常用电工仪表使用.ppt

常见电工仪表的使用 安海科 一 电流表的原理构成和使用 直流电流表的构成就是把磁电系测量机构动圈电路与分流电阻并联而成 分流电阻越小量程就会越大 交流电流表的构成就是把电磁系测量机构固定线圈的线径进行适当的改变就会得到不同量程的交流电流表 使用电流表要注意 一 直流电流表与交流电流表不能替代 二 是电流表必须串联在被测量的电路中 三 是量程要与测量范围相适应 二 电压表的原理构成和使用 直流电压表的构成就是把磁电系测量机构动圈电路与电阻串联而成 串联电阻越大量程就会越大 交流电压表的构成就是把电磁系测量机构固定线圈与电阻串联而成 串联电阻越大量程就越大 使用电压表要注意一 直流电压表与交流电压表不能替代 二 是电压表必须并联在被测量的电路中 三 是量程要与测量范围相适应 三 钳型电流表的原理构成和使用方法 钳型电流表是在不切断电路情况下测量导线电流的可携式仪表 它分为交流和交直流两种类型 用来测量交流电流的钳型电流表就是把电流互感器和电流表合装一体而成的一种电流表 如图4 6所示 电流互感器的铁心像钳子 测量时先按下手柄使铁心张开 套进被测电路的导线 使被测电路的导线成为电流互感器的一次绕组 只有一匝 再放松手柄使铁心的钳口闭合 形成闭合磁路 这时接在二次线圈上的电流表就直接指示出被测的电流值 这种钳型电流表一般用于测量5 1000A范围内的电流 几种不同量程由旋钮6来进行调节 交直流两用钳型电流表 是用电磁系测量机构组成的 其结构如图4 7所示 卡在铁心钳口中的被测导线相当于电磁系机构中的线圈 被测电流在铁心中产生磁场 位于铁心缺口中的可动铁片在此磁场的作用下而偏转 从而带动指针针示出被测电流的数值 2 钳型电流表使用注意事项 测量前应先估计被测电流的大小 以选择合适的量限 或先用较大的量限测一次 然后根据被测电流的大小调整合适的量限 钳口相接处应保持清洁 如有污垢应用汽油擦洗 使之平整 接触紧密 磁阻小 以保证测量准确 在测量5A以下电流时 为得到较准确的读数 在条件许可时可把导线向同一方向多绕几圈放进钳口进行测量 这时所测电流实际值应等于电流表读数除以放进钳口中的导线根数 一般钳型电流表适用于低压电路的测量 被测电路的电压不能超过钳型电流表所规定的使用电压 无特殊附件的钳型电流表 严禁在高压电路中直接使用 若被测电路电压较高时 应严格按有关规程规定进行测量 以防止接地或触电 测量时 每次只能钳入一相导线 不能同时钳入两相或三相导线 因为在三相平衡负载的线路中 每相的电流值相等 若钳口中放入一相导线时 钳型表指示的是该相的电流值 当钳口中放人两相导线时 该表所指示的数值实际上是两相电流的相量之和 指示值与放入一相时相同 如果三相同时放入钳口 当三相负载平衡时 钳型电流表读数为零 钳型电流表使用注意事项2 为了提高测量的准确性 被测导线的位置应放在钳口中央 钳型铁芯不要靠近变压器和电动机的外壳以及其他带电部分 以免受到外界磁场的影响 使用钳型电流表时 应戴绝缘手套 穿绝缘鞋 观测表针时 要特别注意人体 头部与带电部分保持足够的安全距离 测量回路电流时 钳型电流表的钳口必须钳在有绝缘层的导线上 同时要与其他带电部分保持安全距离 防止发生相间短路事故 测量中选择量程要先张开铁芯动臂 禁止在铁芯闭合情况下更换电流档位 钳型电流表使用注意事项3 测量低压熔断器和水平排列低压母线的电流时 测量前应将各相熔断器和母线用绝缘材料加以隔离 以免引起相间短路 同时应注意不得触及其他带电部分 测量完毕后 应把选择开关拨到空档或最大电压量程一档 以防下次使用时因忘记选择量程而烧坏电流表 钳型电流表使用注意事项4 万用表的使用方法 1 使用万用表时 首先将两支测试棒插入插孔或接到接线端钮上 红色表笔应插入有 号的插孔 黑色表笔插入有 一 号的孔 以避免测量时接反 2 使用前 应检查指针是否指在零位上 如不在零位 可调整表盖上的机械零位调整器 使指针恢复至零位 3 测电压时 应把万用表并联接入电路 测电流时 应把万用表串联接入电路 4 测交流电路时 不分极性 测直流电路时 应注意 一 极性 万用表的正负端应按测量电流或电压分别与被测电路正确连接 5 测交直流2500V高电压时 应将红表笔插入专用的2500V插孔中 6 根据被测量的种类和大小 将转换开关旋转到相应的档位 并找出相对应的刻度标尺 有的万用表有两个旋钮 一是种类选择旋钮 二是量程变换旋钮 使用时应将两个旋钮都旋到相应的档位 7 在测量电阻前 应先将两测试棒短接 再旋转欧姆调零旋钮 使指针正好指在欧姆刻度尺的零位上 但调整时间要短 以减少电池损耗 如无法使指针调到零位时 则说明万用表内的电池电压太低 应更换新电池 万用表的使用方法2 万用表使用注意事项 1 在接入电路进行测量前 需先检查转换开关是否在所测档位上 不得放错 2 测量电阻时 必须将被测电阻与电源断开 因电阻挡是由电池供电的 为此被测电路上的电阻元件决不能带电测量 否则会烧坏表头 当电路中有电容时 须先将电容短路放电 以免损坏仪表 3 用欧姆档判别晶体二极管的极性和晶体三极管的管脚时 应记住 插孔是接自内附电池的负极 且量程应选R 100或R 10挡 因用R 1挡测试时 电流过大 而用R 10K挡测试时 电压太高 都会使晶体管损坏 万用表使用注意事项2 4 选档要正确 包括被测量和量程的选择 否则可能因选择不当而烧坏仪表 如不确定 可先将量程放到最高挡 然后再转换到合适的挡位 严禁带电转换量程 以免电弧损坏开关 5 不准用欧姆挡去直接测量微安表头 检流计 标准电池等的电阻 以免损坏仪器 6 在测量时 不要接触测试棒的金属部分 以保证安全和测量的准确性 并应注意表笔的插孔是否与所测量相符 7 万用表使用后 应将转换开关旋至交流电压最高挡或空挡 若停留在欧姆挡 当两根测试棒相碰时 会长期消耗电池的电能 这样做更重要的是可以避免再次测量电压时 因忘调转换开关位置 仍放在欧姆挡 而烧坏表头 8 万用表是一种比较精密的仪表 应谨慎使用 要注意防震 防潮和防高温 不用时应放在干燥的地方 1 按被测设备的电压等级选用兆欧表规格 一般测量100V以下低压电气设备或回路的绝缘电阻时 应使用250V电压等级的兆欧表 测量额定电压为500 100V电气设备或回路的绝缘电阻时 应采用500V电压等级的兆欧表 测量额定电压为3000 500V电气设备或回路的绝缘电阻时 应采用1000V兆欧表 测量1000 3000V电气设备或回路的绝缘电阻时 应采用2500V兆欧表 测10000V及以上电气设备或因路的绝缘电阻时 应采用2500V或5000V兆欧表 兆欧表的使用方法 2 兆欧表有 线 L 地 E 和 屏 G 三个接线柱 进行一般测量时 只要把被测剿电阻接在 L 和 E 之间即可 但在被测绝缘电阻本身表面不干净或潮湿的情况下 为了避免因被测绝缘电阻设备表面漏电而影响读数的准确 必须使用屏蔽 G 接线柱 如测量电缆的绝缘电阻时 还需将屏蔽 G 柱接到电缆的绝缘层上 测量变压器绝缘电阻时 将屏蔽 G 柱接引绝缘套管上等 3 测量时 应先将被测设备脱离电源 进行充分对地放电 并清洁表面 4 测量前 先对兆欧表做开路和短路检验 短路时看指针是否指到 0 位 开路时看指针是否指到 位 若兆欧表能分别指示在 O 位和 位 说明表是良好的 如果指针指示不灵活或不到位 说明仪表有故障 不能使用 兆欧表的使用方法2 5 测量时 兆欧表必须放平 以120r min的恒定速度转动兆欧表孚柄 使指针逐渐上升直到达到稳定值后 再读取绝缘电阻值 切忌忽快忽慢 否则会影响测量精度 如遇被测物短路 表针摆到 0 点时 应立即停止摇动 以避免烧坏兆欧表 6 对于电容量大的设备 在测量完毕后 必须将被测设备对地进行放电 7 记录被测设备的温度和气候情况 兆欧表的使用方法3 1 仪表的发电机电压等级应与被测物的耐压水平相适应 以避免被测物的绝缘击穿 2 禁止摇测带电设备 双回路架空线路或双母线 当一路带电时 不得测量另一路的绝缘电阻 以防高压的感应电危害人身和仪表的安全 3 严禁在有人工作的线路上进行测量工作而危害人身安全 雷电时 禁止用兆欧表在停电的高压线路上测量绝缘电阻 4 在兆欧表没有停止转动或被测设备没有放电之前 切勿用手去触及被测设备或兆欧表的接线柱 兆欧表使用注意事项1 2 兆欧表使用注意事项 2 兆欧表使用注意事项 2 兆欧表使用注意事项 5 使用兆欧表摇测设备绝缘时 应由两人操作 6 摇测用的导线应使用绝缘线 两根引线不能绞在一起 其端部应有绝缘套 7 在带电设备附近测量绝缘电阻时 测量人员和兆欧表的位置必须选择适当 保持与带电体的安全距离 以免兆欧表引线或引线支持物触碰带电部分 移动引线时 必须注意监护 防止工作人员触电 8 遥测电容器 电力电缆 大容量变压器及电机等电容较大的设备时 兆欧表必须在额定转速状态下方可将测电笔接触或离开被测设备 以避免因电容放电而损坏摇表 兆欧表使用注意事项2 模块2直流单臂电桥的使用与分析 一 教学目标终极教学目标 熟悉直流单臂电桥测量电阻的操作步骤 分析其工作原理 促成教学目标 熟练掌握欧姆定律的应用理解电阻的串 并联特性掌握电阻混联电路的分析和计算过程动手采用直流单臂电桥测量电阻 理解其工作原理二 工作任务能采用直流单臂电桥测量电阻 当直流单臂电桥检流计指示值为零的时候 计算各电阻中电流的大小 三 实践知识 直流单臂电桥 电阻元件是直流电路中最重要的元件之一 有关电阻值的测量方法也多种多样 通常最普遍的方法是直接采用万用表来测量 只不过测量的结果误差较大 实验室里往往采用伏安法来测量 步骤比较烦琐 要想精确的测量电阻阻值 直流电桥是最佳的测量仪表 直流电桥按其功能可分为直流单臂电桥和直流双臂电桥 其中直流单臂电桥主要适合精确测量1 以上的电阻 所以使用比较广泛 1 直流单臂电桥简易原理图 图1 24是直流单臂电桥简易原理图 当电桥检流计指示值为零的时候 才可以进行读数 图1 24直流单臂电桥简易原理图 2 直流单臂电桥外壳上的部件 1 检流计指针 当有电流流过检流计时 指针会发生偏转 流过电流的方向不同 指针偏转的方向也不同 2 比例臂旋钮 比较臂旋钮 分别连接R1以及R2 R3电阻 实际电路中电阻有多组 通过调节旋钮可以选择相应的电阻与之相连接 最后的Rx读数为比例臂和比较臂读数的乘积 调零器 用以测量前的指针调零工作 必须先将检流计锁扣打开 才能进行调零 Rx接线柱 用以接被测电阻 检流计连接片 通常放在 外接 位置 为提高在高阻值测量中的精度 需外接高灵敏度检流计时 应将连接片放在 内接 位置 外接检流计接在 外接 两端钮上 检流计按钮开关 G 和电源开关 B 旋转90 可锁住 测量过程中调平衡时按下按钮 B 然后轻按检流计按钮 G 在测量具有电感的元件 如线圈 完毕时 需先松开检流计按钮 后松开电源按钮 图1 25直流单臂电桥外形图 3 直流单臂电桥测量过程 1 将被测电阻接入 Rx 接线柱两端 估计被测电阻值 选择比例臂的适当数值 检查无误后 先按下电源开关 B 再按下检流计按钮开关 G 按钮开关 B G 旋转90 可锁住 调节比较臂的四支旋钮 使检流计指针指 零 此时电桥平衡 被测电阻值等于 比例臂读数乘比较臂读数 欧姆 2 如无法估计被测电阻值 一般将比例臂放在1档 比较臂放在1000欧上 按下 B 按钮 然后轻按 G 按钮后即松开 如检流计指针晃向 的一边 说明被测电阻大于1000欧 可把比例臂放在10档 再次接下 B G 按钮 如果指针仍在 边 可把比例臂放在100档 如果开始时指针晃向 边 则说明被测电阻小于1000欧 可把比例臂放在0 1档或0 01档上 如此 可得Rx的大约数值然后选定倍率 调节四个比较臂读数盘 使检流计平衡 4 直流单臂电桥使用注意事项 1 使用前先把检流计锁扣或短路开关打开 并调节调零器使指针或光点置于零位 2 Rx接好后 先估计一下被测量的电阻阻值范围 选择合适的R2 R3比率 以保证比较臂R4的四档电阻都能充分使用 例如 Rx为几个欧姆时 应选比率为0 001 3 电源和检流计按钮的使用 测量时先按 电源 按钮 再按 检流计 按钮 选定倍率后 若检流计指针向 偏转 说明R4电阻小了 应增加比较臂R4数值 反之 指针若向 偏转 则应减小R4数值 测量完毕 先松开检流计按钮 后松开电源按钮 特别是在测量具有电感的元件 如线圈 一定要遵守上述操作顺序 否则将有很大的自感电动势作用于检流计 造成检流计损坏 4 在电桥调平衡过程中 不要把检流计按钮按死 应是每改变一次比较臂电阻 按一次按钮测量一次 直至检流计偏转较小时 再按死检流计按钮 5 测量结束不再使用时 应将检流计的锁扣锁上 问题 为什么直流单臂电桥这种桥式结构可以测量Rx阻值呢 它的工作原理是怎样的 这就需要我们讨论一下电阻的串并联问题 四 理论知识1 电阻的串并联 1 电阻串联电路设电压 电流参考方向关联 则A 电流 各电阻顺序连接 各电阻中流过的电流相同 B 电压 电路的总电压等于各串联电阻的电压之和 即 C 等效电阻 电阻串联 其等效电阻等于各分电阻之和 等效电阻大于任意一个串联的分电阻 即 D 分压 若已知串联电阻两端的总电压 求各分电阻上的电压称分压 电阻串联 各分电阻上的电压与电阻值成正比 电阻值大者分得的电压大 因此串联电阻电路可作分压电路 E 功率 电阻串连时 各电阻消耗的功率与电阻大小成正比 即电阻值大者消耗的功率大 等效电阻消耗的功率等于各串连电阻消耗功率的总和 2 电阻的并联 设电压 电流参考方向关联 则A 电压 各电阻并联连接 各电阻中两端的电压相同 B 电流 电路的总电流等于各并联电阻的电流之和 G 1 R为电导 C 等效电阻 D 分流 若已知并联电阻电路的总电流 求各分电阻上的电流称分流 E 功率 电阻并联时 各电阻消耗的功率与电阻大小成反比 即电阻值大者消耗的功率小 等效电阻消耗的功率等于各并连电阻消耗功率的总和 电路中有电阻的串联 又有电阻的并联的电路称电阻的串并联电路 电阻相串联的部分具有电阻串联电路的特点 电阻相并联的部分具有电阻并联电路的特点 3 电阻的混联 例1求图1 31所示电路的I1 I4 U4 解 用分流方法 用分压方法 从上题可得求解串 并联电路的一般步骤 A 求出等效电阻或等效电导 B 应用欧姆定律求出总电压或总电流 C 应用欧姆定律或分压 分流公式求各电阻上的电流和电压 判别电路的串并联关系一般应掌握下述四点 A 看电路的结构特点 若两电阻是首尾相联就是串联 是首首尾尾相联就是并联 B 看电压电流关系 若流经两电阻的电流是同一个电流 那就是串联 若两电组上承受的是同一个电压 那就是并联 C 对电路作变形等效 如左边的支路可以扭到右边 上面的支路可以翻到下面 弯曲的支路可以拉直等 对电路中的短线路可以任意压缩与伸长 对多点接地可以用短路线相连 D 找出等电位点 对于具有对称特点的电路 若能判断某两点是等电位点 则根据电路等效的概念 一是可以用短接线把等电位点联起来 二是把联接等电位点的支路断开 因支路中无电流 从而得到电阻的串并联关系 4 判别电路的串并联关系 练习题 求下列各电路中的等效电阻RAB 直流单臂电桥的原理分析 1 原理分析 图1 32是QJ24型直流单臂电桥原理图 其中R2 R3 R4为标准电阻元件 R4为比较臂 R2 R3为比率臂 R2 R3 单臂意即单比率臂 Rx为被测电阻 是为测量臂 直流单臂电桥用于测量阻值 1 0 1M 直流电阻 当电桥平衡时有 2 数值计算 如图1 33 已知E 4 5V R1 4 R2 10 R3 5 当直流单臂电桥检流计指示值为零的时候 计算各电阻中电流的大小 解 当检流计指示值为零时 即意味着b c两点同电位 R1与RX串联 R2与R3串联 然后两者再并联 电桥平衡时 RX 2 总电流I E R总 E R1 RX R2 R3 1 05AI1 R2 R3 I R1 R2 R3 R4 0 75AI2 I I1 0 3A 五 拓展知识直流双臂电桥 直流单臂电桥只能测量1欧以上的电阻 而直流双臂电桥 用于测量低值 1欧以下 直流电阻 如果低值电阻仍使用单臂电桥测量 则因Rx很小 而R2 R3 R4也必然很小 四个臂相联接的接点处的接触电阻值和接线电阻值都不容忽略 会使测量结果造成极大的误差 而双臂电桥则解决了这些问题 模块3QJ44型直流双臂电桥 一 用途QJ44型携带式直流双臂电桥 内附晶体管检流计和能内附工作电源 适合于工矿企业 实验室或车间现场 对直流以低值电阻作准确测量 如用来测量金属导体的导电系数 接触电阻 电动机 变压器绕组的电阻值 以及其它各类直流低值电阻 二 电桥主要性能1 准确度等级 0 2级 2 使用温度范围 5 45 3 测量范围 0 00001 11 基本量限0 01 11 4 准确度 电桥在环境温度为20 10 相对湿度小于80 的条件下 在基本量限内 允许测量误差为 I I a Rmax 允许误差为滑线读书刻度4小格 准确度等级 0 2级 Rmax 电桥读数的满刻度 5 内附晶体管检流计 具有足够的灵敏度 在基本量限内 当滑线读数盘刻度变化4小格 检流计指针偏离零位不小于1格 6 电桥的工作电源为1 5V 2V 内附电源为1 5V1号手电筒电池4节并联 晶体管检流计