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第2章仪表基础知识 仪表是电路实训中最重要的工具 在实训的过程中掌握一些常用仪表的使用 以及培养各仪表之间知识的迁移能力 通过实训 加深对常用电工仪表基本原理的理解 了解常用电工仪表的分类和使用方法 1 实训目的 1 电工仪表的基本知识 2 常用电工仪表的使用方法 2 实训内容 2 1电工仪表的分类 基本原理与应用 用来测量电流 电压 电阻 功率和功率因数等电量的仪表 称为电工仪表 按照电工仪表的结构 通常分为三类 磁电式仪表 电磁式仪表和电动式仪表 磁电式仪表的表头通常是微安或毫安级的 过载能力差 易损坏 但刻度均匀 电磁式仪表通常可作为交直流两用表 过载能力较强 但刻度不均匀 灵敏度不高 电动式仪表可制成交直流表 过载能力较差 但灵敏度高 2 2功率表 功率表又称瓦特表 功率表的内部有两条独立支路 一条是电流支路 另一条是电压支路 为使功率表接线不发生错误 通常在电流支路和电压支路的端点上标有特殊标记 表示同名端 电流线圈要串联接入电路 其 端与电源连接 非 端要接到负载端 电压线圈要并联接入电路 其 端可接电流线圈的任一端 非 端必须跨接到负载的另一端 一般分为前接和后接 图2 1功率表接线图 图2 2前接法 图2 3后接法 电压线圈的电压为电流线圈电压与负载电压之和 电流线圈中的电流为电压线圈电流与负载电流之和 功率表的量程是由电流量程和电压量程共同决定的 在实际测量时 为保护功率表 通常要接入电压表和电流表 以监视被测电压 电流不超过功率表的电压和电流的量程 万用表结构简单 使用方便 可以用来测量电阻 电流和电压等电路参数 是不可缺少的电工测量仪表 有指针式和数字式两种万用表 2 3万用表 指针式万用表是由一个动圈式直流电流表头 分流电阻 用以扩大电流的测量范围 倍率电阻 用以扩大电压的测量范围 整流电路 电池和切换开关等部分构成 数字式万用表使用A D转换器 将测量值转换成数字 再通过计数和显示驱动电路 将测量结果以数字的形式显示出来 2 3 1基本原理 图2 4直流电压测量电路 当量程选择100V 由图2 4可看出 电表内阻阻值为电流表的内阻加上串联接入的分压电阻的阻值之和 所以表的内阻 2K 18K 180K 1 8M 18M 20M 如果满偏 则电流为50 A 所以表笔两端的电压为100V 注意 同一电量选用不同量程时 由于内阻相差很大 示数也不一样 而且存在较大的误差 根据测量需要 选择正确的功能档位 万用表的两枝表笔 按红 黑负 的接法接到测量端 通常在进行电流和电压测量之前 要估计一下电流和电压值的范围 先选择最大量程 然后根据示数进行调整 直至合适量程 2 3 2常用测量 1 直流电压测量测量时 将红表笔接到电压高的一端 黑表笔端接到电压低的一端 如果极性接反 指针会反向偏摆 容易损坏表针 如果是数字表 通常显示负号 在测量电压时 要注意万用表的极性 2 直流电流测量测量时将万用表串接在电路中 避免将万用表并联到被测部位两端 由于电流表内阻很小 极易造成短路 损坏电表或发生事故 3 电阻测量测量前 先将指针表两表笔短接 使表针指在0欧姆处 然后再进行电阻测量 表笔极性任意 一般来说 在测量阻值时 通常要把电阻某个引脚从电路中断开 测量含有大电容或大电感电路中的电阻时 电容或电感上的电荷必须放尽 4 二极管检测二极管正向导通时 阻抗很小 通常小于1K欧姆 而反相阻抗很高 通常高于100K欧姆 注意 一般情况下 指针万用表的红表笔接内置电池的负端 黑表笔接内置电池的正端 数字式万用表则相反 交流毫伏表是用来测量交流电压幅值的仪表 灵敏度和精确度都很高 毫伏表最低能测量到电压微伏级 主要是由放大电路 检波电路和指示电路三部分组成 2 4交流毫伏表 图2 5交流毫伏表面板 2 4 1交流毫伏表面板 1 电源开关 2 输入端口 输入信号 3 零点调节 机械调零 开机前 如表头不在零位时进行调节 4 量程旋钮 开机前应将量程调至最大处 当有输入信号时 调节量程旋钮 准确取值 5 输出端口 输出信号 1 机械调零 2 零点校正 3 连接方法 4 量程选择 5 仪表读数 6 注意事项 由于毫伏表的灵敏度较高 测量时 先做好可靠接地 后接输入信号 测量结束时 则应按相反顺序取下连线 否则 电路的感应电压 如人体感应电压 会使指针偏转过量而损坏指针 通常在使用毫伏表时 先把量程打到300V档位 最高电压档位 以免损坏表针 2 4 2使用方法 信号发生器是产生各种信号的设备 并具有数字频率计 计数器及电压显示功能 应用十分广泛 2 5函数信号发生器 图2 6函数信号发生器面板 2 5 1函数信号发生器面板 1 将电压信号输入到示波器 进行波形观察 2 调节波形选择开关 进行三角波 正弦波和方波选择 3 调节频率选择开关 进行输出波形频率粗调 4 调节频率旋钮 进行频率细调 在每一频段内可以使输出频率连续可调 5 旋转幅度旋钮 调节电压幅值 6 调节衰减按钮 可获得20dB 40dB和60dB三种衰减量 7 波形占空比调整 2 5 2使用方法 在实训过程中 波形 频率和幅值的调节为最常见 示波器是一种综合性的电信号测试仪器 用它可以直接观察到信号的波形 也可以测量信号幅值 相位 频率等 双踪示波器可同时显示两路信号波形 2 6双踪示波器 图2 7双踪示波器面板 2 6 1双踪示波器面板 YB4320F型 1 信号幅值测量与读数 2 6 2使用方法 图2 9交流信号幅值测量 垂直方向读数 垂直距离 垂直灵敏度 探头衰减比 4 4DIV 2 周期或频率测量与读数 水平方向读数 水平距离 时间灵敏度 图2 10信号周期测量 3 正弦信号相位差的测量与读数 图2 11相位差测量 相位差绝对值的值应该小于周期值 直流稳压电源具有稳压 稳流功能 由于输出电压 电流稳定 通常作为直流电压源和直流电流源使用 2 7直流稳压电源 图2 12直流稳压电源面板 2 7 1直流稳压电源面板 YB1719型 1 打开电源开关 2 调节电压调节旋钮 窗口显示的电