电工项目及教程 27

《维修电工考级项目训练教程》（第三版）赵承荻王玺珍主编高等教育出版社2026年1月出版项目2常用电工仪表的使用常用电工仪表的使用训练1．指导教师讲解并现场示范（1）电流表，电压表、功率表的应用、接线及读数。（2）直流电阻、绝缘电阻的测量方法。（3）万用表的功能及正确的使用方法。2．学生实训操作（1）安装由一个开关控制一盏白炽灯（60W、220V）的简单照明电路，进行如下测量：（2）用万用表的电阻挡测白炽灯的直流电阻，R灯=Ω。（3）如图1-17（a）接线，正确选择电压表、电流表的量程，接220V的交流电源后，记录电压表、电流表的读数于表1-1中。（4）如图1-17（b）接线，正确选择功率表的量程，接220V的交流电源后，记录功率表的读数于表1-1中。（5）验算、复核测量的正确性①由电压表、电流表的测量值计算出白炽灯的直流电阻，与前面用万用表的电阻挡测量的白炽灯直流电阻比较，是否一致，如不一致，说明其原因。②由功率表测得的白炽灯消耗功率，与白炽灯标称功率是否一致，如不一致，说明其原因。（5）指针式万用表的使用①用指针式万用表的交流电压挡测量图1-17中的交流电源电压，记录于表1-2中。（6）兆欧表的使用使用兆欧表测量单相变压器绝缘电阻的数值，并记录于表1-3中。01、电工仪表及测量的基本知识电工仪表是指将被测电量或非电量变成仪表指针的偏转角或积算机构的数字显示，因此也称机电式仪表，即用仪表可动部分的机械运动来反映被测电量的大小。一、电工仪表的分类与识别1.电工仪表的分类电工仪表种类繁多，通常按其工作原理、结构、用途等不同，可大体分类如下：（1）按被测量的名称及单位分类。有电流表（通常又可按被测量的单位等级分为安培表、毫安表、微安表等）、电压表、欧姆表、兆欧表、功率表、电能表、频率表、功率因数表等。（2）按被测电流的种类分类有直流表、交流表、交直流两用表。（3）按仪表的工作原理分类有磁电系仪表、电磁系仪表、电动系仪表、感应系仪表、整流系仪表、静电系仪表等。其中前三类仪表使用较多。（4）按仪表的测量准确度分类可分为七个等级，见表1-4。2.电工仪表常用符号各种电工仪表在其标盘上都注有一些标志符号，以表征仪表的基本技术特性，常用的标志符号见表1-5。二、电工仪表的选用1.电工仪表的选择（1）正确理解准确度选择仪表时，不能只想着“准确度越高越精确”。事实上，准确度高的仪表，要求的工作条件也越高。在实际测量中，若达不到仪表所要求的测量条件，则仪表带来的误差将更大。（2）正确选择仪表的量限测量值越接近仪表的满偏值误差越小，应尽量使测量的数值在仪表量限的1/2～2/3范围内。（3）有合适的灵敏度要求对变化的被测量有敏锐的反应。（4）受外界的影响小即温度、电场、磁场等外界因素对仪表影响所产生的误差小。（5）仪表本身的能耗小，并有良好的读数装置。2.电工仪表的正确使用（1）严格按说明书上的要求使用、存放。（2）不能随意拆装和调试，以免影响准确度、灵敏度。（3）经过长期使用后，要根据电气计量的规定，定期进行校验和校正。（4）交流、直流电表要分清，多量程表在测量中不得更换挡位，严格按使用说明书接线，以免出现烧表及其他事故。02、电流表、电压表的使用一、电流表的使用1.电流表的用途电流表用来测量电流，在进行电流测量时必须遵循以下原则及方法。（1）测量前必须明确被测电流的性质。是直流则用直流电流表测量，是交流则用交流电流表测量，对于交直流两用表则既可测直流，也可测交流。（2）必须将电流表与待测电路串联。为了减小测量误差，要求电流表本身内阻应尽量小。（3）仪表量程的选择。为扩大仪表的使用范围，在一块仪表上往往有好几挡量程可供选择。在测量时应先估计被测量的大小，选择适当的量程，以提高测量的精确度。在无法准确估计时，一般先用高量程挡测量，然后再根据指针偏转角度的大小，酌情减至合适的量程。（4）标有“+”、“—”接线端的测量仪表，使用时要注意极性不能接反，以免损坏测量仪表。（5）必须注意仪表的测量范围。仪表标尺上的最大刻度值，称为仪表的量程。测量值不允许超过仪表的量程。2.交流电流的测量电工操作及维修中主要接触到的是交流电流的测量。交流电流表如图1-19（a）所示。（1）当被测电流在仪表量程范围之内时（通常不大于20A），将电流表直接与被测电路串联。（2）当被测电流大于仪表量程时，需用电流互感器来扩大仪表的量程，如图1-19（b）所示。关于电流互感器的作用。二、电压表的使用1.电压表的用途电压表用来测量电压，在进行电压测量时必须遵循的原则及方法与电流测量相似，不同之处是必须将电压表与被测的负载并联。同样，电压表本身也有一定的内阻，为了减小测量误差，要求电压表本身的内阻尽量大。2.交流电压的测量（1）当被测电压在仪表量程范围之内时，可将电压表直接与被测电路并联。（2）当被测电压大于仪表量程时，需用电压互感器来扩大仪表的量程。关于电压互感器的作用在模块四中介绍。03、电阻的测量方法电阻的测量在电工测量中占有重要的地位，应用相当广泛，在测量时通常将电阻按其数量级的不同分为三类：小电阻——电阻值通常在1Ω以下；中电阻——电阻值在1Ω～0.1MQ之间；大电阻——电阻值在0.1MΩ以上。电阻的测量通常有直接测量和间接测量两种电阻的测量通常有直接测量和间接测量两种。一、直接测量直接测量就是用测量电阻的仪表直接读出被测电阻的数值。按被测电阻值的大小及要求的测量精度应分别用不同的仪表进行测量。1.万用表法万用表是电工实训室及电气工作人员经常使用的一种多用途、多量程、便携式仪表，它可以用来测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等物理量，有的还可测量交流电流、电感、电容、音频电平等。目前常用的万用表分为指针式和数字式两大类，在一般测试及电路检查时，使用指针式较方便，在需要测量数据及读数时用数字式较好。（1）指针式万用表指针式万用表主要由测量机构、测量线路和测量旋钮开关三大部分组成。测量机构通常称为表头，一般采用高灵敏度的磁电系测量机构，在测量机构的表盘上有对应测量不同物理量所需的多条标度尺，可以直接读出被测量的大小。指针式万用表主要由测量机构、测量线路和测量旋钮开关三大部分组成。测量机构通常称为表头，一般采用高灵敏度的磁电系测量机构，在测量机构的表盘上有对应测量不同物理量所需的多条标度尺，可以直接读出被测量的大小。实际读数为指针指示值×倍率。第二条标度尺是测量交、直流电压和直流电流的公用标度尺，接下来四条标度尺是分别测量晶体管直流放大系数、电容、电感、音平电压标度尺。测量旋钮开关的作用是用于选择测量的项目及量程。测量时将测量旋钮开关置于不同的挡位即可。指针式万用表在使用时的注意事项：①正确选择插孔或接线柱，红色测试棒的接线插头插入红色插孔（接线柱）或标有“+”的插孔内，黑色测试棒的接线插头插入黑色插孔或标有“-”或“*”的插孔内。②测量旋钮开关的位置应正确选择首先根据被测物理量的名称以及大小将转换开关旋钮正确置于该测量位。在测量电流或电压时应使万用表指针的偏转角在满刻度的1/2～2/3范围内，这样可得到比较准确的测量结果。在进行电流及电压测量时还需注意：绝不允许在测量旋钮开关置于电流挡或电阻挡时去测电压，否则会损坏表头。如不知道被测电流及电压的大小，应将测量旋钮开关置于电压或电流的最高挡位进行预测，然后再选择合适的量程。③指针调零。在测量前先观察万用表头指针是否指在零位，若不指零可用螺丝刀微微转动位于表头面板下方的“机械零位调节器”，使指针指零。④正确读数。万用表盘上的多条标度尺代表不同的测量种类，测量时应根据测量旋钮开关所处的种类及量程，在对应的标度尺上读数，并注意所选量程与标度尺读数的倍率关系。⑤测量电阻前，还应进行“电调零”，如果指针调不到“0”位，说明万用表内的电池已陈旧，应更换新电池。⑥注意操作安全，手不能触及金属部分，以保证人身安全及测量的准确性。测量较高电压或较大电流时，不能带电转动测量旋钮开关，以保护万用表不受损坏。严禁测量旋钮开关置于电流或电阻挡上时测量电压。万用表使用完毕后，注意测量旋钮开关不能置于“Ω”挡上，而应置于交流电压最高挡。（2）数字式万用表除指针式万用表外，数字式万用表的使用正在逐渐普及。数字式万用表采用数字转化测量技术，把各种被测量转换为电压信号，并以数字形式显示在表盘上，外形如图所示。数字式万用表具有读数直观，准确度、灵敏度高，功能齐全，使用方便等优点。数字式万用表使用方法：①阅读说明书，了解电源开关、量程开关、插孔、特殊插口的作用。②将开关置于待测位置。③交直流电压测量根据需要将量程开关拨至DCV（直流）或ACV（交流）的合适量程。红表笔插入V/Ω孔，黑表笔插入COM孔，并将表笔与被测线路并联，即可读数。④直流电流的测量。将量程开关拨至DCA（直流）的合适量程，红表笔插入mA孔或10A孔，黑表笔插入COM孔，并将万用表串联在被测线路中。测量直流量时，数字万用表能自动显示极性。⑤电阻的测量。将量程开关拨至Ω的合适量程，红表笔插入V/Q孔，黑表笔插入COM孔，如果被测电阻超过所选量程的最大值，万用表将显示“1”，这时应选更高的量程。测量电阻时，红表笔为正极，黑表笔为负极，这与指针式万用表正好相反。因此测量晶体管、电解电容器等有极性的元器件时，必须注意表笔的极性。用万用表电阻挡测电阻操作很方便，可迅速读出被测电阻值，但其测量精度较差，一般用于检修电子设备、仪器及日常电工维修时对1～10⁵Ω的电阻进行测量2.电桥法电桥是电磁测量中的一种常用测量仪表，由于它测量准确，使用方便，所以得到广泛应用。电桥有直流电桥和交流电桥之分。直流电桥主要用于电阻测量，它有单臂电桥和双臂电桥两种，如图1-23所示。前者又称为惠斯登电桥，用于1～10⁵Ω中值电阻的测量；后者又称开尔文电桥，用于10-6～10Ω低值电阻的测量。交流电桥除了测量电阻之外，还可以测量电容、电感等电学量。通过传感器，利用电桥电路还可以测量一些非电量，如温度、湿度、应变等，在非电量电测中有广泛应用。目前最常使用的是单臂电桥，它的原理电路和面板示意图如图1-24所示。单臂电桥使用和维护方法如下：（1）使用前先将检流计的锁扣打开，并调节调零器使指针位于机械零点。（2）将被测电阻接在电桥R，的接线柱上，须用较粗较短的连接导线，连接时应将接线柱拧紧。（3）根据被测电阻Rx估算值，选择合理的比例臂的数值（在一般情况下，使用电桥测量电阻往往不是盲目的，而是已知其大概的值域，只是用电桥测量其精确的数值）。比例臂的选择，应该使比较臂的第一转盘（如图1-24的×1000挡）能用上。例如，若测量电阻Rx约为12Ω时，应选比例值为10-2，这时当比较臂的数值为1199时，则被测电R=1199×10-2Ω=11.99Ω。比例臂的选择参见表1-6。（4）先按下电源按钮B，随后按下检流计按钮C，如果指针向标度尺的“+”侧偏转，应增大比较臂电阻；如果向“—”侧偏转，则减小电阻。（5）只有在非常接近平衡对，才可以持续地按下检流计按钮来调节比较臂电阻，否则，检流计指针将因猛烈撞击而致损坏。（6）电桥使用完毕，须先拆除或切断电源，然后拆除被测电阻，将检流计的锁扣锁上，以防止搬动过程中检流计被振坏。若检流计无锁扣，可将检流计短路，以使检流计的可动部分摆动时，产生过阻尼阻止可动部分的摆动，以保护检流计。3.兆欧表法兆欧表（俗称摇表）是一种用于测量电机、电气设备、供电线路绝缘电阻的指示仪表。电气设备绝缘性能的好坏直接关系到设备的正常运行及操作人员的人身安全，因此必须定期进行检查。因为这些设备使用的电压都比较高，要求的绝缘电阻数值又比较大，如用万用表测量，由于这些仪表内的电源电压很低，且高电阻时仪表刻度不准确，所以测量结果往往与实际相差很大，因此在工程上不允许用万用表来测量绝缘电阻，必须采用专门的仪表——兆欧表。兆欧表的结构和万用表一样也分为指针式和数字式两大类指针式兆欧表由能产生较高电压的手摇发电机G（通常分500V、1000V、2500V三种）、磁电系比率表（由线圈A、B及永久磁铁等组成）和测量电路等三部分组成。常用的兆欧表有ZC-7系列、ZC-11系列等。兆欧表的额定电压有500V、1000V、2500V等，测量的范围有500MQ、1000MQ、2000MΩ等。使用兆欧表进行绝缘电阻测量时应注意以下几点：（1）选用的兆欧表额定电压要与被测电气设备或线路的工作电压相对应。通常线电压为380V的设备，可选用500V的兆欧表；电压1000V以下的可用1000V的兆欧表；1000V及以上的设备，可选用2500V的兆欧表。（2）兆欧表接线端子有三个：“线路（L）”、“接地（E）”和“保护环（G）”。在测量时，将线路端子“L”与被测绝缘电阻部分相连接；将接地端子“E”与被测物的外壳相连接；将保护环端子“G”与被测物上的保护遮蔽环相接。一般测量时只用“L”和“E”两端子，“G”端子空置，如图1-26（a）、（b）所示。“G”端子只在被测物表面漏电严重时才使用，如在进行电缆缆芯对电缆外壳绝缘电阻测定时，将电缆缆芯与电缆外壳之间的内层绝缘物与“G”端子相接，如图1-26（c）所示，以消除因表面漏电引起的读数误差。（3）兆欧表在使用前应先做如下检查：先让L、E开路，摇动兆欧表手柄，使手摇发电机的转速达到额定转速，此时指针应逐步指向“∞”然后让L、E两接线柱短接，此时指针应迅速指向“O”，否则兆欧表应进行调整或修理。（4）用兆欧表测量绝缘电阻时必须在确认被测物体没有通电的情况下进行。对接有大电容的设备，应先进行放电（用带绝缘的导体将被测物与外壳或地进行短接），然后再进行绝缘电阻测量，测量完毕后，先对被测物体进行放电，然后再停止手柄的摇动。（5）测量时应匀速摇动兆欧表手柄，使转速达到约120r/min，持续1min以后读数。在测量过程中切莫