電工考證培訓-電工儀表使用-直流電橋使用

電工考證培訓_電工儀表使用_直流電橋使用第一頁，共五十一頁，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目的熟悉直流電橋的應(yīng)用和分類掌握直流單臂電橋的使用方法和注意事項理解直流單臂電橋的測量原理通過操作練習，學會用直流單臂電橋測量電動機定子繞組的直流電阻的方法第二頁，共五十一頁，2022年，8月28日直流電橋的使用方法教學內(nèi)容直流電橋的應(yīng)用直流電橋的分類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操作練習：用直流單臂電橋測量三相異步電動機定子繞組的直流電阻第三頁，共五十一頁，2022年，8月28日對電阻的精密測量要使用比較式儀器。因為指示式儀表本身的精度較低，組成歐姆表時，測量電路本身又存在理論誤差，所以用歐姆表測量電阻時的誤差一般在2.5%左右，這對要求精度較高的場合，如測量儀表中的電阻值、測量電機、變壓器、電纜等設(shè)備的直流電阻等，用歐姆表測量時往往達不到要求的測量精度。用直流電橋測量可將精度提高到0.01級。一般常用的便攜式直流電橋的準確度多為0.5級。直流電橋的應(yīng)用第四頁，共五十一頁，2022年，8月28日直流電橋之所以能夠提高測量的精確度，是因為由標準度量器——標準電阻的直接參與。直流電橋采用標準電阻與被測電阻進行比較，而標準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確度。電橋中的檢流計的靈敏度也很高，這就保證了電橋可以獲得準確的平衡，從而提高了測量的準確度。直流電橋的應(yīng)用第五頁，共五十一頁，2022年，8月28日直流電橋的分類直流單臂電橋直流雙臂電橋直流單雙臂電橋第六頁，共五十一頁，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，簡稱單橋。直流單臂電橋適用于測量中值（1～106Ω）電阻，其種類和型式很多。常用的攜帶型單橋有QJ23、QJ24型等。第七頁，共五十一頁，2022年，8月28日圖1直流單臂電橋原理圖acbdIRRRRGKKE1I2IXX21I3321直流單臂電橋的測量原理圖第八頁，共五十一頁，2022年，8月28日直流單臂電橋的測量原理圖1中的4個電阻R1、R2、R3、RX接成一個四邊形。對角線b、d上接檢流計G（或稱平衡指示器）。對角線a、c上接電源E。在兩個對角線上有輸入、輸出電路的形式叫橋路或電橋。4個電阻的連接點稱電橋的頂點，電阻R1、R2、R3、RX稱橋臂，電阻R2/R1稱比例臂，R3稱比較臂，RX稱被測臂（或未知臂）。多數(shù)電橋的比例臂做成階梯步進形式用旋轉(zhuǎn)開關(guān)進行變換；比較臂多做成連續(xù)調(diào)節(jié)方式。第九頁，共五十一頁，2022年，8月28日直流單臂電橋的測量原理電橋在電路接通后，若檢流計G中沒有電流流過，就叫做電橋平衡；若有電流流過G時叫做電橋不平衡。電阻的測量就是利用電橋的平衡原理。第十頁，共五十一頁，2022年，8月28日在圖1中，流過電橋中各電阻上的電流分別為I1、I2、I3、IX，當調(diào)節(jié)橋臂電阻R1、R2、R3使流過接檢流計G中是電流為零，也即電橋是平衡時，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Ig=0時，I1=I3，I2=IX。上式可寫為：

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，即可求得被測電阻RX值。電橋的平衡條件acbdIRRRRGKKE1I2IXX21I3321第十一頁，共五十一頁，2022年，8月28日直流單臂電橋使用注意事項（1）根據(jù)被測電阻的阻值范圍和對測量準確度的要求正確選用電橋，其準確度等級應(yīng)略高于被測電阻所允許的誤差。（2）用電橋測量電阻時，不允許帶電測試，測量時必須將被測電阻與其他所有接線斷開，單獨測量。第十二頁，共五十一頁，2022年，8月28日QJ23型直流電阻電橋第十三頁，共五十一頁，2022年，8月28日QJ23型直流電阻電橋第十四頁，共五十一頁，2022年，8月28日（3）當需外接電源時，其正、負極應(yīng)與面板上標有“+”、“—”的接線端鈕分別對應(yīng)連接。外電源的電壓應(yīng)根據(jù)所使用電橋的說明書來選擇，一般為2～4.5V。為保護檢流計，在電流支路上最好串接一個可逐漸減小的可調(diào)電阻，以提高電橋的靈敏度。（4）當需用外接檢流計時，應(yīng)適當選擇靈敏度。靈敏度太高，則電橋難以平衡；太低則達不到應(yīng)有的測量準確度。一般使得電橋在比較臂為最低檔時，外附檢流計指示有明顯變化即可。直流單臂電橋使用注意事項第十五頁，共五十一頁，2022年，8月28日（5）把被測電阻接到電橋面板上標有“R”的兩個接線端鈕上。接線時應(yīng)選用粗而短的連接導線，且各接線端鈕要擰緊，以減少接線電阻和接觸電阻。（6）測量前應(yīng)先估計被測電阻值的大小，適當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)的準確度。（7）使用前應(yīng)把檢流計鎖扣打開，檢查流計是否在零位，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第十六頁，共五十一頁，2022年，8月28日（8）測量時先接通電源按鈕“B”并鎖住，再接通檢流計按鈕“G”

，觀察檢流計指針的偏轉(zhuǎn)情況，調(diào)整電阻R旋鈕值的大小，一直調(diào)節(jié)到檢流計指零。電橋平衡后，應(yīng)先斷開檢流計“G”，再斷開電源“B”根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)情況（大），斷開檢流計按鈕，再調(diào)節(jié)比較臂的標準電阻。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。然后按下檢流計按鈕，觀察指針偏轉(zhuǎn)情況后再斷開，再調(diào)節(jié)比較臂阻值。如此反復進行，直至檢流計指示為零。注意：在調(diào)節(jié)過程中應(yīng)斷開檢流計按鈕，只有當檢流計指示已接近零值時，才能將檢流計按鈕鎖住，以防止電橋在極不平衡時損壞檢流計。直流單臂電橋使用注意事項第十七頁，共五十一頁，2022年，8月28日（9）測量完畢后，應(yīng)先松開檢流計鎖鈕“G”

，后斷開電源支路按扭“B”

，特別是在測量具有大電感電阻時，要防止因斷開電感產(chǎn)生較大的感應(yīng)電勢而損壞檢流計。測量完畢后，應(yīng)將檢流計鎖住，以免在搬運時檢流計因震動而損壞。若檢流計無鎖鈕，應(yīng)將檢流計短路，這可使可動部分在擺動時受到強烈的阻尼作用而得到保護。直流單臂電橋使用注意事項第十八頁，共五十一頁，2022年，8月28日（10）特殊情況下的注意事項1.對測量電容性元件時，應(yīng)先進行充分放電，然后再進行測量。2.考慮溫度對被測電阻的影響，應(yīng)記錄下測量時被測元件的溫度。如測量電機或變壓器繞組電阻時，由于它們工作時的溫度比測量時的確良室溫要高得多，應(yīng)將測得的阻值換算75℃時的阻值，以便與歷次所測得的數(shù)值進行比較。3.在精密測量中，除應(yīng)選用高精度電橋外，為消除熱電勢和接觸電勢對測量結(jié)果的影響，測量過程中應(yīng)改變電源的極性進行兩次測量，取其平均值作為測量結(jié)果。直流單臂電橋使用注意事項第十九頁，共五十一頁，2022年，8月28日（11）因為導體的電阻值是隨溫度變化的，所以在測量時，必須記錄被測導體當時所處環(huán)境的溫度，所測得的結(jié)果都必須進行溫度換算后才能和以前測得的數(shù)據(jù)進行比較。（12）當被測電阻較小時，應(yīng)注意排除測量引線的影響。因為，單臂電橋測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，在測量10Ω以下的電阻時，應(yīng)考慮測量引線電阻和接觸電阻的影響，必要時，應(yīng)單獨測出引線的電阻值，然后從測量結(jié)果中減去引線電阻。直流單臂電橋使用注意事項第二十頁，共五十一頁，2022年，8月28日第二十一頁，共五十一頁，2022年，8月28日操作練習用單臂電橋測量三相異步電動機定子繞組的直流電阻要求與注意事項：按直流單臂電橋的使用方法進行測量練習注意安全使用直流單臂電橋第二十二頁，共五十一頁，2022年，8月28日請您：嚴格遵守安全操作規(guī)程認真操作仔細檢查精確測量把握機會掌握技能收獲成功第二十三頁，共五十一頁，2022年，8月28日第二十四頁，共五十一頁，2022年，8月28日第二十五頁，共五十一頁，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量小阻值的電阻時，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量誤差增大。直流雙臂電橋在測量小阻值的電阻時測量誤差較小。所以，在測量11Ω以下的電阻時，應(yīng)使用直流雙臂電橋。直流雙臂電橋又稱凱爾文電橋或湯姆遜電橋第二十六頁，共五十一頁，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，共五十一頁，2022年，8月28日2－2、直流雙臂電橋的測量原理圖2中的4個電阻R1、R2、R3、R4為橋臂電阻，Rn為標準電阻，Rx為被測電阻，C1、C2代表電流接線端子，P1、P2代表電位接線端子，Rρ代表連接導線電阻。圖2中Rn與Rx各有一對電流端子和電位端子，測量時用一根粗導線將圖中Rρ連接起來與電源成一閉合回路。這時被測電阻Rx和標準電阻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，共五十一頁，2022年，8月28日2－2、直流雙臂電橋的測量原理當電橋平衡時，被測電阻可由下式求得：

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則被測電阻RX就可由Rn決定，即：RX=Rn

(2-2)

R1

R1第二十九頁，共五十一頁，2022年，8月28日2－2、直流雙臂電橋的測量原理這樣就消除了接線電阻和接觸電阻對測量結(jié)果的影響。在制造時，電橋通常都采用兩個機械聯(lián)動的轉(zhuǎn)換開關(guān)，同時調(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的標準電阻。電橋由于有兩組比臂即：R1/R2和R3/R4，所以被稱為雙臂電橋。由于兩組比臂R1/R2和R3/R4在制造時不可能絕對相等，如果不等時，式（4-4）的右兩項即為誤差。從中可見Rp越大則測量誤差越大，所以在用雙臂電橋測量時，希望電流端子所接測量線的電阻Rp越小越好。第三十頁，共五十一頁，2022年，8月28日2－3、直流雙臂電橋的使用注意事項

1）被測電阻必須按四端子接線進行連接，不允許將電位端子與電流端子接于同一點。否則會給測量結(jié)果帶來誤差。2）測量引線應(yīng)盡可能短，且與被測電阻接觸良好。3）應(yīng)按照電橋的說明書選用電源。若無文字資料可循，可按大于被測電阻或標準電阻額定電流的一半作為電源的工作電流。第三十一頁，共五十一頁，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型雙臂電橋為例，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，以提高從流計的靈敏度。面板上的K開關(guān)是放大器的電源開關(guān)，靈敏度旋鈕調(diào)節(jié)放大器的放大倍數(shù)以實現(xiàn)檢流計的靈敏度調(diào)節(jié)。該檢流計除有表頭上的機械調(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，用面板上的倍率開關(guān)切換。該電橋的比較臂電阻由一個十進位電阻（10×0.01Ω）與一個0.001～0.01Ω的滑線電阻串聯(lián)組成。第三十二頁，共五十一頁，2022年，8月28日2－4、直流雙臂電橋的操作步驟：1）接通K開關(guān)，待放大器穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕檢流計指針指零。2）將被測電阻以四端接線接入電橋C1、P1、C2、P2的接線柱上。3）估計被測電阻值，選擇適當倍率，調(diào)節(jié)檢流計靈敏度在最低位置。按下B和G按鈕，調(diào)節(jié)步進電阻盤和滑線電阻盤，并在檢流計靈敏度為最大時，使電橋達到平衡。步進讀數(shù)和滑線讀數(shù)之和乘上使用的倍率，就等于被測量的電阻數(shù)。4）外接電源為1.5～2V，容量＞10AH。第三十三頁，共五十一頁，2022年，8月28日2－5、QJ44型雙臂電橋使用注意事項1）對帶有電感繞組進行直流電阻測量時，應(yīng)先按下“B”按鈕，再按下“G”按鈕；斷開時，應(yīng)先斷開“G”按鈕，后斷開“B”按鈕。2）避免長時間通過大電流，“B”按鈕應(yīng)間歇使用。3）儀器長期不用時，應(yīng)取出電池和松開按鈕。4）如發(fā)現(xiàn)檢流計靈敏度低時，應(yīng)更換B1電池（6F22/9V2節(jié)并聯(lián)）或B電池（1.5V、1號電池4～6節(jié)并聯(lián)）。5）被測電阻至電橋的連接導線電阻應(yīng)小于0.01Ω。6）在測量完畢后，將K開關(guān)板向斷開位置?！癇”和“G”按鈕應(yīng)松開。7）外接電源時，內(nèi)附1.5V電池必須取出。第三十四頁，共五十一頁，2022年，8月28日請多練習。謝謝大家！第三十五頁，共五十一頁，2022年，8月28日《電工》中級工課題六

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

1準備工作：將1號電池和9V電池分別裝入電橋中；接通“K”開關(guān)，穩(wěn)定2min；調(diào)節(jié)檢流計指針在零位評分標準未裝電池扣5分；少裝一種扣2.5分；未接通開關(guān)扣5分；未調(diào)零扣5分第三十七頁，共五十一頁，2022年，8月28日2、測量電阻值：考試要求

按要求接好連接線；將靈敏旋鈕放在最低位置；估計被測電阻值的大小，將倍率開關(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)步進讀數(shù)和滑線盤；適當調(diào)節(jié)靈敏度，使檢流計指針指在零位，電橋平衡；若被測電阻值在0.1Ω以下,”B”按鈕應(yīng)間歇使用評分標準接錯一處扣5分；靈敏旋鈕放置不正確扣5分；未估計阻值選擇倍率開關(guān)扣6分；按錯按鈕每次扣5分；調(diào)節(jié)方法錯誤扣10分；未正確調(diào)節(jié)靈敏度扣6分；“B”按鈕使用方法不當每次扣2分第三十八頁，共五十一頁，2022年，8月28日3、計算結(jié)果：考試要求

按公式算出被測電阻值評分標準

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

松開“B”、“G”按鈕，“K”開關(guān)扳到“斷位”，取出電池；拆除所有連接線，清理現(xiàn)場評分標準少復位每處扣2分；未拆連接線扣5分考試時間20min

第四十頁，共五十一頁，2022年，8月28日《電工》高級工課題二

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