《电工技能训练》第3章 常用电工仪表的使用

第3章常用电工仪表的使用3.1万用表的使用【技能训练二】万用表测量电阻、电压、电流3.2钳形电流表的使用【技能训练三】钳形电流表测量电流3.3兆欧表的使用【技能训练四】兆欧表测量绝缘电阻3.4接地电阻表的使用【技能训练五】接地电阻表测量接地电阻

3.1万用表的使用

本节学习内容及目标

了解指针式万用表的基本结构，掌握指针式万用表的读数方法；熟练掌握使用万用表测量电阻、电压、电流等物理量的方法。

万用表(又称多用表)是能测量多种电气参数、有多种量程的携带式电工仪表。它在电工维修中主要用于检测电阻、交流电压、直流电压与电流。万用表的型号繁多，目前主要按其结构分成模拟式(指针式)和数字式两大类。3.1.1MF47型指针式万用表的基本结构

1．面板示意图

MF47型指针式万用表的面板如图3-1所示。

2．结构

指针式万用表的结构分为测量机构(表头)、测量线路和转换开关三部分，见表3-1。图3-1MF47型指针式万用表面板图表3-1MF47型万用表的结构3.1.2万用表的使用

指针式万用表虽然型号繁多，但使用方法大同小异。现以MF47型指针式万用表为例介绍它的使用方法，见表3-2。表3-2万用表测量电阻、电压、电流的方法续表一续表二续表三3.1.3万用表的读数

用指针式万用表测量某物理量时，能准确读出所测物理量的读数是掌握万用表使用的重要一环。下面通过表3-3加以说明。表3-3万用表的读数方法3.1.4数字万用表简介

数字万用表，又称数字多用表，简称DMM，是用数字电子技术开发的众多数字式测量仪表中的一种。它是由数字电压表(DVM)配上各种变换器所构成的，因此具有测量交直流电压、交直流电流、电阻以及电感量、电容量等功能；具有读数迅速、准确、清楚等优点。

1．数字万用表的结构

DT系列数字万用表是袖珍式数字万用表的典型产品，基本型号有DT830、DT860，而DT890、DT960、DT990等型号比基本型号增加了测量电容、频率等功能。下面以DT830型数字万用表为例介绍。

DT830型数字万用表共有28挡，能进行自动调零、显示极性、超量程显示和低电压指示等，并装有快速熔断管过流保护电路和过压保护元件。图3-2所示为DT830型数字万用表外形图。图3-2DT830型数字万用表外形图

1)电源开关

电源开关上方标有“OFF”和“ON”，意思是“关”和“开”。

2)液晶显示屏

液晶显示屏的显示范围为1999～-1999。在测量直流电流与电压时，液晶显示屏将自动显示极性。当表内电池电量不足时，屏左端将出现箭头，提醒使用者更换电池。当显示“1”或“-1”时，则说明输入超过了量限。

3)量程开关

量程开关可作360°旋转，进行挡位切换，并用不同颜色和分界线标出各种不同的工作项目。符号“”表示蜂鸣器通道。

4)三极管测试插孔

三极管测试插孔有4个小插口，标有“B”、“C”者可分别插入三极管的基极与集电极；其余两个口标有“E”，作用一样，供不同管型发射极选插。

5)输入插孔

(1)“10A”插孔：红表笔插孔，测量大电流用。

(2)“mA”插孔：红表笔插孔，测量电流用。

(3)“COM”插孔：公用插孔，黑表笔专用。

(4)“V·”插孔：红表笔插孔，测量电压与电阻用。

DT830型数字万用表的电池盒在表的背后，依“OPEN”字样往下推便可卸下盖子更换电池。在卸下电池盖时，还可以发现1只0.5A的快速熔断管，当仪表在“DCA”和“ACA”量程内超负载工作时，熔断管内的熔丝会立即熔断，从而起到保护作用。

2．数字万用表的使用

由于不同型号的万用表测量指标都有所不同，使用时应详细阅读说明书。下面以DT830数字万用表为例介绍其使用方法，见表3-4。表3-4数字万用表的使用续表一续表二续表三

3．数字万用表的使用与保养注意事项

(1)测试表笔插孔旁边的“”符号，表示输入电压或电流不能超过该提示值，以保护内部线路免受损害。测量前，转换开关一定要置于所需要的项目和量程。量程转换时，一定要将表笔与电路脱离。

(2)测量电压与电流值时，如事先不知道其值的范围，应先将转换开关置于该项目的最大量程测量，然后再调整至合适的量程。若显示器只显示“1”，则表示超过量程，应将转换开关置于更大量程挡测量。

(3)在高灵敏度挡，特别是200 mV挡测量时，会有杂散电磁干扰信号窜入，显示一定的数值，这时可将两表笔短接一下即可消除。

(4)由于人体与大地间存在分布电容，因此不能用数字万用表测量人体的等效电阻。

(5)使用200 Ω挡测量电阻时，应先将两表笔短接，测出两表笔导线的电阻值(一般为O.2 Ω)，再从测得的阻值中减去此值，才是该电阻的真实值。

(6)数字万用表一般只能测出45～500 Hz的低频信号，不能测高频信号，否则容易损坏数字显示屏的液晶材料。若工作频率超过2 kHz，则测量误差会明显增大。

(7)数字万用表不能在高温、烈日、高湿度环境中使用和保存，同时应避免受到强烈冲击。

(8)更换电池或保险丝时，应切断电源，并用同样规格的新电池或保险丝替换，更换电池时要注意极性。

【技能训练二】万用表测量电阻、

电压、电流

一、技能训练目标

(1)掌握万用表测量电阻的方法。

(2)掌握万用表测量交(直)流电压的方法。

(3)掌握万用表测量直流电流的方法。二、工具、仪表及器材

(1)工具：螺丝刀(一字、十字)。

(2)仪表：MF47型万用表。

(3)器材：YL-ZKL电子电工实验台、三相异步电动机、220 V/100 W灯泡、控制变压器、1 kΩ、500 Ω电阻各两个、连接导线若干。三、技能训练内容与指导

1．用万用表测量各用电设备的电阻值

用万用表分别测量下列电器元件的电阻值，并将测量数据填入表3-7中。

(1)测量工控变压器初级和次级线圈。

(2)测量220 V白炽灯钨丝。

(3)测量电烙铁发热丝。

(4)测量交流电动机定子绕组线圈。先将电动机接线盒内的绕组各线头连接线拆出，再根据线头标志分别测量(U1、U2)、(V1、V2)、(W1、W2)三对线头的电阻值。

2．用万用表测量工作台输出的交流电压

(1)将万用表置于交流电压500 V以上挡，测量工作台的相电压(220 V)和线电压(380 V)，并将测量数据填入表3-8中。

(2)在工作台分别调出5 、12 、18 、24 、36 和110 的交流电压值。

(3)根据不同的电压值选择合适的交流电压量程来测量，并将测量数据填入表3-8中。

3．用万用表测量工作台输出的直流电压

(1)在工作台分别调出2 V、5 V、10 V、15 V、18 V和24 V的直流电压值。

(2)根据不同的电压值选择合适的直流电压量程来测量，并将测量数据填入表3-9中。

4．用万用表测量实验电路中流过各电阻的直流电流

(1)按实验电路图3-3连接好电路，并由工作台输出15 V直流电压接入电路的A、B端。

(2)用万用表测量电路中流过各电阻的电流值，并将测量数据填入表3-10中。

注意：测量时，应先将测量点断开，将两表笔串入断开点中，如指针反向偏转，应立即将两表笔对换，然后再进行测量。图3-3直流电路实验电路图四、技能训练报告与思考题

1．技能训练报告

(1)根据表头指针所处的位置填写表3-5和表3-6。

如果指针处于图3-4的a位置，请将表3-5填写完整。图3-4MF47型指针式万用表表盘表3-5指针处于a位置时的读数如指针处于图3-4的b位置，请将表3-6填写完整。

表3-6指针处于b位置时各读数所对应的项目及量程

(2)将各种用电设备电阻测量数据填入表3-7中。

表3-7用电设备电阻测量

(3)将交流电压测量数据填入表3-8中。

表3-8工作台输出交流电压测量

(4)将直流电压测量数据填入表3-9中。

表3-9工作台输出直流电压测量

(5)将实验电路图3-3中流过电阻R1、R2、R3、R4的电流测量数据填入表3-10中。

表3-10实验电路流过各电阻直流电流测量

2．思考题

(1)测量电阻读数时，为了提高测试精度，应使指针指示值尽可能指在刻度盘的什么位置？怎样调节？

(2)用万用表测量交流电压时应注意哪些安全事项？

(3)分析表3-10的数值，I2和I3的电流有何关系?I2和I4的电流有何关系？I1与I2、I4的电流有何关系？从中可以得出什么结论？五、技能考核评分

完成技能训练内容后，请对照表3-11中的各项进行考核评分。表3-11技能考核评分表

3.2钳形电流表的使用

本节学习内容及目标

了解钳形电流表的基本结构，理解其测量原理，熟练掌握钳形电流表的基本使用方法。

3.2.1常用的钳形电流表

钳形电流表简称钳表，它主要用于闭环电路直接测量低压交流电路带绝缘导线的电流。下面以MG27型钳形电流表为例说明它的结构，见表3-12。表3-12MG27型钳形电流表外形图3.2.2钳形电流表的使用

1．钳形电流的使用方法如表3-13所示。

表3-13钳形电流表的使用续表一续表二

2．钳形电流表使用注意事项

钳形电流表准确度较低，通常为2.5级或5级，但它不需要切断电路就能测量，因而应用很广泛。在使用钳形电流表时要注意以下几点：

(1)测量完毕后要把仪表的量程开关置于最大量程位置上，以防下次使用时，因疏忽大意未选择量程就进行测量而造成仪表损坏。

(2)被测电路的电压不可超过钳形电流表的额定电压。钳形电流表不能测量高压电气设备。

(3)不能在测量过程中转动转换开关换挡。在换挡前，应先将载流导线退出钳口。3.2.3数字式多功能钳形电流表简介

随着科学技术的不断发展，多功能的数字式钳形电流表出现，其测量结果精确，读数更方便。表3-14对数字式多功能钳形电流表作了简单介绍。表3-14数字式多功能钳形电流表

【技能训练三】钳形电流表测量电流

一、技能训练目标

(1)掌握钳形电流表测量三相异步电动机电流的方法。

(2)掌握钳表测量三相四线交流配电柜电流的方法。

(3)理解钳形电流表的测量原理。二、工具、仪表及器材

(1)工具：螺丝刀(一字、十字)。

(2)仪表：钳形电流表1台。

(3)器材：7.5kW/380V/2900 r/min、3kW/380V/1430r/min、2.2kW/380V/1430r/min三相异步电动机各1台，配电柜、导线若干。三、技能训练内容与指导

1．机械调零

使用前，检查钳形电流表的指针是否指向零位。若没有指向零位，可用小螺丝刀轻轻旋动机械调零钮，使指针回到零位上，但是旋转时不能用太大力，也不能360°旋转。

2．清洁钳口

测量前，要检查钳口的开口情况以及钳口面上有无污物。若钳口有污物，可用溶剂洗净，并擦干；若有锈斑，应轻轻擦去。

3．选择量程

测量前，要先估算被测量电流的大小，然后选择合适的量程，如果无法估测被测量的电流大小，应选择最大的挡位试测，选定量程后进行测量时，要尽量使指针偏转后停在精确刻度上，以减小测量的误差。

4．测量数值

紧握钳形电流表把手和扳手，按动扳手打开钳口，将被测线路的一根载流电线置于钳口内中心位置，再松开扳手使两钳口表面紧紧合拢，将表水平放置，然后读数，即测得该负载的电流值。

(1)用钳表分别测量7.5 kW/380 V/2900 r/min三相交流异步电动机、3 kW/380 V/1430 r/min三相交流异步电动机、2.2 kW/380 V/1430 r/min三相交流异步电动机的V相、U相和W相的电流，将数据填入表3-15中。

(2)用钳表分别测量A单元配电箱、B单元配电箱、总配电箱R的L1、L2、L3的电流，将数据填入表3-16中。四、技能训练报告与思考题

1．技能训练报告

(1)运用机械钳表测量电动机的空载电流，根据测量结果，将数据填入表3-15中。

(2)运用机械钳表测量配电柜的电流，根据测量结果，将数据填入表3-16中。表3-15三相异步电动机各相电流测量表3-16配电柜电流测量

2．思考题

(1)某正常工作的三相异步电动机额定电流为10 A，用钳形电流表测量时，如钳入一根电源线，钳形电流表读数应为多大？如钳入二根或三根电源线呢？

(2) A单元配电箱+B单元配电箱是否等于全楼总配电箱?为什么?五、技能考核评分

完成技能训练内容后，请对照表3-17中的各项进行考核评分。表3-17技能考核评分表

3.3兆欧表的使用

本节学习内容及目标

了解兆欧表的基本结构，理解其测量原理，熟练掌握兆欧表的基本使用方法。

3.3.1兆欧表的基本结构

兆欧表又称为绝缘电阻表、绝缘摇表，用于在各种电气设备及供电线路中，检测绝缘材料的绝缘性能的好坏。下面以ZC7型兆欧表为例介绍兆欧表的结构，见表3-18。表3-18ZC7型兆欧表结构3.3.2兆欧表的选用

1．电压等级的选择

各种电器设备与电气线路绝缘电阻的合格值都是依据所使用的电压等级来制定的。因此，用兆欧表检测绝缘电阻，兆欧表的电压等级应符合规定的电压要求。兆欧表电压等级的选择见表3-19。表3-19兆欧表电压等级选择

2．测量范围的选择

兆欧表是无选择量程开关的，但每个兆欧表都有一定的测量范围，规格有：0～∞；1 MΩ～∞；2 MΩ～∞。为避免引起较大的误差，测量低压电器(特别是潮湿场所的电器设备)的绝缘电阻时，应使用以0刻度为起点的兆欧表，不能使用以1MΩ或2MΩ刻度为起点的兆欧表；测量高压电器的绝缘电阻时，则应使用以2MΩ为起点的兆欧表。3.3.3兆欧表的使用方法

下面用表3-20来简单介绍兆欧表的使用方法。表3-20兆欧表的使用方法续表3.3.4数字式兆欧表

兆欧表除手摇式外，现在还有用晶体管直流变换器替代手摇发电机来提供电源的兆欧表，用这种兆欧表来测量绝缘电阻就不用手摇了。这种表的特点是体积小、重量轻、携带方便、测量范围广。由于是数字读数，因此准确度高。下面以表3-21所示G88-1型数字兆欧表为例说明其使用方法。表3-21G88-1数字式兆欧表使用方法

【技能训练四】兆欧表测量绝缘电阻

一、技能训练目标

(1)理解兆欧表的测量原理。

(2)掌握运用兆欧表测量电缆线绝缘电阻值的方法。

(3)掌握运用兆欧表测量电动机绝缘电阻值的方法。二、工具、仪表及器材

(1)工具：螺丝刀(一字、十字)。

(2)仪表：MF47型万用表、ZC11D-3型兆欧表。

(3)器材：电动机、电缆线、导线。三、技能训练内容与指导

1．使用500 V兆欧表测量三相电动机的相间绝缘与相对地绝缘

(1)将电动机切断电源，把接线盒内的电动机绕组线圈6条引出线拆开(如无记号应先作好记号，以便测试后恢复接好)。

(2)按要求验表。

(3)用兆欧表测量电动机的三相相间绝缘电阻值与对地绝缘电阻值。

(4)重复以上操作三次，并将测量数据填入表3-22中。

2．使用1000V兆欧表测量高压电缆头的相间绝缘与相对地绝缘

(1)按要求验表。

(2)模拟高压停电、验电、放电及操作保护的安全措施(边操作边口述)。

(3)用1000V兆欧表测量高压电缆头的相间绝缘电阻值与相对地绝缘电阻值。

(4)重复以上操作三次，并将测量数据填入表3-22中。

(5)测量完毕后，按要求收好仪表，清理现场。四、技能训练报告与思考题

1．技能训练报告

完成技能训练内容后，将一、二、三次所测的数值分别填入表3-22中。表3-22兆欧表测量电动机及电缆线绝缘电阻

2．思考题

(1)对不同电压等级的设备(线路)，应如何选用兆欧表来测量其绝缘电阻值？

(2)用兆欧表测量绝缘电阻时，如何与被测对象连接？五、技能考核评分

完成技能训练内容后，请对照表3-23中的各项进行考核评分。表3-23技能考核评分表

3.4接地电阻表的使用

本节学习内容及目标

了解接地电阻表的基本结构，理解其测量原理，熟练掌握接地电阻表的基本使用方法。3.4.1接地电阻表的基本结构

1．接地电阻表

1)接地电阻表介绍

接地电阻表是用来测量保护接地、工作接地、防过电压接地、防静电接地及防雷接地等接地装置的接地电阻，即接地装置流过工频电流时所呈现的电阻，包括接地线电阻、接地体电阻、接地体与大地之间的接触电阻和大地流散电阻。

接地电阻表有机械式和数字式两种。

2)接地电阻表的结构

下面以ZC29B-1型接地电阻表简介接地电阻表的结构，见表3-24所示。表3-24ZC29B-1型接地电阻表结构

3.4.2接地电阻表的使用

1．接地电阻表的使用方法

(1)将被测接地体与电阻表端钮E极可靠连接，电位探针和电流探针分别与地阻表端钮P、C可靠连接。

(2)将电位、电流探针和接地体之间两两相距20 m沿直线布置插入地中。

(3)将接地电阻表放平，调零，使指针完全指零。

(4)将倍率开关先放在最大倍数上，缓慢摇动发电机手柄，同时转动测量标度盘，直至指针停在中心红线处。当接地电阻表检流计接近平衡时，即加快发电机转速至额定转速

120r/min，调节测量刻度盘使指针完全指零，这时接地电阻 = 倍率 × 测量标度盘读数。

(5)如测量刻度盘读数小于1，应将倍率开关放在较小一挡，重新测量。

2．常用接地装置的接地电阻要求

常用接地装置的接地电阻要求见表3-25。表3-25