《電工儀表與測(cè)量(第五版)第三章教案

第一節(jié),第二節(jié),第三節(jié),3-1模擬式萬(wàn)用表的組成,掌握模擬式萬(wàn)用表的組成及各組成部分的作用。,.,萬(wàn)用表的組成,萬(wàn)用表,測(cè)量線路,測(cè)量機(jī)構(gòu),轉(zhuǎn)換開關(guān),.,一、測(cè)量機(jī)構(gòu),作用：是把過(guò)渡電量轉(zhuǎn)換為儀表指針的機(jī)械偏轉(zhuǎn)角。萬(wàn)用表的測(cè)量機(jī)構(gòu)通常采用磁電系直流微安表，其滿刻度電流為幾微安到幾百微安。萬(wàn)用表的靈敏度通常用電壓靈敏度（V）來(lái)表示。,.,二、測(cè)量線路,作用：是把各種不同的被測(cè)電量（如電流、電壓、電阻等）轉(zhuǎn)換為磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)所能測(cè)量的微小直流電流（即過(guò)渡電量）。使用元器件：主要包括分流電阻、分壓電阻、整流元件、電容器等。,.,三、轉(zhuǎn)換開關(guān),作用：是把測(cè)量線路轉(zhuǎn)換為所需要的測(cè)量種類和量程。一般都采用多層多刀多擲開關(guān)。500型萬(wàn)用表的面板上有兩只轉(zhuǎn)換開關(guān)的旋鈕S1和S2。,.,轉(zhuǎn)換開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖,.,.,500型萬(wàn)用表內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖,轉(zhuǎn)換開關(guān)S1,轉(zhuǎn)換開關(guān)S2,.,思考與練習(xí),模擬式萬(wàn)用表一般由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？萬(wàn)用表通常采用哪種測(cè)量機(jī)構(gòu)制成？如何判別測(cè)量機(jī)構(gòu)的好壞？,返回章目錄,.,3-2模擬式萬(wàn)用表的工作原理,1.熟悉模擬式萬(wàn)用表直流電流測(cè)量電路的工作原理。2.熟悉模擬式萬(wàn)用表直流電壓測(cè)量電路、交流電壓測(cè)量電路的工作原理。3.熟悉模擬式萬(wàn)用表電阻測(cè)量電路的工作原理。4.熟悉模擬式萬(wàn)用表常用保護(hù)電路的原理。,.,模擬式萬(wàn)用表的工作原理是建立在歐姆定律和電阻串并聯(lián)的基礎(chǔ)之上的。,.,一、直流電流測(cè)量電路,直流電流測(cè)量電路實(shí)質(zhì)上是一個(gè)多量程直流電流表。通常采用閉路式分流電路。,.,500型萬(wàn)用表直流電流測(cè)量電路,.,閉路式分流電路的優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)換開關(guān)接觸不良不會(huì)影響準(zhǔn)確度，保證不會(huì)燒壞測(cè)量機(jī)構(gòu)。缺點(diǎn)：各個(gè)量程之間相互影響，計(jì)算分流電阻較復(fù)雜。,.,溫度補(bǔ)償電阻,溫度補(bǔ)償電阻的作用有兩個(gè)：.溫度補(bǔ)償；.擴(kuò)展極限靈敏度。,.,RC隨溫度變化,RC隨溫度變化,RFL不隨溫度變化,RFL不隨溫度變化,RB不隨溫度變化,.,極限靈敏度即測(cè)量機(jī)構(gòu)滿刻度電流的最小整數(shù)倍。例如：的極限靈敏度等于；的極限靈敏度等于。,.,.,直流電流擋所用的電阻必須采用電阻率較大，電阻溫度系數(shù)很小的錳銅絲繞制而成。,.,二、直流電壓測(cè)量電路,實(shí)質(zhì)上是一只多量程直流電壓表。采用共用式分壓電路。電路的接入點(diǎn)在50A直流電流擋。2500V擋專用一只10M分壓電阻。,.,500型萬(wàn)用表直流電壓測(cè)量電路,.,三、交流電壓測(cè)量電路,由磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)和整流裝置組成的儀表稱為整流系儀表。萬(wàn)用表的交流電壓測(cè)量電路就是在整流系儀表的基礎(chǔ)上串聯(lián)分壓電阻而成的。萬(wàn)用表交流電壓測(cè)量電路中的整流電路有半波和全波兩種形式。500型萬(wàn)用表采用半波整流電路。,.,500型萬(wàn)用表交流電壓測(cè)量電路,防指針抖動(dòng),.,萬(wàn)用表交流電壓測(cè)量電路是在直流電流50A擋的基礎(chǔ)上擴(kuò)展而成的，也采用共用式分壓電路。與測(cè)量機(jī)構(gòu)串聯(lián)了一只2.25k的隔離電阻，并且用一只3.9k的電阻分流，使測(cè)量機(jī)構(gòu)的靈敏度比直流電壓擋的靈敏度低。,.,由于整流二極管非線性的影響，在交流10V擋標(biāo)度尺的起始段，很明顯分度是不均勻的。為了消除起始段的測(cè)量誤差，交流10V擋要專用一根標(biāo)度尺，不能與其他標(biāo)度尺混用。,.,500型萬(wàn)用表標(biāo)度尺,交流10V專用標(biāo)度尺,.,由于整流二極管非線性的影響,在交流10V擋標(biāo)度尺的起始段,很明顯分度是不均勻的。為了消除起始段的測(cè)量誤差,交流10V擋要專用一條標(biāo)度尺,使用時(shí)不能與其他標(biāo)度尺混用。,.,歐姆表測(cè)量電阻原理圖,四、電阻測(cè)量電路,.,上式說(shuō)明，若歐姆表總內(nèi)阻RZ和電池電動(dòng)勢(shì)E保持不變，則線路中的電流I將隨被測(cè)電阻RX而改變，且I與RX成反比關(guān)系?？梢?，歐姆表測(cè)量電阻的實(shí)質(zhì)是測(cè)量電流。,.,歐姆量程的擴(kuò)大,保持電池電壓不變，改變分流電阻值.,提高電池電壓,.,500型萬(wàn)用表電阻測(cè)量電路,.,五、萬(wàn)用表常用保護(hù)措施,萬(wàn)用表是電工最常用的儀表之一，但在使用過(guò)程中若稍有不慎，就有損壞萬(wàn)用表的可能。實(shí)際中為保證萬(wàn)用表的安全使用，必須采用相應(yīng)的保護(hù)措施。MF47型萬(wàn)用表中就采用了過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流自熔斷保護(hù)、表頭過(guò)載限幅保護(hù)以及壓敏電阻保護(hù)等多種措施。,.,1、過(guò)壓保護(hù)在MF47型萬(wàn)用表接線端“+”和接線端“*”之間，并聯(lián)正、反向硅二極管VD5和VD6，起到過(guò)壓保護(hù)作用。,.,2、過(guò)流自熔斷保護(hù)使用過(guò)程中，由于操作者粗心大意，往往在測(cè)量交、直流電壓時(shí)卻誤將轉(zhuǎn)換開關(guān)錯(cuò)撥在電流或歐姆擋，這會(huì)造成萬(wàn)用表在瞬間被燒毀。為防止發(fā)生這種事故，MF47型萬(wàn)用表在表內(nèi)輸入端串聯(lián)一只0.5A的快速熔斷器。當(dāng)測(cè)量交、直流電壓而轉(zhuǎn)換開關(guān)錯(cuò)撥在電流或歐姆擋時(shí)，熔絲迅速熔斷，從而起到保護(hù)萬(wàn)用表的作用。實(shí)際中若發(fā)現(xiàn)萬(wàn)用表不通時(shí)，應(yīng)檢查原因，更換熔絲后再用。,.,3、表頭過(guò)載限幅保護(hù)由于表頭(測(cè)量機(jī)構(gòu))是萬(wàn)用表的核心，為防止表頭的燒毀，MF47型萬(wàn)用表的表頭兩端并聯(lián)有正、反向硅二極管VD3和VD4，保護(hù)表頭不致因電流過(guò)載而損壞。4、壓敏電阻保護(hù)MF47型萬(wàn)用表還采用了壓敏電阻作為歐姆擋的過(guò)電壓保護(hù)。一旦由于使用者操作失誤導(dǎo)致高電壓進(jìn)入電阻測(cè)量電路，壓敏電阻的阻值迅速降低而將電流予以分流，防止表頭受到過(guò)大的瞬時(shí)電壓而損壞。,.,思考與練習(xí),萬(wàn)用表的工作原理是建立在什么基礎(chǔ)之上的？溫度補(bǔ)償電阻的作用有哪些？為什么說(shuō)直流電流擋是萬(wàn)用表的基礎(chǔ)擋？為什么交流10V擋要專用一根標(biāo)度尺？歐姆表測(cè)電阻的實(shí)質(zhì)是什么？,返回章目錄,3-3模擬式萬(wàn)用表的使用與維修,1.掌握模擬式萬(wàn)用表的使用方法。2.掌握模擬式萬(wàn)用表常見故障及排除方法。,.,一、模擬式萬(wàn)用表的使用,1、使用之前要調(diào)零；2、要正確接線；3、要正確選擇測(cè)量擋位；4、要正確讀數(shù)；5、要注意操作安全。,.,1、使用之前要調(diào)零,在使用萬(wàn)用表之前要先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。在測(cè)量電阻之前，還要進(jìn)行歐姆調(diào)零。,.,2、要正確接線,測(cè)量直流量時(shí)，要注意正、負(fù)極性，以免指針?lè)崔D(zhuǎn)。測(cè)量電流時(shí)，萬(wàn)用表應(yīng)串聯(lián)在被測(cè)電路中；測(cè)量電壓時(shí)，萬(wàn)用表要并聯(lián)在被測(cè)電路兩端。在用萬(wàn)用表測(cè)量晶體管時(shí)，應(yīng)牢記萬(wàn)用表的紅表筆與表內(nèi)部電池的負(fù)極相接，黑表筆與表內(nèi)部電池的正極相接。,.,3、要正確選擇測(cè)量檔位,選擇電流電壓量程時(shí)，最好使指針指在滿刻度的三分之二以上位置.,.,選擇電阻量程時(shí)，最好使指針指在標(biāo)度尺的中央位置,4、要正確讀數(shù),.,測(cè)量時(shí)，當(dāng)不能確定被測(cè)電流、電壓的數(shù)值范圍時(shí)，應(yīng)先將轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)至對(duì)應(yīng)的最大量程，然后根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)程度逐步減小至合適量程。,.,5、要注意操作安全,在進(jìn)行高電壓測(cè)量或測(cè)量點(diǎn)附近有高電壓時(shí)，一定要注意人身和儀表的安全。在做高電壓及大電流測(cè)量時(shí)，嚴(yán)禁帶電切換量程開關(guān)，否則有可能損壞轉(zhuǎn)換開關(guān)。萬(wàn)用表用完之后，最好將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于空擋或交流電壓最高擋，以防下次測(cè)量時(shí)由于疏忽而損壞萬(wàn)用表。,.,二、模擬式萬(wàn)用表電路圖識(shí)讀及故障排除,萬(wàn)用表使用廣泛，故障的發(fā)生率很高。常見的故障主要包括測(cè)量機(jī)構(gòu)的機(jī)械故障和電路故障。本節(jié)主要介紹萬(wàn)用表內(nèi)部電路故障及排除方法。熟練閱讀電路圖是維修萬(wàn)用表的前提。,.,直流電流擋的故障及排除,找一只準(zhǔn)確度較高的毫安表或無(wú)故障的萬(wàn)用表作標(biāo)準(zhǔn)表，與故障表串聯(lián)后去測(cè)量一直流電流。若故障表讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)表大得多，則為分流電阻開路。,若無(wú)讀數(shù)，可將故障表轉(zhuǎn)換開關(guān)置于直流電壓最低擋2.5V擋，直接去測(cè)量一節(jié)新干電池的電壓，若仍無(wú)讀數(shù)，則為表頭線路開路；若有讀數(shù)且指示值大于1.6V，則為分流電阻開路。,排除方法：若為表頭線路開路，應(yīng)找出其開路的原因。若為分流電阻開路，則需打開儀表后蓋，逐一檢查各分流電阻，并將損壞的分流電阻換掉。,.,直流電流擋分流電阻是萬(wàn)用表中極易損壞的元件之一,且大多數(shù)故障是燒斷。此時(shí)只需打開萬(wàn)用表后蓋,尋找有明顯燒壞痕跡的線繞電阻,就能迅速判斷其故障所在。,.,電壓擋的故障及排除,.,電阻擋的故障及排除,正常情況下，將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于R1k擋兩表筆短路，轉(zhuǎn)動(dòng)歐姆調(diào)零器，