电工考证培训-电工仪表使用-直流电桥使用

电工考证培训_电工仪表使用_直流电桥使用第1页，课件共51页，创作于2023年2月直流电桥的使用方法直流电桥的使用方法的教学目的熟悉直流电桥的应用和分类掌握直流单臂电桥的使用方法和注意事项理解直流单臂电桥的测量原理通过操作练习，学会用直流单臂电桥测量电动机定子绕组的直流电阻的方法第2页，课件共51页，创作于2023年2月直流电桥的使用方法教学内容直流电桥的应用直流电桥的分类直流单臂电桥的原理直流单臂电桥的使用方法和注意事项操作练习：用直流单臂电桥测量三相异步电动机定子绕组的直流电阻第3页，课件共51页，创作于2023年2月对电阻的精密测量要使用比较式仪器。因为指示式仪表本身的精度较低，组成欧姆表时，测量电路本身又存在理论误差，所以用欧姆表测量电阻时的误差一般在2.5%左右，这对要求精度较高的场合，如测量仪表中的电阻值、测量电机、变压器、电缆等设备的直流电阻等，用欧姆表测量时往往达不到要求的测量精度。用直流电桥测量可将精度提高到0.01级。一般常用的便携式直流电桥的准确度多为0.5级。直流电桥的应用第4页，课件共51页，创作于2023年2月直流电桥之所以能够提高测量的精确度，是因为由标准度量器——标准电阻的直接参与。直流电桥采用标准电阻与被测电阻进行比较，而标准电阻的精度是可以做的很高的，所以较指示仪表有更高的准确度。电桥中的检流计的灵敏度也很高，这就保证了电桥可以获得准确的平衡，从而提高了测量的准确度。直流电桥的应用第5页，课件共51页，创作于2023年2月直流电桥的分类直流单臂电桥直流双臂电桥直流单双臂电桥第6页，课件共51页，创作于2023年2月直流单臂电桥的原理直流单臂电桥又叫惠斯登电桥，简称单桥。直流单臂电桥适用于测量中值（1～106Ω）电阻，其种类和型式很多。常用的携带型单桥有QJ23、QJ24型等。第7页，课件共51页，创作于2023年2月图1直流单臂电桥原理图acbdIRRRRGKKE1I2IXX21I3321直流单臂电桥的测量原理图第8页，课件共51页，创作于2023年2月直流单臂电桥的测量原理图1中的4个电阻R1、R2、R3、RX接成一个四边形。对角线b、d上接检流计G（或称平衡指示器）。对角线a、c上接电源E。在两个对角线上有输入、输出电路的形式叫桥路或电桥。4个电阻的连接点称电桥的顶点，电阻R1、R2、R3、RX称桥臂，电阻R2/R1称比例臂，R3称比较臂，RX称被测臂（或未知臂）。多数电桥的比例臂做成阶梯步进形式用旋转开关进行变换；比较臂多做成连续调节方式。第9页，课件共51页，创作于2023年2月直流单臂电桥的测量原理电桥在电路接通后，若检流计G中没有电流流过，就叫做电桥平衡；若有电流流过G时叫做电桥不平衡。电阻的测量就是利用电桥的平衡原理。第10页，课件共51页，创作于2023年2月在图1中，流过电桥中各电阻上的电流分别为I1、I2、I3、IX，当调节桥臂电阻R1、R2、R3使流过接检流计G中是电流为零，也即电桥是平衡时，则Ig=0，所以Ubd=0。因此有：

I1R1=I2R2I3R3=IXRX(1-1)

将两等式相比得：

I1R1I2R2=I3R3IXRX(1-2)当Ig=0时，I1=I3，I2=IX。上式可写为：

R2RX=R3=KR3R1(1-3)式（1-3）就是电桥的平衡条件。若已知R1、R2（比例臂K）和R3，即可求得被测电阻RX值。电桥的平衡条件acbdIRRRRGKKE1I2IXX21I3321第11页，课件共51页，创作于2023年2月直流单臂电桥使用注意事项（1）根据被测电阻的阻值范围和对测量准确度的要求正确选用电桥，其准确度等级应略高于被测电阻所允许的误差。（2）用电桥测量电阻时，不允许带电测试，测量时必须将被测电阻与其他所有接线断开，单独测量。第12页，课件共51页，创作于2023年2月QJ23型直流电阻电桥第13页，课件共51页，创作于2023年2月QJ23型直流电阻电桥第14页，课件共51页，创作于2023年2月（3）当需外接电源时，其正、负极应与面板上标有“+”、“—”的接线端钮分别对应连接。外电源的电压应根据所使用电桥的说明书来选择，一般为2～4.5V。为保护检流计，在电流支路上最好串接一个可逐渐减小的可调电阻，以提高电桥的灵敏度。（4）当需用外接检流计时，应适当选择灵敏度。灵敏度太高，则电桥难以平衡；太低则达不到应有的测量准确度。一般使得电桥在比较臂为最低档时，外附检流计指示有明显变化即可。直流单臂电桥使用注意事项第15页，课件共51页，创作于2023年2月（5）把被测电阻接到电桥面板上标有“R”的两个接线端钮上。接线时应选用粗而短的连接导线，且各接线端钮要拧紧，以减少接线电阻和接触电阻。（6）测量前应先估计被测电阻值的大小，适当选择比率臂的倍率档，选择的倍率档应尽量使比较臂可调电阻的各档能得到充分的应用，以便使用电桥易于调整平衡，提高读数的准确度。（7）使用前应把检流计锁扣打开，检查流计是否在零位，如不在零位应调零。用调零器将指针调到零位。直流单臂电桥使用注意事项第16页，课件共51页，创作于2023年2月（8）测量时先接通电源按钮“B”并锁住，再接通检流计按钮“G”

，观察检流计指针的偏转情况，调整电阻R旋钮值的大小，一直调节到检流计指零。电桥平衡后，应先断开检流计“G”，再断开电源“B”根据指针偏转情况（大），断开检流计按钮，再调节比较臂的标准电阻。一般指针向“+”方向偏转，需增大比较臂阻值，反之应减小比较臂阻值。然后按下检流计按钮，观察指针偏转情况后再断开，再调节比较臂阻值。如此反复进行，直至检流计指示为零。注意：在调节过程中应断开检流计按钮，只有当检流计指示已接近零值时，才能将检流计按钮锁住，以防止电桥在极不平衡时损坏检流计。直流单臂电桥使用注意事项第17页，课件共51页，创作于2023年2月（9）测量完毕后，应先松开检流计锁钮“G”

，后断开电源支路按扭“B”

，特别是在测量具有大电感电阻时，要防止因断开电感产生较大的感应电势而损坏检流计。测量完毕后，应将检流计锁住，以免在搬运时检流计因震动而损坏。若检流计无锁钮，应将检流计短路，这可使可动部分在摆动时受到强烈的阻尼作用而得到保护。直流单臂电桥使用注意事项第18页，课件共51页，创作于2023年2月（10）特殊情况下的注意事项1.对测量电容性元件时，应先进行充分放电，然后再进行测量。2.考虑温度对被测电阻的影响，应记录下测量时被测元件的温度。如测量电机或变压器绕组电阻时，由于它们工作时的温度比测量时的确良室温要高得多，应将测得的阻值换算75℃时的阻值，以便与历次所测得的数值进行比较。3.在精密测量中，除应选用高精度电桥外，为消除热电势和接触电势对测量结果的影响，测量过程中应改变电源的极性进行两次测量，取其平均值作为测量结果。直流单臂电桥使用注意事项第19页，课件共51页，创作于2023年2月（11）因为导体的电阻值是随温度变化的，所以在测量时，必须记录被测导体当时所处环境的温度，所测得的结果都必须进行温度换算后才能和以前测得的数据进行比较。（12）当被测电阻较小时，应注意排除测量引线的影响。因为，单臂电桥测得电阻值还包括电桥引线的电阻和接线端子的接触电阻等附加的电阻。所以，在测量10Ω以下的电阻时，应考虑测量引线电阻和接触电阻的影响，必要时，应单独测出引线的电阻值，然后从测量结果中减去引线电阻。直流单臂电桥使用注意事项第20页，课件共51页，创作于2023年2月第21页，课件共51页，创作于2023年2月操作练习用单臂电桥测量三相异步电动机定子绕组的直流电阻要求与注意事项：按直流单臂电桥的使用方法进行测量练习注意安全使用直流单臂电桥第22页，课件共51页，创作于2023年2月请您：严格遵守安全操作规程认真操作仔细检查精确测量把握机会掌握技能收获成功第23页，课件共51页，创作于2023年2月第24页，课件共51页，创作于2023年2月第25页，课件共51页，创作于2023年2月二、直流双臂电桥的原理和使用单臂电桥在测量小阻值的电阻时，因电桥引线电阻和接线端子接触电阻等附加电阻的影响而造成测量误差增大。直流双臂电桥在测量小阻值的电阻时测量误差较小。所以，在测量11Ω以下的电阻时，应使用直流双臂电桥。直流双臂电桥又称凯尔文电桥或汤姆逊电桥第26页，课件共51页，创作于2023年2月2－1、直流双臂电桥原理图R1R2R3R4RnRρERxk1p1p2p1p2c1c2c1c2GI图2直流双臂电桥原理线路图第27页，课件共51页，创作于2023年2月2－2、直流双臂电桥的测量原理图2中的4个电阻R1、R2、R3、R4为桥臂电阻，Rn为标准电阻，Rx为被测电阻，C1、C2代表电流接线端子，P1、P2代表电位接线端子，Rρ代表连接导线电阻。图2中Rn与Rx各有一对电流端子和电位端子，测量时用一根粗导线将图中Rρ连接起来与电源成一闭合回路。这时被测电阻Rx和标准电阻Rn之间的接线电阻以及接触电阻都包含在Rp的支路里，从而实现了将接线电阻和接触电阻引入电源电路或者大电阻的桥臂中。第28页，课件共51页，创作于2023年2月2－2、直流双臂电桥的测量原理当电桥平衡时，被测电阻可由下式求得：

R2RpR2

R3

R4RX=Rn+

×

—

R1Rp+R3+R4

R1

R2

(2-1)

R3R4由上式可知，不论Rp的大小如何，只要能保证=，

R1R2

R2

R2则被测电阻RX就可由Rn决定，即：RX=Rn

(2-2)

R1

R1第29页，课件共51页，创作于2023年2月2－2、直流双臂电桥的测量原理这样就消除了接线电阻和接触电阻对测量结果的影响。在制造时，电桥通常都采用两个机械联动的转换开关，同时调节R1与R3，R2与R4，使之保持比例相等。另外，选择桥臂电阻R1、R2、R3、R4均大于10Ω的标准电阻。电桥由于有两组比臂即：R1/R2和R3/R4，所以被称为双臂电桥。由于两组比臂R1/R2和R3/R4在制造时不可能绝对相等，如果不等时，式（4-4）的右两项即为误差。从中可见Rp越大则测量误差越大，所以在用双臂电桥测量时，希望电流端子所接测量线的电阻Rp越小越好。第30页，课件共51页，创作于2023年2月2－3、直流双臂电桥的使用注意事项

1）被测电阻必须按四端子接线进行连接，不允许将电位端子与电流端子接于同一点。否则会给测量结果带来误差。2）测量引线应尽可能短，且与被测电阻接触良好。3）应按照电桥的说明书选用电源。若无文字资料可循，可按大于被测电阻或标准电阻额定电流的一半作为电源的工作电流。第31页，课件共51页，创作于2023年2月2－4、直流双臂电桥的操作步骤：下面以常用的QJ44型双臂电桥为例，介绍一下双臂电桥的使用操作步骤。该电桥使用带放大器的检流计，以提高从流计的灵敏度。面板上的K开关是放大器的电源开关，灵敏度旋钮调节放大器的放大倍数以实现检流计的灵敏度调节。该检流计除有表头上的机械调零旋钮外，还设有电气调零旋钮。面板上的B端子是接入电桥外附电源用的。该电桥将比臂电阻做成五档分别为：×0.01、×0.1、×1、×10、×100，用面板上的倍率开关切换。该电桥的比较臂电阻由一个十进位电阻（10×0.01Ω）与一个0.001～0.01Ω的滑线电阻串联组成。第32页，课件共51页，创作于2023年2月2－4、直流双臂电桥的操作步骤：1）接通K开关，待放大器稳定后，调节调零旋钮检流计指针指零。2）将被测电阻以四端接线接入电桥C1、P1、C2、P2的接线柱上。3）估计被测电阻值，选择适当倍率，调节检流计灵敏度在最低位置。按下B和G按钮，调节步进电阻盘和滑线电阻盘，并在检流计灵敏度为最大时，使电桥达到平衡。步进读数和滑线读数之和乘上使用的倍率，就等于被测量的电阻数。4）外接电源为1.5～2V，容量＞10AH。第33页，课件共51页，创作于2023年2月2－5、QJ44型双臂电桥使用注意事项1）对带有电感绕组进行直流电阻测量时，应先按下“B”按钮，再按下“G”按钮；断开时，应先断开“G”按钮，后断开“B”按钮。2）避免长时间通过大电流，“B”按钮应间歇使用。3）仪器长期不用时，应取出电池和松开按钮。4）如发现检流计灵敏度低时，应更换B1电池（6F22/9V2节并联）或B电池（1.5V、1号电池4～6节并联）。5）被测电阻至电桥的连接导线电阻应小于0.01Ω。6）在测量完毕后，将K开关板向断开位置。“B”和“G”按钮应松开。7）外接电源时，内附1.5V电池必须取出。第34页，课件共51页，创作于2023年2月请多练习。谢谢大家！第35页，课件共51页，创作于2023年2月《电工》中级工课题六

使用直流单臂电桥测量变压器线圈的直流电阻准备工作测量电阻值计算结果结束工作第36页，课件共51页，创作于2023年2月1、准备工作:考试要求

1准备工作：将1号电池和9V电池分别装入电桥中；接通“K”开关，稳定2min；调节检流计指针在零位评分标准未装电池扣5分；少装一种扣2.5分；未接通开关扣5分；未调零扣5分第37页，课件共51页，创作于2023年2月2、测量电阻值：考试要求

按要求接好连接线；将灵敏旋钮放在最低位置；估计被测电阻值的大小，将倍率开关放在相应位置；先接“B”按钮再按“G”按钮，调节器节步进读数和滑线盘；适当调节灵敏度，使检流计指针指在零位，电桥平衡；若被测电阻值在0.1Ω以下,”B”按钮应间歇使用评分标准接错一处扣5分；灵敏旋钮放置不正确扣5分；未估计阻值选择倍率开关扣6分；按错按钮每次扣5分；调节方法错误扣10分；未正确调节灵敏度扣6分；“B”按钮使用方法不当每次扣2分第38页，课件共51页，创作于2023年2月3、计算结果：考试要求

按公式算出被测电阻值评分标准

计算方法不正确扣15分；读数误差每超过10%扣2分15第39页，课件共51页，创作于2023年2月4、结束工作：考试要求

松开“B”、“G”按钮，“K”开关扳到“断位”，取出电池；拆除所有连接线，清理现场评分标准少复位每处扣2分；未拆连接线扣5分考试时间20min

第40页，课件共51页，创作于2023年2月《电工》高级工课题二

用双臂电桥测变压器高压电阻并判断故障范围1检流计调零2接线3充电4测试5计算并分析、判断故障6安全生产第41页，课件共51页，创作于2023年2月1检流计调零：放平电桥，调零放不平扣2分；没调零扣3分5第42页，课件共51页，创作于2023年2月2接线接线正确接线不正确扣1