電工儀表與測(cè)量第四版第五章課件

第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第五章電阻的測(cè)量電阻測(cè)量方法的分類第一節(jié)一、按獲取測(cè)量結(jié)果的方式分類直接法采用直讀式儀表測(cè)量電阻萬用表測(cè)量電阻，兆歐表測(cè)量電阻比較法采用比較儀表測(cè)量電阻用直流電橋測(cè)量電阻間接法先測(cè)量與電阻有關(guān)的量，然后通過有關(guān)的公式計(jì)算出被測(cè)電阻伏安法測(cè)量電阻把被測(cè)電阻接上直流電源，然后用電壓表和電流表分別測(cè)得電阻兩端的電壓UX和通過電阻的電流IX，再根據(jù)歐姆定律計(jì)算出被測(cè)電阻的方法，稱為伏安法。伏安法測(cè)量直流電阻

電壓表前接電路：適用于被測(cè)電阻很大（遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻）的情況。

電壓表前接電路

電壓表后接電路：適用于被測(cè)電阻很?。ㄟh(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻）的情況。電壓表后接電路

直流單臂電橋第二節(jié)

一、直流單臂電橋的構(gòu)造和工作原理

被測(cè)臂比例臂比例臂比較臂電橋平衡時(shí)：RX

＝比例臂倍率×比較臂讀數(shù)提高電橋準(zhǔn)確度的條件標(biāo)準(zhǔn)電阻R2、R3、R4的準(zhǔn)確度要高；檢流計(jì)的靈敏度也要高，以確保電橋真正處于平衡狀態(tài)。

QJ23型直流單臂電橋電路圖

QJ23型直流單臂電橋外形圖

比較臂被測(cè)臂檢流計(jì)按鈕電源按鈕比例臂檢流計(jì)外接電源檢流計(jì)連接片

（a）測(cè)量電阻的步驟：1.電橋調(diào)試

2.估測(cè)被測(cè)電阻，選擇比例臂3.接入被測(cè)電阻4.接通電路，調(diào)節(jié)電橋比例臂使之平衡5.計(jì)算電阻值6.關(guān)閉電橋7.電橋保養(yǎng)

三、直流單臂電橋的使用與維護(hù)步驟2估測(cè)被測(cè)電阻，選擇比例臂選擇適當(dāng)?shù)谋壤郏贡壤鄣乃膿蹼娮瓒寄鼙怀浞掷?，以獲得四位有效數(shù)字的讀數(shù)。若估測(cè)電阻值為幾千歐時(shí)，比例臂應(yīng)選×1擋；估測(cè)電阻值為幾十歐時(shí)，比例臂選×0.01擋；估測(cè)電阻值為幾歐時(shí)，比例臂選×0.001擋。步驟3接入被測(cè)電阻接入被測(cè)電阻時(shí)，應(yīng)采用較粗較短的導(dǎo)線連接，并將接頭擰緊。步驟4接通電路，

調(diào)節(jié)電橋比例臂使之平衡測(cè)量時(shí)應(yīng)先按下電源按鈕，再按下檢流計(jì)按鈕，使電橋電路接通。若檢流計(jì)指針向“+”方向偏轉(zhuǎn)，應(yīng)增大比較臂電阻，反之，則應(yīng)減小比較臂電阻。如此反復(fù)調(diào)節(jié)，直至檢流計(jì)指針指零。步驟6關(guān)閉電橋先斷開檢流計(jì)按鈕，再斷開電源按鈕。然后拆除被測(cè)電阻，最后鎖上檢流計(jì)機(jī)械鎖扣。對(duì)于沒有機(jī)械鎖扣的檢流計(jì)，應(yīng)將按鈕“G”按下并鎖住。步驟7電橋保養(yǎng)每次測(cè)量結(jié)束，將盒蓋蓋好，存放于干燥、避光、無震動(dòng)的場(chǎng)合。發(fā)現(xiàn)電池電壓不足應(yīng)及時(shí)更換，否則將影響電橋的靈敏度。當(dāng)采用外接電源時(shí)，必須注意電源極性。不要使外接電源電壓超過電橋說明書上的規(guī)定值。搬動(dòng)電橋時(shí)應(yīng)小心，做到輕拿輕放，否則易使檢流計(jì)損壞。思考與練習(xí)單臂電橋法和雙臂電橋法的優(yōu)點(diǎn)是什么？缺點(diǎn)是什么？欲精確測(cè)量一段短導(dǎo)線的電阻，應(yīng)采用哪種方法測(cè)量？電橋平衡的條件是什么?電橋平衡時(shí)有哪些特點(diǎn)?簡(jiǎn)述用直流單臂電橋測(cè)量約為918Ω電阻的步驟。返回章目錄一、直流雙臂電橋的構(gòu)造和工作原理調(diào)節(jié)各橋臂電阻，使檢流計(jì)指零，即IP＝0，此時(shí)I1＝I2，I3＝I4。列方程組求得：`電橋平衡時(shí)，被測(cè)電阻RX

＝比例臂倍率×比較臂讀數(shù)校正項(xiàng)直流雙臂電橋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

為滿足校正項(xiàng)等于零的條件，雙臂電橋在結(jié)構(gòu)上采取了以下措施：1．將R1與R3、R2與R4采用機(jī)械聯(lián)動(dòng)的調(diào)節(jié)裝置，使R3／R1的變化和R4／R2的變化保持同步，從而保證校正項(xiàng)等于零。2．連接Rn與Rx的導(dǎo)線，盡可能采用導(dǎo)電性良好的粗銅母線，使r→0。

消除接觸電阻和接線電阻的影響測(cè)量電阻的步驟：1.電橋調(diào)試

2.接入被測(cè)電阻3.估測(cè)被測(cè)電阻，選擇比例臂

4.接通電路，調(diào)節(jié)電橋比例臂使之平衡5.計(jì)算電阻值6.關(guān)閉電橋7.電橋保養(yǎng)

三、直流雙臂電橋的使用與維護(hù)步驟1電橋調(diào)試打開檢流計(jì)機(jī)械鎖扣，調(diào)節(jié)調(diào)零器使指針指在零位。

注意：發(fā)現(xiàn)電橋電池電壓不足應(yīng)及時(shí)更換，否則將影響電橋的靈敏度。當(dāng)采用外接電源時(shí)，必須注意電源的極性。將電源的正、負(fù)極分別接到“＋”、“－”端鈕，且不要使外接電源電壓超過電橋說明書上的規(guī)定值。步驟2接入被測(cè)電阻

接入被測(cè)電阻時(shí)，應(yīng)采用較粗較短的導(dǎo)線連接。接線間不得絞合，并將接頭擰緊。（1）被測(cè)電阻有電流端鈕和電位端鈕時(shí)，要與電橋上相應(yīng)的端鈕相連接。同時(shí)要注意電位端鈕總是在電流端鈕的內(nèi)側(cè)，且兩電位端鈕之間的電阻就是被測(cè)電阻。（2）如果被測(cè)電阻（如一根導(dǎo)線）沒有電流端鈕和電位端鈕，則可下圖自行引出電流端鈕和電位端鈕，然后與電橋上相應(yīng)的端鈕相連接。

步驟3估測(cè)被測(cè)電阻，

選擇比例臂

用萬用表估測(cè)被測(cè)電阻值，選擇適當(dāng)?shù)谋堵蕮酢Ｈ绻罍y(cè)電阻值為幾歐時(shí)，倍率選×100擋；估測(cè)電阻值為零點(diǎn)幾歐時(shí)，倍率選×10擋；估測(cè)電阻值為零點(diǎn)零幾歐時(shí)，倍率選×1擋等。測(cè)量時(shí)，倍率選擇務(wù)必正確，否則會(huì)產(chǎn)生很大的測(cè)量誤差，從而失去精確測(cè)量的意義。步驟4接通電路，調(diào)節(jié)電橋倍率使之平衡

先按下電源按鈕，再按下檢流計(jì)按鈕，觀察檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)情況。若檢流計(jì)指針向“+”方向偏轉(zhuǎn)，應(yīng)增大讀數(shù)盤讀數(shù)，反之，則應(yīng)減小讀數(shù)盤讀數(shù)。如此反復(fù)調(diào)節(jié)，直至檢流計(jì)指針指零。由于雙臂電橋在工作時(shí)電流較大，要求上述調(diào)節(jié)過程中動(dòng)作要迅速，以免電池耗電量過大。另外，如果被測(cè)電阻不含電感，則可同時(shí)按下或松開電源按鈕和檢流計(jì)按鈕。步驟5計(jì)算電阻值計(jì)算公式：被測(cè)電阻值＝比例臂讀數(shù)×比較臂讀數(shù)步驟6關(guān)閉電橋先斷開檢流計(jì)按鈕，再斷開電源按鈕。然后拆除被測(cè)電阻，最后鎖上檢流計(jì)機(jī)械鎖扣。對(duì)于沒有機(jī)械鎖扣的檢流計(jì)，應(yīng)將按鈕“G”按下并鎖住。步驟7電橋保養(yǎng)

每次測(cè)量完畢后，將儀表盒蓋蓋好，存放于干燥、避光、無振動(dòng)的場(chǎng)合。思考與練習(xí)為什么直流雙臂電橋能夠用于測(cè)量小電阻?直流雙臂電橋在結(jié)構(gòu)上采用了哪些措施?簡(jiǎn)述用直流雙臂電橋測(cè)量電阻的步驟。返回章目錄第四節(jié)兆歐表一、兆歐表的構(gòu)造及工作原理兆歐表是一種專門用來測(cè)量電氣設(shè)備絕緣電阻的便攜式儀表。一般的兆歐表主要由手搖直流發(fā)電機(jī)、磁電系比率表以及測(cè)量線路組成。手搖直流發(fā)電機(jī)的額定電壓主要有500V、1000V、2500V等幾種。兆歐表內(nèi)部構(gòu)造示意圖倍壓整流電路目前生產(chǎn)的兆歐表許多也采用手搖交流發(fā)電機(jī)，輸出的交流電壓經(jīng)過倍壓整流后供給測(cè)量線路使用。但是不論采用何種電源，最終都要轉(zhuǎn)換成直流電壓。兆歐表的工作原理被測(cè)電阻Rx接在“L”與“E”端鈕之間。搖動(dòng)直流發(fā)電機(jī)的手柄，發(fā)電機(jī)兩端產(chǎn)生較高的直流電壓，線圈1和線圈2同時(shí)通電。通過線圈1的電流Il與氣隙磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩M1；通過線圈2的電流I2也與氣隙磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生反作用力矩M2，M1與M2方向相反.由于氣隙磁場(chǎng)是不均勻的，所以轉(zhuǎn)動(dòng)力矩M1不僅與線圈1的電流I1成正比，而且還與線圈1所處的位置（用指針偏轉(zhuǎn)角α表示）有關(guān)。兆歐表的工作原理兆歐表指針的偏轉(zhuǎn)角α只取決于兩個(gè)線圈電流的比值，而與其他因素?zé)o關(guān)。所以兆歐表能夠克服手搖發(fā)電機(jī)電壓不太穩(wěn)定而對(duì)儀表指針偏轉(zhuǎn)角產(chǎn)生影響的缺點(diǎn)。由于I2的大小一般不變，而隨被測(cè)絕緣電阻Rx的改變而變化，所以可動(dòng)部分的偏轉(zhuǎn)角α能直接反映被測(cè)絕緣電阻的數(shù)值。

兆歐表的標(biāo)度尺注意：兆歐表的標(biāo)度尺為反向刻度

二、ZC25型兆歐表簡(jiǎn)介

ZC25型攜帶式兆歐表適用于測(cè)量各種電機(jī)、電纜、變壓器、電訊元器件、家用電器和其他電器設(shè)備的絕緣電阻。該表內(nèi)部采用手搖交流發(fā)電機(jī)，然后通過整流濾波電路將交流電轉(zhuǎn)換成儀表所需要的直流電壓。ZC25型兆歐表目前主要生產(chǎn)四種規(guī)格，可根據(jù)需要選擇不同規(guī)格的兆歐表。

ZC25型兆歐表內(nèi)部線路圖

ZC25型兆歐表外形圖線路端鈕L屏蔽端鈕接地端鈕E三、兆歐表的選擇、使用與維護(hù)選擇兆歐表

兆歐表的接線

檢查兆歐表

步驟1選擇兆歐表選擇兆歐表的原則：一是其額定電壓一定要與被測(cè)電氣設(shè)備或線路的工作電壓相適應(yīng)。二是兆歐表的測(cè)量范圍要與被測(cè)絕緣電阻的范圍相符合，以免引起大的讀數(shù)誤差。步驟2兆歐表的接線兆歐表有三個(gè)接線端鈕，分別標(biāo)有L（線路）、E（接地）和G（屏蔽），使用時(shí)應(yīng)按測(cè)量對(duì)象的不同來選用。當(dāng)測(cè)量電力設(shè)備對(duì)地的絕緣電阻時(shí)，應(yīng)將L接到被測(cè)設(shè)備上，E可靠接地即可。步驟3檢查兆歐表開路試驗(yàn)在兆歐表未接通被測(cè)電阻之前,搖動(dòng)手柄使發(fā)電機(jī)達(dá)到120r/min的額定轉(zhuǎn)速,觀察指針是否指在標(biāo)度尺“∞”的位置。表筆分開兆歐表的開路試驗(yàn)步驟3檢查兆歐表短路試驗(yàn)將端鈕L和E短接，緩慢搖動(dòng)手柄，觀察指針是否指在標(biāo)度尺的“0”位置。表筆短接

兆歐表的短路試驗(yàn)測(cè)量時(shí)兆歐表的操作方法使用兆歐表的注意事項(xiàng)測(cè)量絕緣電阻必須在被測(cè)設(shè)備和線路停電的狀態(tài)下進(jìn)行。對(duì)含有大電容的設(shè)備，測(cè)量前應(yīng)先進(jìn)行放電，測(cè)量后也應(yīng)及時(shí)放電，放電時(shí)間不得小于2min，以保證人身安全。兆歐表與被測(cè)設(shè)備間的連接導(dǎo)線不能用雙股絕緣線或絞線，應(yīng)用單股線分開單獨(dú)連接。搖動(dòng)手柄時(shí)應(yīng)由慢漸快至額定轉(zhuǎn)速120r／min。在此過程中，若發(fā)現(xiàn)指針指零，應(yīng)立即停止搖動(dòng)手柄，避免表內(nèi)線圈因發(fā)熱而損壞。測(cè)量具有大電容設(shè)備的絕緣電阻，讀數(shù)后不能立即停止搖動(dòng)兆歐表，以防止已充電的設(shè)備放電而損壞兆歐表。此時(shí)應(yīng)在讀數(shù)后一邊降低手柄轉(zhuǎn)速，一邊拆去接地線。在兆歐表停止轉(zhuǎn)動(dòng)和被測(cè)物充分放電之前，不能用手觸及被測(cè)設(shè)備的導(dǎo)電部分。測(cè)量設(shè)備的絕緣電阻時(shí)，應(yīng)記錄測(cè)量時(shí)的溫度、濕度、被測(cè)設(shè)備的狀況等，以便于分析測(cè)量結(jié)果。測(cè)量絕緣電阻的結(jié)果如超過規(guī)定值，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理，否則可能發(fā)生人身和設(shè)備的安全事故。思考與練習(xí)為什么不能用萬用表歐姆擋測(cè)量電氣設(shè)備的絕緣電阻?已知兆歐表的指針偏轉(zhuǎn)角α與電源電壓無關(guān)，為什么又要求其電源電壓不能太低?選用兆歐表時(shí)，為什么要求兆歐表的額定電壓要與被測(cè)電氣設(shè)備的工作電壓相適應(yīng)？兆歐表應(yīng)如何接線?“G”屏蔽端子的作用是什么?返回章目錄第五節(jié)接地電阻測(cè)量?jī)x

接地的基本知識(shí)接地：生產(chǎn)實(shí)際中，為了保證電氣設(shè)備的安全和正常工作，電氣設(shè)備的某些導(dǎo)電部分應(yīng)與接地體用接地線進(jìn)行連接。接地裝置：接地線和接地體都采用金屬導(dǎo)體制成。接地裝置的接地電阻應(yīng)包括接地線電阻、接地體電阻、接地體與土壤的接觸電阻以及接地體與零電位（大地）之間的土壤電阻。接地電阻的大小主要和接地體與大地的接觸面積及接觸好壞有關(guān)，還與土壤的性質(zhì)及濕度有關(guān)。

接地的目的：為了保證人身和電氣設(shè)備的安全以及設(shè)備的正常工作。如果接地電阻不符合要求，不但安全得不到保證，而且會(huì)造成嚴(yán)重的事故。因此，定期測(cè)量接地裝置的接地電阻是安全用電的保障。測(cè)量接地電阻的方法有：電橋法，電流表—電壓表法，補(bǔ)償法等。一、ZC－8型接地電阻測(cè)量?jī)x的構(gòu)造原理

ZC-8型接地電阻測(cè)量?jī)x主要由手搖交流發(fā)電機(jī)、電流互感器、電位器以及檢流計(jì)組成。其附件有兩根接地探針：P’叫電位探針，C’叫電流探針，三根導(dǎo)線（長(zhǎng)5m的一根用于連接接地極，20m的一根用于連接電位探針，40m的用于連接電流探針）。被測(cè)接地電阻Rx位于接地體E’和P’之間，但不包括P’與C’之間的電阻Rc。被測(cè)接地電阻RX的值，由電流互感器的變流比K以及電位器的電阻RS來確定，而與RC無關(guān)。ZC－8型接地電阻測(cè)量?jī)x原理示意圖

ZC-8型接地電阻測(cè)量?jī)x采用補(bǔ)償法測(cè)量接地電阻的原理二、ZC－8型接地電阻測(cè)量?jī)x簡(jiǎn)介ZC－8型接地電阻測(cè)量?jī)x的外形與搖表相似，所以又稱為接地?fù)u表。外形圖

附件

三根連接線電流和電位探針P2、C2可短接后引出一個(gè)端鈕E，將E與被測(cè)接地極E，相接即可。端鈕C1接電流探針，P1接電位探針。二、ZC－8型接地電阻測(cè)量?jī)x簡(jiǎn)介

內(nèi)部電路圖

注意：接地電阻測(cè)量?jī)x應(yīng)采用交流電源。三、接地電阻測(cè)量?jī)x的使用與維護(hù)

測(cè)量變壓器接地裝置的接地電阻

步驟1

測(cè)量前的準(zhǔn)備

使用前先將設(shè)備與接地線斷開。將儀表放平，然后進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。步驟2接地電阻測(cè)量?jī)x的接線接地電阻測(cè)量?jī)x的使用方法三端鈕測(cè)量?jī)x的接線

測(cè)量小電阻的