。 第三節(jié)兆歐表兆歐表又稱搖表，是專門用于測量絕緣電阻的儀表，它的計量單位是兆歐（M）。一

53、、兆歐表的結(jié)構(gòu)和工作原理    1兆歐表的結(jié)構(gòu)常用的手搖式兆歐表，主要由磁電式流比計和手搖直流發(fā)電機(jī)組成，輸出電壓有500V、1000V、2500V、5000V幾種。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在也出現(xiàn)用干電池及晶體管直流變換器把電池低壓直流轉(zhuǎn)換為高壓直流，來代替手搖發(fā)電機(jī)的兆歐表。磁電式流比計是測量機(jī)構(gòu)。如圖3-6所示：可動線圈1與2互成一定角度，放置在一個有缺口的圓柱形鐵心5的外面，并與指針固定在同一轉(zhuǎn)軸上；極掌4為不對稱形狀，以使空氣隙不均勻。2兆歐表的工作原理        

54、0;     兆歐表的工作原理如圖3-7所示。被測電阻RX接于兆歐表測量端子“線端”L與“地端”E之間。搖動手柄，直流發(fā)電機(jī)輸出直流電流。線圈1、電阻R1和被測電阻RX串聯(lián)，線圈2和電阻R2串聯(lián)，然后兩條電路并聯(lián)后接于發(fā)電機(jī)電壓U上。設(shè)線圈1電阻為r1，線圈2電阻為r2，則兩個線圈上電流分別是：I1I2兩式相除得                    

55、60;                                式中r1、r2、R1和R2為定值，RX為變量，所以改變RX會引起比值I1I2的變化。            &

56、#160;        由于線圈1與線圈2繞向相反，流入電流I1和I2后在永久磁場作用下，在兩個線圈上分別產(chǎn)生兩個方向相反的轉(zhuǎn)距T1和T2，由于氣隙磁場不均勻，因此T1和T2既與對應(yīng)的電流成正比又與其線圈所處的角度有關(guān)。當(dāng)T1T2時指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，直到T1T2時，指針停止。指針偏轉(zhuǎn)的角度只決定于I1和I2的比值，此時指針?biāo)傅氖强潭缺P上顯示的被測設(shè)備的絕緣電阻值。當(dāng)端與端短接時，I1為最大，指針順時針方向偏轉(zhuǎn)到最大位置，即“”位置；當(dāng)E、L端未接被測電阻時，X趨于無限大，I10，指針逆時針方向轉(zhuǎn)到“”的位置。該儀表結(jié)構(gòu)中沒有

57、產(chǎn)生反作用力距的游絲，在使用之前，指針可以停留在刻度盤的任意位置。二、兆歐表的使用                    1  正確選用兆歐表兆歐表的額定電壓應(yīng)根據(jù)被測電氣設(shè)備的額定電壓來選擇。測量500V以下的設(shè)備，選用500V或1000V的兆歐表；額定電壓在500V以上的設(shè)備，應(yīng)選用1000V或2500V的兆歐表；對于絕緣子、母線等要選用2500V或3000V兆歐表。2  使用前檢查

58、兆歐表是否完好將兆歐表水平且平穩(wěn)放置，檢查指針偏轉(zhuǎn)情況：將E、L兩端開路，以約120r/min的轉(zhuǎn)速搖動手柄，觀測指針是否指到“”處；然后將E、L兩端短接，緩慢搖動手柄，觀測指針是否指到“0”處，經(jīng)檢查完好才能使用。3  兆歐表的使用（1）兆歐表放置平穩(wěn)牢固，被測物表面擦干凈，以保證測量正確。（2）正確接線  兆歐表有三個接線柱：線路（L）、接地（E）、屏蔽（G）。跟據(jù)不同測量對象，作相應(yīng)接線，如圖3-8所示。測量線路對地絕緣電阻時，E端接地，L端接于被測線路上；測量電機(jī)或設(shè)備絕緣電阻時，E端接電機(jī)或設(shè)備外殼，L端接被測繞組的一端；測量電機(jī)或變壓器繞組間絕緣電阻時先拆除繞組間的連接線，將E、L端分別接于被測的兩相繞組上；測量電纜絕緣電阻時E端接電纜外表皮（鉛套）上，L端接線芯，G端接芯線最外層絕緣層上。（3）由慢到快搖動手柄，直到轉(zhuǎn)速達(dá)120r/min左右，保持手柄的轉(zhuǎn)速均勻、穩(wěn)定，一般轉(zhuǎn)動1 min ，待指針穩(wěn)定后讀數(shù)。（4）測量完畢，待兆歐表停止轉(zhuǎn)動和被測物接地放電后方能拆除連接導(dǎo)線。三、注意事項因兆歐表本身工作時產(chǎn)生高壓電，為避免人身及設(shè)備事故必須重視以下幾點(diǎn)：（1）不能在設(shè)備帶電的情況下測量其絕緣電阻。測量前被測設(shè)備必須切斷電源和負(fù)載，并進(jìn)行放電；已用兆歐表測量過的設(shè)備如要再