電工考證培訓(xùn)-電工儀表使用-直流電橋使用

電工考證培訓(xùn)_電工儀表使用_直流電橋使用第一頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日直流電橋的使用方法直流電橋的使用方法的教學(xué)目的熟悉直流電橋的應(yīng)用和分類(lèi)掌握直流單臂電橋的使用方法和注意事項(xiàng)理解直流單臂電橋的測(cè)量原理通過(guò)操作練習(xí)，學(xué)會(huì)用直流單臂電橋測(cè)量電動(dòng)機(jī)定子繞組的直流電阻的方法第二頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日直流電橋的使用方法教學(xué)內(nèi)容直流電橋的應(yīng)用直流電橋的分類(lèi)直流單臂電橋的原理直流單臂電橋的使用方法和注意事項(xiàng)操作練習(xí)：用直流單臂電橋測(cè)量三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的直流電阻第三頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日對(duì)電阻的精密測(cè)量要使用比較式儀器。因?yàn)橹甘臼絻x表本身的精度較低，組成歐姆表時(shí)，測(cè)量電路本身又存在理論誤差，所以用歐姆表測(cè)量電阻時(shí)的誤差一般在2.5%左右，這對(duì)要求精度較高的場(chǎng)合，如測(cè)量?jī)x表中的電阻值、測(cè)量電機(jī)、變壓器、電纜等設(shè)備的直流電阻等，用歐姆表測(cè)量時(shí)往往達(dá)不到要求的測(cè)量精度。用直流電橋測(cè)量可將精度提高到0.01級(jí)。一般常用的便攜式直流電橋的準(zhǔn)確度多為0.5級(jí)。直流電橋的應(yīng)用第四頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日直流電橋之所以能夠提高測(cè)量的精確度，是因?yàn)橛蓸?biāo)準(zhǔn)度量器——標(biāo)準(zhǔn)電阻的直接參與。直流電橋采用標(biāo)準(zhǔn)電阻與被測(cè)電阻進(jìn)行比較，而標(biāo)準(zhǔn)電阻的精度是可以做的很高的，所以較指示儀表有更高的準(zhǔn)確度。電橋中的檢流計(jì)的靈敏度也很高，這就保證了電橋可以獲得準(zhǔn)確的平衡，從而提高了測(cè)量的準(zhǔn)確度。直流電橋的應(yīng)用第五頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日直流電橋的分類(lèi)直流單臂電橋直流雙臂電橋直流單雙臂電橋第六頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日直流單臂電橋的原理直流單臂電橋又叫惠斯登電橋，簡(jiǎn)稱(chēng)單橋。直流單臂電橋適用于測(cè)量中值（1～106Ω）電阻，其種類(lèi)和型式很多。常用的攜帶型單橋有QJ23、QJ24型等。第七頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)D1直流單臂電橋原理圖acbdIRRRRGKKE1I2IXX21I3321直流單臂電橋的測(cè)量原理圖第八頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日直流單臂電橋的測(cè)量原理圖1中的4個(gè)電阻R1、R2、R3、RX接成一個(gè)四邊形。對(duì)角線b、d上接檢流計(jì)G（或稱(chēng)平衡指示器）。對(duì)角線a、c上接電源E。在兩個(gè)對(duì)角線上有輸入、輸出電路的形式叫橋路或電橋。4個(gè)電阻的連接點(diǎn)稱(chēng)電橋的頂點(diǎn)，電阻R1、R2、R3、RX稱(chēng)橋臂，電阻R2/R1稱(chēng)比例臂，R3稱(chēng)比較臂，RX稱(chēng)被測(cè)臂（或未知臂）。多數(shù)電橋的比例臂做成階梯步進(jìn)形式用旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)進(jìn)行變換；比較臂多做成連續(xù)調(diào)節(jié)方式。第九頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日直流單臂電橋的測(cè)量原理電橋在電路接通后，若檢流計(jì)G中沒(méi)有電流流過(guò)，就叫做電橋平衡；若有電流流過(guò)G時(shí)叫做電橋不平衡。電阻的測(cè)量就是利用電橋的平衡原理。第十頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日在圖1中，流過(guò)電橋中各電阻上的電流分別為I1、I2、I3、IX，當(dāng)調(diào)節(jié)橋臂電阻R1、R2、R3使流過(guò)接檢流計(jì)G中是電流為零，也即電橋是平衡時(shí)，則Ig=0，所以Ubd=0。因此有：

I1R1=I2R2I3R3=IXRX(1-1)

將兩等式相比得：

I1R1I2R2=I3R3IXRX(1-2)當(dāng)Ig=0時(shí)，I1=I3，I2=IX。上式可寫(xiě)為：

R2RX=R3=KR3R1(1-3)式（1-3）就是電橋的平衡條件。若已知R1、R2（比例臂K）和R3，即可求得被測(cè)電阻RX值。電橋的平衡條件acbdIRRRRGKKE1I2IXX21I3321第十一頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日直流單臂電橋使用注意事項(xiàng)（1）根據(jù)被測(cè)電阻的阻值范圍和對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度的要求正確選用電橋，其準(zhǔn)確度等級(jí)應(yīng)略高于被測(cè)電阻所允許的誤差。（2）用電橋測(cè)量電阻時(shí)，不允許帶電測(cè)試，測(cè)量時(shí)必須將被測(cè)電阻與其他所有接線斷開(kāi)，單獨(dú)測(cè)量。第十二頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日QJ23型直流電阻電橋第十三頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日QJ23型直流電阻電橋第十四頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日（3）當(dāng)需外接電源時(shí)，其正、負(fù)極應(yīng)與面板上標(biāo)有“+”、“—”的接線端鈕分別對(duì)應(yīng)連接。外電源的電壓應(yīng)根據(jù)所使用電橋的說(shuō)明書(shū)來(lái)選擇，一般為2～4.5V。為保護(hù)檢流計(jì)，在電流支路上最好串接一個(gè)可逐漸減小的可調(diào)電阻，以提高電橋的靈敏度。（4）當(dāng)需用外接檢流計(jì)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)選擇靈敏度。靈敏度太高，則電橋難以平衡；太低則達(dá)不到應(yīng)有的測(cè)量準(zhǔn)確度。一般使得電橋在比較臂為最低檔時(shí)，外附檢流計(jì)指示有明顯變化即可。直流單臂電橋使用注意事項(xiàng)第十五頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日（5）把被測(cè)電阻接到電橋面板上標(biāo)有“R”的兩個(gè)接線端鈕上。接線時(shí)應(yīng)選用粗而短的連接導(dǎo)線，且各接線端鈕要擰緊，以減少接線電阻和接觸電阻。（6）測(cè)量前應(yīng)先估計(jì)被測(cè)電阻值的大小，適當(dāng)選擇比率臂的倍率檔，選擇的倍率檔應(yīng)盡量使比較臂可調(diào)電阻的各檔能得到充分的應(yīng)用，以便使用電橋易于調(diào)整平衡，提高讀數(shù)的準(zhǔn)確度。（7）使用前應(yīng)把檢流計(jì)鎖扣打開(kāi)，檢查流計(jì)是否在零位，如不在零位應(yīng)調(diào)零。用調(diào)零器將指針調(diào)到零位。直流單臂電橋使用注意事項(xiàng)第十六頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日（8）測(cè)量時(shí)先接通電源按鈕“B”并鎖住，再接通檢流計(jì)按鈕“G”

，觀察檢流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)情況，調(diào)整電阻R旋鈕值的大小，一直調(diào)節(jié)到檢流計(jì)指零。電橋平衡后，應(yīng)先斷開(kāi)檢流計(jì)“G”，再斷開(kāi)電源“B”根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)情況（大），斷開(kāi)檢流計(jì)按鈕，再調(diào)節(jié)比較臂的標(biāo)準(zhǔn)電阻。一般指針向“+”方向偏轉(zhuǎn)，需增大比較臂阻值，反之應(yīng)減小比較臂阻值。然后按下檢流計(jì)按鈕，觀察指針偏轉(zhuǎn)情況后再斷開(kāi)，再調(diào)節(jié)比較臂阻值。如此反復(fù)進(jìn)行，直至檢流計(jì)指示為零。注意：在調(diào)節(jié)過(guò)程中應(yīng)斷開(kāi)檢流計(jì)按鈕，只有當(dāng)檢流計(jì)指示已接近零值時(shí)，才能將檢流計(jì)按鈕鎖住，以防止電橋在極不平衡時(shí)損壞檢流計(jì)。直流單臂電橋使用注意事項(xiàng)第十七頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日（9）測(cè)量完畢后，應(yīng)先松開(kāi)檢流計(jì)鎖鈕“G”

，后斷開(kāi)電源支路按扭“B”

，特別是在測(cè)量具有大電感電阻時(shí)，要防止因斷開(kāi)電感產(chǎn)生較大的感應(yīng)電勢(shì)而損壞檢流計(jì)。測(cè)量完畢后，應(yīng)將檢流計(jì)鎖住，以免在搬運(yùn)時(shí)檢流計(jì)因震動(dòng)而損壞。若檢流計(jì)無(wú)鎖鈕，應(yīng)將檢流計(jì)短路，這可使可動(dòng)部分在擺動(dòng)時(shí)受到強(qiáng)烈的阻尼作用而得到保護(hù)。直流單臂電橋使用注意事項(xiàng)第十八頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日（10）特殊情況下的注意事項(xiàng)1.對(duì)測(cè)量電容性元件時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行充分放電，然后再進(jìn)行測(cè)量。2.考慮溫度對(duì)被測(cè)電阻的影響，應(yīng)記錄下測(cè)量時(shí)被測(cè)元件的溫度。如測(cè)量電機(jī)或變壓器繞組電阻時(shí)，由于它們工作時(shí)的溫度比測(cè)量時(shí)的確良室溫要高得多，應(yīng)將測(cè)得的阻值換算75℃時(shí)的阻值，以便與歷次所測(cè)得的數(shù)值進(jìn)行比較。3.在精密測(cè)量中，除應(yīng)選用高精度電橋外，為消除熱電勢(shì)和接觸電勢(shì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，測(cè)量過(guò)程中應(yīng)改變電源的極性進(jìn)行兩次測(cè)量，取其平均值作為測(cè)量結(jié)果。直流單臂電橋使用注意事項(xiàng)第十九頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日（11）因?yàn)閷?dǎo)體的電阻值是隨溫度變化的，所以在測(cè)量時(shí)，必須記錄被測(cè)導(dǎo)體當(dāng)時(shí)所處環(huán)境的溫度，所測(cè)得的結(jié)果都必須進(jìn)行溫度換算后才能和以前測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。（12）當(dāng)被測(cè)電阻較小時(shí)，應(yīng)注意排除測(cè)量引線的影響。因?yàn)?，單臂電橋測(cè)得電阻值還包括電橋引線的電阻和接線端子的接觸電阻等附加的電阻。所以，在測(cè)量10Ω以下的電阻時(shí)，應(yīng)考慮測(cè)量引線電阻和接觸電阻的影響，必要時(shí)，應(yīng)單獨(dú)測(cè)出引線的電阻值，然后從測(cè)量結(jié)果中減去引線電阻。直流單臂電橋使用注意事項(xiàng)第二十頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日第二十一頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日操作練習(xí)用單臂電橋測(cè)量三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的直流電阻要求與注意事項(xiàng)：按直流單臂電橋的使用方法進(jìn)行測(cè)量練習(xí)注意安全使用直流單臂電橋第二十二頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日請(qǐng)您：嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程認(rèn)真操作仔細(xì)檢查精確測(cè)量把握機(jī)會(huì)掌握技能收獲成功第二十三頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日第二十四頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日第二十五頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日二、直流雙臂電橋的原理和使用單臂電橋在測(cè)量小阻值的電阻時(shí)，因電橋引線電阻和接線端子接觸電阻等附加電阻的影響而造成測(cè)量誤差增大。直流雙臂電橋在測(cè)量小阻值的電阻時(shí)測(cè)量誤差較小。所以，在測(cè)量11Ω以下的電阻時(shí)，應(yīng)使用直流雙臂電橋。直流雙臂電橋又稱(chēng)凱爾文電橋或湯姆遜電橋第二十六頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日2－1、直流雙臂電橋原理圖R1R2R3R4RnRρERxk1p1p2p1p2c1c2c1c2GI圖2直流雙臂電橋原理線路圖第二十七頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日2－2、直流雙臂電橋的測(cè)量原理圖2中的4個(gè)電阻R1、R2、R3、R4為橋臂電阻，Rn為標(biāo)準(zhǔn)電阻，Rx為被測(cè)電阻，C1、C2代表電流接線端子，P1、P2代表電位接線端子，Rρ代表連接導(dǎo)線電阻。圖2中Rn與Rx各有一對(duì)電流端子和電位端子，測(cè)量時(shí)用一根粗導(dǎo)線將圖中Rρ連接起來(lái)與電源成一閉合回路。這時(shí)被測(cè)電阻Rx和標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn之間的接線電阻以及接觸電阻都包含在Rp的支路里，從而實(shí)現(xiàn)了將接線電阻和接觸電阻引入電源電路或者大電阻的橋臂中。第二十八頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日2－2、直流雙臂電橋的測(cè)量原理當(dāng)電橋平衡時(shí)，被測(cè)電阻可由下式求得：

R2RpR2

R3

R4RX=Rn+

×

—

R1Rp+R3+R4

R1

R2

(2-1)

R3R4由上式可知，不論Rp的大小如何，只要能保證=，

R1R2

R2

R2則被測(cè)電阻RX就可由Rn決定，即：RX=Rn

(2-2)

R1

R1第二十九頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日2－2、直流雙臂電橋的測(cè)量原理這樣就消除了接線電阻和接觸電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。在制造時(shí)，電橋通常都采用兩個(gè)機(jī)械聯(lián)動(dòng)的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，同時(shí)調(diào)節(jié)R1與R3，R2與R4，使之保持比例相等。另外，選擇橋臂電阻R1、R2、R3、R4均大于10Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻。電橋由于有兩組比臂即：R1/R2和R3/R4，所以被稱(chēng)為雙臂電橋。由于兩組比臂R1/R2和R3/R4在制造時(shí)不可能絕對(duì)相等，如果不等時(shí)，式（4-4）的右兩項(xiàng)即為誤差。從中可見(jiàn)Rp越大則測(cè)量誤差越大，所以在用雙臂電橋測(cè)量時(shí)，希望電流端子所接測(cè)量線的電阻Rp越小越好。第三十頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日2－3、直流雙臂電橋的使用注意事項(xiàng)

1）被測(cè)電阻必須按四端子接線進(jìn)行連接，不允許將電位端子與電流端子接于同一點(diǎn)。否則會(huì)給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)誤差。2）測(cè)量引線應(yīng)盡可能短，且與被測(cè)電阻接觸良好。3）應(yīng)按照電橋的說(shuō)明書(shū)選用電源。若無(wú)文字資料可循，可按大于被測(cè)電阻或標(biāo)準(zhǔn)電阻額定電流的一半作為電源的工作電流。第三十一頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日2－4、直流雙臂電橋的操作步驟：下面以常用的QJ44型雙臂電橋?yàn)槔?，介紹一下雙臂電橋的使用操作步驟。該電橋使用帶放大器的檢流計(jì)，以提高從流計(jì)的靈敏度。面板上的K開(kāi)關(guān)是放大器的電源開(kāi)關(guān)，靈敏度旋鈕調(diào)節(jié)放大器的放大倍數(shù)以實(shí)現(xiàn)檢流計(jì)的靈敏度調(diào)節(jié)。該檢流計(jì)除有表頭上的機(jī)械調(diào)零旋鈕外，還設(shè)有電氣調(diào)零旋鈕。面板上的B端子是接入電橋外附電源用的。該電橋?qū)⒈缺垭娮枳龀晌鍣n分別為：×0.01、×0.1、×1、×10、×100，用面板上的倍率開(kāi)關(guān)切換。該電橋的比較臂電阻由一個(gè)十進(jìn)位電阻（10×0.01Ω）與一個(gè)0.001～0.01Ω的滑線電阻串聯(lián)組成。第三十二頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日2－4、直流雙臂電橋的操作步驟：1）接通K開(kāi)關(guān)，待放大器穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕檢流計(jì)指針指零。2）將被測(cè)電阻以四端接線接入電橋C1、P1、C2、P2的接線柱上。3）估計(jì)被測(cè)電阻值，選擇適當(dāng)倍率，調(diào)節(jié)檢流計(jì)靈敏度在最低位置。按下B和G按鈕，調(diào)節(jié)步進(jìn)電阻盤(pán)和滑線電阻盤(pán)，并在檢流計(jì)靈敏度為最大時(shí)，使電橋達(dá)到平衡。步進(jìn)讀數(shù)和滑線讀數(shù)之和乘上使用的倍率，就等于被測(cè)量的電阻數(shù)。4）外接電源為1.5～2V，容量＞10AH。第三十三頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日2－5、QJ44型雙臂電橋使用注意事項(xiàng)1）對(duì)帶有電感繞組進(jìn)行直流電阻測(cè)量時(shí)，應(yīng)先按下“B”按鈕，再按下“G”按鈕；斷開(kāi)時(shí)，應(yīng)先斷開(kāi)“G”按鈕，后斷開(kāi)“B”按鈕。2）避免長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)大電流，“B”按鈕應(yīng)間歇使用。3）儀器長(zhǎng)期不用時(shí)，應(yīng)取出電池和松開(kāi)按鈕。4）如發(fā)現(xiàn)檢流計(jì)靈敏度低時(shí)，應(yīng)更換B1電池（6F22/9V2節(jié)并聯(lián)）或B電池（1.5V、1號(hào)電池4～6節(jié)并聯(lián)）。5）被測(cè)電阻至電橋的連接導(dǎo)線電阻應(yīng)小于0.01Ω。6）在測(cè)量完畢后，將K開(kāi)關(guān)板向斷開(kāi)位置。“B”和“G”按鈕應(yīng)松開(kāi)。7）外接電源時(shí)，內(nèi)附1.5V電池必須取出。第三十四頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日請(qǐng)多練習(xí)。謝謝大家！第三十五頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日《電工》中級(jí)工課題六

使用直流單臂電橋測(cè)量變壓器線圈的直流電阻準(zhǔn)備工作測(cè)量電阻值計(jì)算結(jié)果結(jié)束工作第三十六頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日1、準(zhǔn)備工作:考試要求

1準(zhǔn)備工作：將1號(hào)電池和9V電池分別裝入電橋中；接通“K”開(kāi)關(guān)，穩(wěn)定2min；調(diào)節(jié)檢流計(jì)指針在零位評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)未裝電池扣5分；少裝一種扣2.5分；未接通開(kāi)關(guān)扣5分；未調(diào)零扣5分第三十七頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日2、測(cè)量電阻值：考試要求

按要求接好連接線；將靈敏旋鈕放在最低位置；估計(jì)被測(cè)電阻值的大小，將倍率開(kāi)關(guān)放在相應(yīng)位置；先接“B”按鈕再按“G”按鈕，調(diào)節(jié)器節(jié)步進(jìn)讀數(shù)和滑線盤(pán)；適當(dāng)調(diào)節(jié)靈敏度，使檢流計(jì)指針指在零位，電橋平衡；若被測(cè)電阻值在0.1Ω以下,”B”按鈕應(yīng)間歇使用評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)接錯(cuò)一處扣5分；靈敏旋鈕放置不正確扣5分；未估計(jì)阻值選擇倍率開(kāi)關(guān)扣6分；按錯(cuò)按鈕每次扣5分；調(diào)節(jié)方法錯(cuò)誤扣10分；未正確調(diào)節(jié)靈敏度扣6分；“B”按鈕使用方法不當(dāng)每次扣2分第三十八頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日3、計(jì)算結(jié)果：考試要求

按公式算出被測(cè)電阻值評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

計(jì)算方法不正確扣15分；讀數(shù)誤差每超過(guò)10%扣2分15第三十九頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日4、結(jié)束工作：考試要求

松開(kāi)“B”、“G”按鈕，“K”開(kāi)關(guān)扳到“斷位”，取出電池；拆除所有連接線，清理現(xiàn)場(chǎng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)少?gòu)?fù)位每處扣2分；未拆連接線扣5分考試時(shí)間20min

第四十頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日《電工》高級(jí)工課題二

用雙臂電橋測(cè)變壓器高壓電阻并判斷故障范圍1檢流計(jì)調(diào)零2接線3充電4測(cè)試5計(jì)算并分析、判斷故障6安全生產(chǎn)第四十一頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日1檢流計(jì)調(diào)零：放平電橋，調(diào)零放不平扣2分；沒(méi)調(diào)零扣3分5第四十二頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日2接線接線正確接線不正確扣10分1