電氣常用儀器儀表

1、電氣常用儀器儀表第一節(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(huì)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(hào)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；它顯示二個(gè)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。常用電工儀表按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理

2、分類：有磁電式、電磁式、電動(dòng)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(hào)，如被測量單位的符號(hào)、工作 原理符號(hào)、電流種類符號(hào)、準(zhǔn)確度等級(jí)符號(hào)、工作位置符號(hào)和絕緣強(qiáng)度符號(hào)等。以 1t1a 型交流電流表為例，其表盤左下角符號(hào)：1 為電流種類符號(hào)，為交流；2 是儀表工作原理符號(hào)，圖示符號(hào)為電磁式；3 為防外磁場等級(jí)符號(hào)，為級(jí)；4 是絕緣強(qiáng)度等級(jí)符號(hào)，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(hào)，表示盤面應(yīng)位于垂直方向； 7 是儀表準(zhǔn)確度等級(jí) 1.5。所以測量結(jié)果的精確度 ,不僅與儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)有關(guān) ,而且與它

3、的量程也有關(guān)。因此，通常選擇量 程時(shí)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。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；測量線路將不同性質(zhì)和大小

4、的被測電量轉(zhuǎn)換為表頭所能接受的直流電流。mf30 型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(gè)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測電阻時(shí)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

5、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 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(shí)應(yīng)注意。測量直流電流時(shí)把轉(zhuǎn)換開關(guān) sa 撥到“ma”檔，此時(shí)從“”端到“”端所形成的測量線路實(shí) 際上是一個(gè)直流電流表的測量電路。測量直流電壓時(shí)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(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān) sa 撥

6、到“”檔，用二極管 vd 整流，使交流電壓變?yōu)橹绷麟妷?，再進(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。 mf30 型萬用表轉(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，回到“”端口。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān) sa 選擇不同的直流電流檔時(shí)，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直流電流。mf30 型萬用表測量直流電壓，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān) sa 置于直流電壓檔時(shí)，與表頭線路串聯(lián)的電阻為 r1，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān) sa 置于直流電壓高檔時(shí)，與表頭線路串聯(lián)的電阻為（r1r2），串聯(lián)電

7、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(hào)，“”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(duì)應(yīng)的被測電量。(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(shí)黑表筆不動(dòng)，將紅表筆插入高壓插口。 (4)機(jī)械調(diào)零。旋動(dòng)萬用表面板上的機(jī)械零位調(diào)整螺絲，使指針對(duì)準(zhǔn)刻度盤左端的“ 0”位置。2測量直流電壓（1） 把轉(zhuǎn)

8、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(shí)，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(shí)的位置及所選量程，正確讀數(shù)。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(shí)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

9、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。（3） 根據(jù)指針穩(wěn)定時(shí)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(shí)的注意事項(xiàng)：（1） 測量時(shí)，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(shí)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(shí)，不能帶電轉(zhuǎn)動(dòng)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（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(dòng)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

10、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 r100 檔測量,指針指示 40,則被測電阻值為：4010040004k 。7用萬用表測量電阻時(shí)的注意事項(xiàng)：（1） 不允許帶電測量電阻，否則會(huì)燒壞萬用表。（2） 萬用表內(nèi)干電池的正極與面板上“”號(hào)插孔相連，干電池的負(fù)極與面板上的“”號(hào)插孔 相連。在測量電解電容和晶體管等器件的電阻時(shí)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(huì)將人體電阻并接于被測電阻而引起測量誤 差。

11、（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(jì)量單位是兆歐（m）。一、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(jì)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(jì)是測量機(jī)構(gòu)。如 zc-7 型：可動(dòng)線圈 1 與 2 互成一定角度，放置在一個(gè)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(duì)稱形狀，以使空氣隙不均

12、勻。 2兆歐表的工作原理兆歐表的工作原理如下。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(dòng)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(gè)線圈上有 電流流過：r1、r2、r1 和 r2 為定值，rx 為變量，所以改變 rx 會(huì)引起比值 i1i2的變化。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(gè)線圈上分別產(chǎn)生兩個(gè)方向相反的轉(zhuǎn)距 t1 和 t2，由于氣隙磁場不均勻，因此 t

13、1 和 t2 既與對(duì)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(shí)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，直到 t1t2 時(shí)，指針停止。指針偏轉(zhuǎn)的角度 只決定于 i1 和 i2 的比值，此時(shí)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(shí)，i1 為最大，指針順時(shí)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(shí)，x 趨于無限大，i10，指針逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)到 的位置。該儀表結(jié)構(gòu)中沒有產(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

14、 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(duì)于絕緣子、 母線等要選用 2500v 或 3000v 兆歐表。2使用前檢查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(dòng)手柄，觀測指針是否指到“”處；然后將 e、 l 兩端短接，緩慢搖動(dòng)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(gè)接線柱：線路（l）、接地（e）、屏蔽（g）。跟據(jù)不同測量對(duì)象，作相應(yīng)接線。測量線路對(duì)地絕緣電阻時(shí)

15、，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(shí)，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(shí)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(shí) 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(dòng)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(dòng) 1min， 待指針穩(wěn)定后讀數(shù)。（4） 測量完畢，待兆歐表停止轉(zhuǎn)動(dòng)和被測物接地放電后方能拆除連接導(dǎo)線。三、注意事項(xiàng)因兆歐表本身工作時(shí)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

16、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)備如要再次測量，也必須先接地放電。（2） 兆歐表測量時(shí)要遠(yuǎn)離大電流導(dǎo)體和外磁場。（3） 與被測設(shè)備的連接導(dǎo)線應(yīng)用兆歐表專用測量線或選用絕緣強(qiáng)度高的兩根單芯多股軟線，兩根導(dǎo)線切忌絞在一起，以免影響測量準(zhǔn)確度。（4）測量過程中，如果指針指向“0”位，表示被測設(shè)備短路，應(yīng)立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)手柄。 （5）被測設(shè)備中如有半導(dǎo)體器件，應(yīng)先將其插件板拆去。（6） 測量過程中不得觸及設(shè)備的測量部分，以防觸電。（7） 測量電容性設(shè)備的絕緣電阻時(shí)，測量完畢，應(yīng)對(duì)設(shè)備充分放電。第四節(jié)鉗形電流表鉗形電流表是一種不需要斷開電路就可以直接測量交流電路的便攜式儀表，這種儀表測量精度不 高，可對(duì)設(shè)備或電路的運(yùn)行情況作粗略的了解，由于使用方便，應(yīng)用很廣泛。一、鉗形電流表的工作原理鉗形