ZX型直流电阻箱常见故障的分析与维修

1、ZX21型直流电阻箱常见故障的分析与维修 李曦雯 (惠州学院，广东 惠州 516007) 【摘 要】直流电阻箱是电磁学实验中的重要仪器，使用频率高，因此也很容易出现故障，文章对ZX21型直流电阻箱的常见故障进行了分析，并提出了相应的维修方案，最后介绍了电阻箱的正确使用方法。 【关键词】电阻箱；故障分析；维修 【中图分类号】TM934.11+2 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1151(2010)03-0115-02 实际接线图如图四2 电阻箱是大学物理电磁学实验教学中的重要仪器，它在 “制流电路与分压电路”、“自搭惠斯通电桥测电阻”“电表的 改装”等多个电磁学实验中有着重要的作用，使用

2、频率十分 高，因此也很容易出现故障，重者将导致电阻箱无法使用， 轻者也会影响实验的精确度，故对电阻箱的常见故障及时进 行分析和维修有重要意义。 （一）ZX21型电阻箱的结构和工作原理 目前实验室比较多用的是ZX21型直流多值电阻箱，该电 阻箱是由许多高稳定度、低温度系数锰铜合金丝绕成的电阻 按照十进位分别通过开关连接而成的开关式串联结构电阻 箱。电阻器每个十进电阻盘由由两种规格共5个电阻（一只R 和四只2R，R为各档的倍率值如0.1、1、10等）所组成，电 图四 阻箱有六个旋钮，四个接线柱，电阻值可变范围为099999.9【1】 弄清楚电阻箱的结构和工作原理后，对出现故障的电阻，外形如图一。

3、箱进行分析和维修就容易了。 （二）电阻箱常见故障的分析及维修 1.旋钮转动费力 可能是定位滚珠、弹簧生锈或轴与孔相蹭。旋钮和轴是铸在一起的，打开盘子，拔下销钉，取下刷片，扳住旋钮由面板一侧拉出，拉出时注意不要使滚珠和弹簧崩失，清理锈蚀拣润滑脂后组装。日常工作中当发现旋钮转动费力时要及时检修，安装时要在弹簧、滚珠和凹槽上涂润滑脂(黄油)。 2.旋钮不能定位或定位不准，旋转时听不到换档的“嗒嗒”声 这有可能是定位滚珠丢失，或者是定位弹簧失效、丢失，或者是装定位弹簧的小塑料套筒损坏导致弹簧吃不上劲，还有可能是旋钮的定位凹槽损坏。不论是以上哪一种原因都需拆下旋钮后观察故障所在。为了安装时不致装错旋钮的

4、指示数和刷片应在的位置，最好先使旋钮指零点，再观察并记住刷片的长短端位置，当然如清楚电阻箱变换电阻的原理实在没记住也不要紧。滚珠和弹簧、小塑料套筒可自行配换，一般我是尽量从已经报废的电阻箱里寻找还可以用的零件换上。旋钮凹槽损坏严重最好请生产厂协助解决。 3.两相邻阻值完全相同或接近相同 有两种可能：一种情况是两相邻接点中间的绝缘破坏，可用废锯条或小刮刀将缝中脏物剔除干净 。另一种情况是刷片移位不能定位在接点上，而是停跨在两个接点上，这时应检查旋钮的定位凹槽或滚珠、弹簧有无损坏，刷片方孔是否 图一 其转换开关结构见图二， 图二 电路原理图见图三 图三 电阻箱电路图 【收稿日期】2010-01-1

5、2 【作者简介】李曦雯（1974），女，广东河源人，惠州学院电子科学系教师，中教一级，硕士，研究方向为物理实验教学。 - 115 - 过于松动：若是过于松动可取下刷片用小锤敲击收缩方孔。 4.电阻箱电路不通 原因可能是内部连接导线脱焊、霉断、松动、电刷接触座变形而与电刷没有接触或电阻线圈电阻丝被折断、烧坏。如果是电刷接触座变形而与电刷没有接触，则要修理使两者接触良好。如果不是电刷的问题，则可以先把R0.1、R1、R10、R100、R1000、R10000的各档切换开关都转至“0”档，再用万用表电阻档检查通断。当万用表两表笔搭接在电阻箱的两接线柱上，电路仍不通，那一定是电阻箱各切换开关的连接线因

6、使用震动而使得焊点焊锡脱焊。可用万用表逐个检查电阻箱切换开关间连接线各焊点，直到找到脱焊点，重新用电烙铁焊牢，电路不通故障即可排除。假如是某个电阻的电阻丝被折断或被烧坏而引起的电路不通，可以先根据电原理图分析下各个电阻断路时对测量的影响（表中“”表示通，“”表示断）： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 R1断 R2断 R3断 R4断 R5断 根据示值回路的通断情况找到损坏的电阻；或者将转换开关拨置于不通分档位再用万用表相应电阻档逐个检查电阻直到找到损坏的电阻。找到损坏的电阻后换上相同规格的丝绕电阻就可以了。 5.残余电阻（旧称零电阻）大及接触电阻变差大 主要原因是电阻箱电刷片与接触点不实

7、、接触点受污染或焊接点松动所引起的。如果电刷片压得太紧，致使电刷和接触点磨损卷边或电刷变形及电刷座粗糙起痕，需要修理，可用小锉刀锉去电刷卷边部分，而电刷座起痕处，必须要用细砂纸或油石磨平，使电刷和电刷座接触表面平滑。如果电刷变形，可用平口钳将其校正，使电刷片与片之间空隙相等，并使每片都能接触电刷座平面上。如果有的接触点表面氧化，灰尘多不清洁，需擦磨干净，清洗时，先用毛刷清洗明显的油污，再用脱脂棉蘸以汽油和酒精先后在电刷座的表面轻轻擦洗，注意棉花丝不能留在表面，然后均匀地涂上一层中性凡士林或中性润滑油即可。 用双臂电桥对本实验室使用过一段时间的一个标称残余电阻是0.030.01的ZX21型直流电

8、阻箱进行具体测量，记录结果后拆开电阻箱用酒精清洗，清洗完毕，再测量残余电阻，两次测量结果记录如下：（每次每组数据的测量在8次以上） 接线柱 残余电阻（清洗前）R 1 残余电阻（清洗后）R2 R2/R1 0-0.9 16.084m 8.560m 0.532 0-9.9 64.075m 15.500m 0.242 0-99999.9 361.330m 57.230m 0.158 可见，清洗后的残余电阻大大减少了。在电磁学实验中， 当用电阻箱代替低值电阻时，首先必须对残余电阻进行检查，或用双桥，或用单臂电桥（采取两次测定法），如果发现残余电阻过大则要及时清洗，尽量减少由电阻箱所引起的误差，使实验达到

9、一定的精度。清洗和修理工作中，要注意拆开面板取下的电刷不要杂乱堆放，要各就各位地清洗和修理，不要任意互换。在平常实验教学中，只要残余电阻不是太大，通过清洗都能达到要求。上面板时，应注意对好电刷上的字 - 116 - 盘与面板上窗口里出现的字不要歪斜或放错，而且面板与字盘间不应有蹭盘。 6.示值误差大 电阻箱个别盘示值超出允许误差，不要急于调整，因为判断电阻箱这种精密仪器好坏有两个主要指标，即电阻箱的准确性和稳定性，而稳定性更显重要。由于电阻箱中的电阻处理工艺比较讲究，作为使用单位并不具备对电阻值的大小进行调修的条件与技术，因此不要轻易调换电阻元件。当发现电阻箱超差时，不要立即调换，可用修正值使

10、用。观察两三年后，知道其阻值变化情况，然后再修理。对于年变化大性能不稳定的电阻，最好送回厂家修理。对于性能稳定而只是超差的电阻，首先可以考虑利用“换位”进行调整。例如，一台ZX21型直流电阻箱，1000档其测量数值如下， 指示值（） 实际值（） 相关电阻 相对误差（%） 1000.0 1000.6 R5 -0.06 2000.0 2008.0 R1 -0.40 3000.0 3008.6 R1+R5 -0.29 4000.0 4008.0 R2+ R1 -0.20 5000.0 5008.6 R2+ R1+R5 -0.17 6000.0 6008.1 R3+ R2+ R1 -0.14 7000

11、.0 7008.7 R5+ R3+ R2+ R1 -0.12 8000.0 8008.6 R4+ R3+ R2+ R1 -0.11 9000.0 9009.2 R5+ R4+ R3+ R2+ R1 -0.1 由表可知道，该电阻箱的1000档有8点都超过0.1%的误差要求。根据电原理图计算出每个电阻原件的实际值， R5 R4 R3 R2 R1 1000.6 2000.5 2000.1 2000.0 2008.0 将R1和R4的位置互换， 指示值（） 实际值（） 相关电阻 相对误差（%） 1000 1000.6 R5 -0.06 2000 2000.5 R4 -0.02 3000 3001.1 R

12、4+R5 -0.04 4000 4000.5 R2+ R4 -0.01 5000 5001.1 R2+ R4+R5 -0.02 6000 6000.6 R3+ R2+ R4 -0.01 7000 7001.2 R5+ R3+ R2+ R4 -0.02 8000 8008.6 R4+ R3+ R2+ R1 -0.11 9000 9009.2 R5+ R4+ R3+ R2+ R1 -0.10 由表可知道，只要将R1和R4的位置互换，将误差大的电阻元件排列到后面，就可以使整个1000盘基本全部合格。 如果示值误差大是由于某个电阻阻值偏大引起的，可利用并联一个高电阻来进行调整，通过计算求得需要并联电阻

13、的大小，比如一超差电阻为100.05，要求调整为100。由电阻并联公式求得需要并联电阻阻值为x = 202 000。如果 x有1%的误差，对整个并联后阻值的影响也只有510-6 。利用并联电阻的方法是可取的，它既不影响原有电阻的稳定性， 对并联电阻本身要求又低，便于调修。 如果示值误差大是由于某个电阻阻值偏小引起的，则在被调电阻上串加一段较粗的锰铜线，不要改变电阻元件，事先根据被调电阻值，算好串加的电阻大小，绕制后再设法与被调电阻焊接。由于串加电阻一般都比较小，对于精度和稳定性要求低，一般都能做到。 当然最好还是采用从生产厂家直接购买现成的电阻进行调换，这样可大大提高检修的合格率。 总之，虽然

14、电阻箱的元件材质较好，（下转） 图2 安全生产预警管理机制总体框架 由上图可以看出，安全生产预警管理系统包括两个子系统，即安全生产事故预警分析子系统和安全事故预控对策子系统。预警分析，指安全预警管理部门通过安全监察管理对生产现场不安全因素进行监控、识别与诊断评价，分析违章性质、次数，以此判断是否需进行红、黄灯警告及进入预控阶段；预控对策，指安全预警管理部门根据预警诊断结果，结合预警管理对策，确定预控管理方案，协调相关部门，联合执行预控管理方案，对事故诱因的早期征兆进行及时矫正、避防与控制的管理活动。 理，通过演练提高预案的实战性。 4.加强预警应急队伍的建设与管理。按统一管理、分级负责的原则，

15、落实各级责任制，建成“一专多能、一队多用”的专业预警应急队伍；应急保障能力加强，应急设备、物资储备管理健全，建成应急物资管理动态数据库，实现应急物资存放及调配的动态管理。保障应急经费纳入年度预算，应急装备配备先进，抢险队伍人员的安全防护水平先进。 （四）结论 自实行安全生产预警机制以来，有效地震慑了违章的侥幸心理，遏制了违章行为，具体体现在两票合格率、规范率提高，违章率下降，生产人员电话咨询安监人员的数量大幅增加，这些都表明本文在电力生产事故预防中的应用，有良好的可行性和一定的应用效果。通过本文的研究，获得的主要结论和成果如下： 1.安全生产预警机制的实施对人的生产行为进行了风险控制和预警，真

16、正体现企业保障员工生命安全健康“以人为本”的理念； 2.通过现代化信息系统支撑，将整个安全生产预警系统的运作达到透明化，实现安全监察信息共享，实时反映安全生产状况； 3.将安全生产预警机制与绩效考核办法进行了有机结合，提高员工安全意识和能力。 （三）安全生产预警机制建设措施 在现有安全生产管理系统中，构建安全生产预警管理系统，要使该系统顺畅、有效的运行，还须建立相关的前提条件和保障措施，具体实施建议如下： 1.完善安全监察体系。完善的安全监察体系是实现安全生产预警系统高效运作强有力的保障。利用现代化科学技术和电力系统完善的通信网络，改变安全监察手段，对现场安全生产进行全方位监察，及时地反映当前

17、的安全生产状况，为日常管理，预控，应急反应决策、指挥提供可靠依据。 2.设立预警指挥系统。健全各级预警管理组织机构，明确各级预警工作职责和任务，实施突发事件分级分层管理。加强信息与指挥系统和预警组织建设，使预警体系运作系统化、规范化、程序化，形成完整、统一、高效的预警指挥体系。形成处置快捷高效的预警管理工作机制。 3.建立预警对策库。预警工作人员全面收集有关各种安全事故案例及事故处理对策资料。预警管理人员归类分析，并加以不断地充实和完善。建成完善科学有效的各类应急预案。预案具有可操作性、实效性和针对性，实现预案动态管 （上接）但如果使用不当，保养不及时，就容易出现故障，影响其准确性。当电阻箱出

18、现故障时，要能及时发现并解决故障，这样才能保证仪器量值的准确。在打开和安装时，由于电阻箱的电阻丝是极细的锰铜丝缠绕而成，时间久了会因老化而变脆，极易断裂，因此在打开和安装时，要注意一是动作要轻，二是箱盖与箱体位置要尽量保持垂直安放。 【参考文献】 1 中国南方电网有限责任公司.安全生产风险管理体系M. 北京:中国电力出版社,2008. 2 林泽炎.事故预防实用技术M.北京:科学技术出版社, 1999. 3 SheLian.The Forewarning ManagementC.System of th Enterprise. Proceeding of 18 ICC&IE,1995(8). 4 A