电工仪表及测量课件

第七章

电工仪表及测量石家庄市安科中心安全培训本章学习要点了解电工仪表分类、工作原理及使用要求；掌握常用电路物理量的测量方法；熟练掌握电压表、电流表、钳形电流表、兆欧表、接地电阻测试仪、电能表、直流单臂电桥、万用表等电工仪表的使用方法。本章为六课时目录电工测量基本知识电流与电压的测量钳形电流表万用表兆欧表电能的测量直流电桥电工测量的基本知识第一节电工测量电工测量，就是将被测的电量或电参数与同类标准量进行比较，从而确定出被测量大小的过程。电工仪表的分类电工仪表按结构和用途的不同，主要分以下三类：指示仪表比较仪表数字仪表电工指示仪表的分类方法指示仪表按工作原理分磁电系仪表电磁系仪表电动系仪表感应系仪表按使用方法分类安装式和便携式两类按准确度等级分类有0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0级按被测量名称分类有电流表、电压表、功率表、电能表等按使用条件分类分A、B、C三组仪表比较仪表数字仪表智能仪表直流比较仪表交流比较仪表数字式电压表、数字式万用表等数字式存储示波器等电工指示仪表电工指示仪表的特点是：能将被测量转换为仪表指针的机械偏转角，并通过指示器直接指示出被测量的大小，故又称为直读式仪表。常见的指针式万用表和电压表就属于指示类仪表。比较仪表比较仪表的特点是在测量过程中，通过被测量与同类标准量进行比较，再根据比较结果才能确定被测量的大小，因此，比较仪表中必须有度量器（即同类标准量）的直接参与。比较仪表又分直流比较仪表和交流比较仪表两大类。直流电桥属于直流比较仪表，交流电桥属于交流比较仪表。数字仪表数字仪表的特点是采用数字测量技术，并以数码的形式在屏幕上直接显示出被测量的数值。数字仪表的种类很多，常用的有数字式电压表、数字式万用表、数字式频率表等。电工仪表标志的识别常用电工仪表简介磁电系仪表准确度高、灵敏度高刻度均匀，便于读数消耗功率小过载能力小只能测量直流常用电工仪表简介电动系仪表电动系仪表的准确度高很高，可达0.1级。交直流两用，并且能测量非正弦电量的有效值。能构成多种仪表，测量多种参数。电动系功率表的标度尺刻度是均匀的。电动系电流表、电压表的标度尺刻度不均匀。仪表读数易受外磁场的影响。电动系仪表本身消耗的功率较大。过载能力小。常用电工仪表简介感应系仪表感应系仪表的结构：驱动元件转动元件制动元件计度器电流与电压的测量第二节电流的测量仪表型式和量程的选择：测量直流时，可使用磁电系、电磁系或电动系仪表，由于磁电系仪表的灵敏度和准确度最高，所以使用最为普遍。测量交流时，可使用电磁系、电动系仪表，其中电磁系仪表应用较多。要根据被测电流的大小来选择适当的仪表，例如安培表，毫安表或微安表。电流的测量电流表的接线：直流电的测量电流的测量交流电流的测量电压的测量电压表的型式和量移的选择：电压表和电流表在结构上基本上是一样的，只是仪表的附加装置和在电路中的接法有所不同。电压表的选择方式与电流表的选择方式相同，例如，根据被测电压的大小，选用伏特表或毫伏表。电压的测量接线方式：L1L2L3钳形电流表第三节钳形电流表钳形电流表的最大优点是能在不停电的情况下测量电流。1-电流表2-电流互感器3-铁心4-把手5-二次侧6-被测导线电磁系钳形电流表电磁系钳形电流表主要由电磁系测量机构组成。钳形电流表的正确使用测量前先估计被测电流的大小，选择合适的量程。测量时应将被测电流导线置于钳口中央，以避免增大误差。钳口要结合紧密。测量5A以下的较小电流时，为使读数准确，在条件许可的情况下，可将被测导线多绕几圈再放人钳口进行测量测量完毕，一定要将仪表的量程开关置于最大量程位置上，以防下次使用时，由于使用者疏忽而造成仪表损坏。万用表第四节万用表万用表是一种可以测量多种电量，具有多种量程的便携式仪表。一般情况下，万用表主要用来测量直流电流、交直流电压和电阻。有的万用表还能够测量交流电流、电感、电容、晶体三极管的hFE值等。万用表是电工必备的仪表之一。万用表的结构万用表主要由测量机构、测量线路和转换开关3部分组成。万用表的工作原理万用表使用方法及使用注意事项使用之前要调零要正确接线要正确选择测量挡位要正确读数要注意操作安全兆欧表第五节兆欧表绝缘电阻表也叫兆欧表，它是专门用于测量绝缘电阻的最常用的仪表。由于它在测量绝缘电阻时本身就备有高电压电源，所以绝缘电阻表用于测量绝缘电阻即方便又可靠。兆欧表的结构绝缘电阻表是一种专门用来检查电气设备绝缘电阻的便携式仪表。一般的绝缘电阻表主要由手摇直流发电机、磁电系比率表以及测量线路组成。兆表的选择兆欧表的额定电压一定要与被测电气设备或线路的工作电压相适应。绝缘电阻表的测量范围要与被测绝缘电阻的范围相符合，以免引起大的读数误差。不同额定电压绝缘电阻表的

使用范围测量对象被测设备的额定电压／V绝缘电阻表的额定电压／V线圈绝缘电阻＜500500≥5001000电力变压器、电机线圈绝缘电阻≥5001000～2500发电机线圈绝缘电阻≤3801000电气设备绝缘电阻＜500500～1000≥5002500绝缘子—2500～5000兆欧表的接线当测量电力设备对地的绝缘电阻时，应将L接到被测设备上，E可靠接地即可。但当被测绝缘体表面漏电严重（如测量表面不干净或潮湿的电缆绝缘电阻）时，为了能够准确测量其绝缘材料内部的绝缘电阻，就必须使用G端钮。兆欧表的检查开路试验：在绝缘电阻表未接通被测电阻之前,摇动手柄使发电机达到120r/min的额定转速,若指针指在标度尺“∞”的位置，则认为开路试验合格。短路试验：将端钮L和E短接后进行短路试验，缓慢摇动手柄，若指针指在标度尺的“0”位置，则认为绝缘电阻表短路试验合格。兆欧表的使用注意事项测量前必须将被测设备电源切断，并对地短路放电，绝不允许设备带电进行测量，以保证人身和设备的安全。对可能感应出高电压的设备，必须消除这种可能性后，才能进行测量。被测物表面要清洁，尽量减少接触电阻，确保测量结果的正确性。测量前要检查绝缘电阻表是否处于正常工作状态，即进行开路试验和短路试验且合格。兆欧表的使用注意事项绝缘电阻表使用时应放在平稳、牢固的地方，且远离大的外电流导体和外磁场。绝缘电阻表与被测设备间的连接导线不能用双股绝缘线或绞线，应用单股线分开单独连接，以避免线间电阻引起的误差。摇动手柄时应由慢渐快至额定转速120r/min，在此过程中，若发现指针指零，说明被测绝缘物发生短路事故，应立即停止摇动手柄，以防表内线圈因发热而损坏。兆欧表的使用注意事项测量具有大电容设备的绝缘电阻，测量后不能立即停止摇动绝缘电阻表，以防已充电的设备放电而损坏绝缘电阻表。应在读数后一边降低手柄转速，一边拆去接地线。在绝缘电阻表停止转动和被测物充分放电之前，不能用手触及被测设备的导电部分。测量设备的绝缘电阻时，应记下测量时的温度、湿度、被测设备的状况等，以便于分析测量结果。电能的测量第七节电能表的主要技术参数单相电能表的额定电压多为220V。三相电能表的额定电压为380V（三相两元件）、380/220（三相三元件)。电能表的额定电流有1A、2A、3A、5A10A等很多等级。凡类似5（10）A标志者，括号外数字表示该电能表额定电流为5A；括号内数字表示该电能表改变内部接线后其额定电流可扩大为10A。电能表上都标志有电能表常数。电能表常数表示每用电Ikw.h所对应的铝盘转数。电能表电流线圈的直流电阻很小，而电压线圈的直流电阻约为1000-2000Ω电能表的安装接线连接时，只要将1、3端接电源，2、4端接负载即可。三相三元件电能表的接线见后图所示，其中图A所示三相直入式接线；当被测电流太大时，应使用图B所示的三相经电流互感器接人式接法。A三相直入式B三相经电流互感器接入式三相三元件电能表接线图电能表的安装接线电能表的安装要求电能表接线时应注意分清各接线端子；三相电能表按正相序接线；经互感器接线者极性必须正确。电压线圈连接线应采用1.5mm2绝缘铜线，电流线圈连接线直入者应采用与线路导电能力相当的绝缘铜线（6mm2以下者用单股线）经电流互感器接入者应采用2.5mm2绝缘铜线，互感器的二次线圈和外壳应可靠接地。通常要求电能表与配电装置装在一处，电能表应安装在配电装置的左方或下方。安装高度应在0.6－1.8m范围内（表的水平中心线距地面尺寸）。电能表的安装要求电能表要安装在干燥、无振动和无腐蚀气体的场所。不同电价的用电线路应分别装表，同一电价的用电线路可合并装表。电能表安装要牢固，每只表除挂表螺丝外，至少应有一只定位螺丝，使表中心线向各方向倾斜度不大于10，否则会影响电能表的准确度。直流电桥第七节直流电桥电桥是一种常用的比较式电工仪表，它是用准确度很高的元件（如标准电阻器、电感器、电容器）作为标准量，然后用比较的方法去测量电阻、电感、电容等电路参数的。直流单臂电桥的结构及工作原理直流单臂电桥又称惠斯登电桥，是一种专门用来精确测量1-105电阻的电工测量仪器。RX、R2、R3、R4组成电桥的四个臂，其中RX叫作被测臂R2、R3合在一起叫比例臂，R4叫比较臂。直流单臂电桥的使用方法使用前先将检流计的锁扣或短路开关打开，调节调零器使指针指在零位。若使用外接电源，应注意电池电压应按照规定选择使用。可先用万用表欧姆挡估计被测电阻大小，然后根据被测电阻估计值选择适当的比例臂，使比较臂的四挡电阻都能被充分利用，从而提高测量准确度。例如，被测电阻约为几欧姆时，应选用0.001的比例臂。直流单臂电桥的使用方法接入被测电阻时，应采用较粗较短的导线，并将接头拧紧。当测量电感线圈的直流电阻时，应先按下电源按钮，再按下检流计按钮；测量完毕，应先松开检流计按钮，后松开电源按钮。以免被测线圈产生自感电动势损坏检流计。电桥电路接通后，若检流计指针向“＋”方向偏转，应增大比较臂电阻；反之，若检流计指针向“－”方向偏转，应减小比较臂电阻。电桥使用完毕，应先切断电源，然后拆除被测电阻，最后将检流计锁扣锁上。直流双臂电桥的结构和工作原理直流双臂电桥又叫凯文电桥，是专门用于测量小电阻的精密仪器。如果使用单臂电桥测量1Ω以下的小电阻，由于被测臂阻值太小，其他三个臂的电阻必然也很小，这样四个臂连接的节点处的接触电阻和接线电阻就不能忽略，会使测量结果存在极大的误差。而双臂电桥能够较好地解决上述问题。直流双臂电桥的使用在仪器外壳底部的电池盒内，分别装入1.5V一号电池4～6节，2节9V电池。将晶体管检流计的电源开关“K1”拨到“通”的位置，预热5min后，调节调零旋钮，使检流计指针指零。同时将灵敏度旋钮调在最低位置。将被测电阻按四端钮法接入电桥，如图a所示。如果被测电阻没有电流端钮和电位端钮，则可按图b所示进行连接。接入被测电阻时，应采用较粗较短的导线连接。接线间不得绞合，并将接头拧紧。直流双臂电桥的使用估计被测电阻值大小，选择适当比例臂。如估测电阻值为几欧时，倍率选×100挡；估测电阻值为零点几欧时，倍率选×10挡；估测电阻值为零点零几欧时，倍率选×1挡等。