仪表的基本操作110302Word文件下载.docx

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如测量工频电压可选用电动系或电磁系交流电压表,而测量音频电压则应选用电子电压表等。

2.根据被测量的名称和单位选择仪表

在测量不同名称的电工量时,应分别选用不同类型的电工仪表,如测量电压时选用电压表、测量电流时选用电流表。

在测量同一名称的电工量时,还应根据被测量的不同单位正确选用合适的仪表,如测量微安级的电流时应选用微安表,测量毫安级的电流时尽量选用毫安表。

3.根据估算的量程选择仪表

在对被测量量进行测量前,应根据有关条件如给定的实验电路、历史数据等估算出被测量的大小,并依此选择量程相近或稍大的仪表。

如果无法估算出被测量的大小,为了不损坏仪表,可采用以下办法:

（1）首先选用量程较大的仪表,然后根据实际测量情况换成适当的量程或改用合适的仪表。

（2）降低试验电压进行预测,估计出在试验电压下所需的量程后再选用合适仪表按原定试验电压正式测试。

为了提高测量的准确度,应使被测量值处于仪表量限的1/2~2/3,但不能超过仪表的满量限,否则,有可能损坏仪表。

4.根据仪表的内阻及测量对象的阻抗大小选择仪表

任何仪表本身都有内阻,仪表接人电路后相当于接入了一个负载,除了消耗一定的能量外,还会改变电路中电流、电压的数值,影响电路的工作状态,因此会给测量结果带来相应的误差。

为保证测量结果的可靠性,减小测量误差,选择仪表时应根据被测对象阻抗的大小来选择仪表的内阻。

因为,电压表、功率表的电压线圈等是联接人电路的,仪表内阻

越大,分电流越小,对被测电路的电流影响越小,所以希望其内阻越大越好。

而用电流表测量电流时,因其与被测电路是串联的,电流表的内阻

越小,分电压越小,对被测电路的电压影响越小,故希望其内阻越小越好。

在一般工程测量中,如果测量结果的准确度要求不太高,则对于电压表及功率表的电压线圈,一般按

/R≥100（R代表被测电路的电阻）来选择其内阻,而电流表的内阻一般按

≤R/100来选择。

5.根据对测量结果准确度的要求选择仪表

仪表的准确度越高,测量的结果就越可靠,但仪表的价格就越贵,而且有些准确度高的仪表操作过程也比较复杂,往往会因为操作不当而增加附加误差。

此外,测量结果的准确度不仅与仪表的准确度等级有关,而且还与仪表的量程等因素有关,因此,在选择仪表时,一定要根据工程实际需要,综合考虑仪表的量程与准确度两方面的因素。

一般情况下,选择0.5级及以下的仪表作为安装式仪表,以监视被测对象；

实验室用或作为精密测量用仪表,一般选择0.5级及0.1~0.2级的仪表即可满足测量要求。

与仪表配合使用的附加装置,如分流器、附加电阻、电流互感器、电压互感器等,其准确度等级一般应比仪表本身的准确度高2~3级,才能保证测量结果的准确度。

6.根据仪表的使用环境及工作条件选择仪表

选择仪表还应考虑使用的环境条件及工作条件的要求,如环境温度的高低、通风条件、外界电磁场的影响程度等都要综合考虑。

实验室使用的仪表一般选择便携式仪表；

固定安装在盘面上的仪表一般选择安装式（即配电盘式）仪表；

若对温度、湿度、外界电磁场等性能有特定要求时,要选择适应在此类环境中使用的仪表。

选择了合适的仪表之后,如何正确使用仪表则是保证测量结果准确甚至保证仪表与人身安全的重要条件。

一只仪表的量程和准确度等选择得再合适,如果不能正确使用,也得不到理想的测试结果,轻则影响测量结果的准确性,重则损坏仪表。

因此,使用仪表时,应注意以下几点:

（1）首先应满足仪表工作条件的要求。

如放置位置、环境温度与湿度、有无外磁场影响、机械零位或电气零位是否已调好等。

（2）应根据被测量的性质及所给的条件,将仪表正确接人被测电路。

（3）进行正式测量时,要事先估算被测量的大小,以选择适当的仪表量程；

不能进行估算时应将仪表先放在最大量限上,然后根据实际情况逐步调整。

（4）测量中,要正确读取被测量的大小,即测量数据中不应包含视差的影响。

二、万用表的使用与维护

万用表是电工经常使用的多用途的携带式测量仪表。

普通万用表能测量直流电流,直流电压、交流电压以及电阻。

有些万用表还可测量交流电流、电感电容和音频电平等。

（一）模拟式万用表

1.万用表的原理和结构

万用表的主要组成部分是一个磁电式毫安表（表头）,此外还有转换开关、整流器、电池和电阻元件等,其外形结构和简化测量原理如图4-6所示。

通过改变转换开关的位置,可以构成不同的测量线路。

从而达到测量多种电气参数的目的。

2.万用表使用须知

（1）使用前应检查指针是否在零位,若不在零位,应先调节指针调零器使指针处于零位。

（2）根据所需测量的电量、旋拧转换开关使之停在相应的位置上,注意不能停放错。

特别是测量电压时,如果将转换开关停放在电流或电阻挡,则会将仪表烧毁。

（3）在测量电流或电压时,如果对被测电压、电流的大小估算不清,应将量程置于最高挡上以防因超过量程过多而损坏表针。

然后再逐渐转换到合适的量程上测量,以减小误差。

（4）测量直流电流或直流电压时,要注意被测量的极性,表笔的正负端与被测电路正负端应对接。

测量电流时,应将万用表串联在被测电路中；

测量电压时,应将万用表并联在被测电路端。

（5）测量2500V交流或直流高压时,必须注意安全,防止触电。

电路中若有电容,应将电容器短路放电。

（6）测量电阻时,应注意测试前先将两表笔短接,旋转电阻调零器,使指针处于零欧位置,这是因为电池电压会随电池的用旧而降低,如果把电阻调零器转到头,指针仍不指示这说明需更换电池。

（7）测量电阻时,应切断被测电阻所在电路的电源,此外被测电阻至少有一端从被测电路中断开。

（8）应注意万用表的表盘,电阻测量标度的零点是在指针偏转最大处,也就是标度的最末端,这跟电流、电压的标度相反。

万用表的标度比较复杂,有好几条,必须看清。

一般最上面一条是欧姆刻度,其次是直流刻度、交流刻度,交流电压的低电压挡（0~10V）往往另有一条刻度,如图4-7所示。

（9）测量完毕后,应将转换开关拨至交流电压的最高挡,以免下次使用不慎损坏仪表.

（二）数字万用表

数字万用表外形如图4-8（a）所示,下面以DT830型数字万用表图4-8（b）作为介绍。

1.性能

DT830型数字万用表采用LCD液晶显示器。

显示位数为4位,最高位只能显示1或不显示（0不显示）；

最大显示数为±

1999。

当测量直流电压或直流电流时,仪表有自动

显示极性的功能,若测量值为负,显示的数字前面将带“—”号。

在允许范围内减小量程时,显示屏上小数点的位置左移,小数部分的位数增多,可使测量结果的准确度提高。

当仪表内电池的电压低于工作电压时,显示屏左端将显示箭头符号,以提醒使用者更换新电池。

此外,还有超量程显示功能,当被测量超过使用的量程时,显示屏的左端将出现“1”或“-1”。

DT830C表有28个基本测量挡,如图4-8（b）所示。

其中量程上标有符号“›››）”的挡是用来检查电路通断情况用的。

另外还有两个附加挡,分别是直流10A挡和交流10A挡。

这样总共有30个测量挡。

此外,它还具有自动调零功能,有快速熔丝作过电流保护和作过电压保护的元仵。

测量周期为0.4s,测量速率为2.5次/s。

采用9V积层电池供电,整机功耗约20mW。

2.面板上各部分的功能

DT830型数字万用表面板上有液晶显示器、量程开关、输人插孔、hFE插孔和电源开关5个部分。

（1）液晶显示器:

选用字高18mm的大显示器。

（2）量程开关:

量程开关旋纽位于面板中央；

是转换测量种类和量程用的。

开关周围则用不同的颜色和分界线标出各种不同工作状态的范围。

（3）输人插孔:

输人插孔是仪表通过表笔和测量点连接的接口,并有“COM”、“V、Ω”、“mA”和“10A”四个孔。

黑表笔连线始终插在“COM”插孔内,红表笔连线要根据测量种类和测量值的大小分别插入“V、Ω”、“mA”或“10A”插孔中,在“COM”和“V、Ω”插孔之间的连线上,印有

、MAX750V~1000V、标记,表示从这两孔输入时,测量的交流电压不得超过750V,测量的直流电压不得超过1000V。

在“COM”与“mA”插孔之间和在“COM”与“10A”之间也分别有“

MAX750V~1000V”和“

10AMAX”标记,表示在这些插孔间所测量的电流值不得超过200mA和10A。

（4）hFE插孔:

此插孔是供测量晶体管的

时插入晶体管管脚用的。

中“E”中有个孔,作用一样,晶体管的发射极可随便插入“E”对应的两个孔中的任意一个。

（5）电源开关:

电源开关有“OFF”和“ON”两个状态,当开关进至“OFF”一边时,关闭电源,当拨至“ON”一边时,表内电源接通,可以正常工作。

3.数字万用表的使用

数字万用表的使用方法与操作要领与模拟式万用表的使用大同小异,但比模拟式万用表使用更方便。

（1）使用前的准各工作。

1）将黑表笔插入“COM”插孔内,红表笔插入相应被测量的插孔内。

2）将转换开关旋至被测种类区间内并选择合适的量程。

量程选择的原则和方法与模拟式万用表相同。

3）将电源开关投向“ON”的一边,接通表内工作电源。

（2）直流电流的测量。

当被测电流小于200mA时,将红表笔插入“mA”插孔内,黑表笔置于“COM”插孔不变,将转换开关旋至“DCA”（或“

”）区间内,并选择适当的量程。

通过表针将仪表串人被测电路中,显示屏上即可显示出读数。

（3）直流电压的测量。

将红表笔连线插人“V、Ω”插孔内,黑表笔连线插在“COM”插孔中不变,将量程开关旋至“DCV”或“

”区间,并选择适当的量程,通过两表笔将仪表并联在被测电路两端,显示屏上便显示出被测数值。

使用DT830型表测量时,量程开关如置于“200m”挡,则显示的数值以mV为单位；

置于其他四个直流电压挡时,显示值均以V为单位。

需要指出:

测量直流电压和电流时,不必像模拟式万用表那样考虑“+”、“—”极性问题,当被测电流或电压的极性接反时,显示的数值前会出现负号。

（4）交流电压的测量。

将量程开关旋至“ACV”或“V~”区间的适当量程上,表笔所在插孔及具体测量方法与测量直流电压时相同。

（5）交流电流的测量。

将量程开关旋至“ACA”或“A~”区间的适当量程上,其余与测量直流电流相同。

（6）电阻的测量。

将红表笔连线插入“V、Ω”插孔内,黑表笔连线插人“COM”插孔不变,将量程开关旋至Ω区间并选择适当的量程,便可进行测量。

这时要注意,数字万用表红表笔的电位比黑表笔的电位高,即红表笔为“+”极,黑表笔为“—”极,这一点与模拟式万用表正好相反。

使用DT830型表测量时,同样要注意显示值的单位与测量区间内各量程上所标明的单位相对应。

例如,当量程开关置于“2M”或“20M”挡时,显示的数值以M为单位；

当量程开关置于“200”挡时,以Ω为单位。

与模拟式万用表比较,用数字万用表测量电阻的最大优点是:

测量前不必进行欧姆调零。

（7）二极管的测量。

将红表笔连线插入“V、Ω”插孔内,黑表笔连线插入“COM”插孔中；

量程开关旋至标有二极管符号的挡。

将红表笔接二极管的正极,黑表笔接二极管的负极,显示屏显示出二极管的正向压降,以V为单位。

如果显示屏在端出现“1”字（溢出数）,说明两表笔接反,应将两表笔调换再测。

若调换后,左端仍显示“1”,或两次测量均有电压成为零,则说明二极管已损坏。

要注意,数字万用表的各电阻挡的测试电流都很小,均小于1mA,故通常不测二极管和三极管等非线性元件的正向电阻,而测它们的正向压降。

（8）检查电路的通断情况。

将量程开关旋至标有符号“›››）”的挡,表笔插孔位置和测电阻时相同。

让两表笔分别触及被测电路两端,若仪表内的蜂鸣器发出叫声,说明电路通（两表笔间电阻小于70Ω）。

反之,则表明电路不通,或接触不良。

必须注意的是,被测电路不能带电,否则会误判。

三、钳形电流表的使用与维护

一般情况下,用电流表测量电路中的电流时,必须将被测电流电路切断,然后将电流表或电流互感器的原边线圈串接到被切断的电路中去,而钳形电流表则是一种不切断电路,便能测量电路中电流的仪表,它是一种特殊的电流表。

1.交流钳形电流

表图4-9是交流钳形电流表的外形图。

它是由电流互感器和电流表两部分组成,电流互感器的铁心有一活动部分,它与手柄相连。

测量时,用手握紧钳形电流表的手柄,电流互感器的钳心使张开,将被测电流的导线卡人钳口中,然后放开手柄,钳心闭合。

此时,被测电流的导线相当于电流互感器的原边线圈。

绕在钳心上的副边线圈与电流表相接。

电流表所指的电流数值取决于副边线圈中的电流的大小,而副边线圈电流的大小又与被测电流成正比。

所以只要将折算好的刻度作为电流表的刻度,测量时,与副边线圈相接的电流表的指针按比例偏转,指示出被测电流的数值。

电流量程可通过转换开关选择。

图4-10是钳形电流表的原理电路图。

图中TA为电流互感器的副边线圈。

指示仪表是磁电系电流表,二极管V1~V2构形成桥式整流电路,其作用是将电流互感器副边交流电流变成直流电流,由磁电系电流表指示出被测电流的数值。

这里磁电系电流表和桥式整流电路共同构成整流型电流表。

电阻R1~R5是用于扩大电流里程的分流电阻。

R6为各电流量程的公共电阻,调节它,可以消除仪表的误差。

上述钳形电流表中是采用整流系电流表作指示仪表,它只能用于交流电流的测量,如T301型钳形电流表。

如果采用电磁系电流表作指示仪表,则可以交直流两用。

2.交直流两用钳形电流表

交直流两用钳形电流表的外形虽然与交流钳形电流表相同,但它的结构和工作原理却不一样。

交直流两用钳形电流表是按电磁系测量机构的工作原理制成的,它没有副边线圈,测量机构的活动部分为软磁铁片,放在钳形铁心的圆形缺口中间,如图4-11所示。

被夹在钳口中央的被测电流的导线作为电磁系测量机构中的固定线圈,导线中的被测电流在铁心中。

图4-11交直流钳形电流表所建立磁场,其磁通在铁心中形成闭会回路,同时使圆形缺口中间的活动软磁铁片磁化。

活动铁片与铁心之间的作用与电磁系排斥型测量机构的作用原理相同,即可动铁片在磁场力的作用下发生偏转,从而带动指针指示出被测电流的对值。

如MG—20、MG-21型都是交直流两用钳形电流表。

3.钳形电流表的使用

（1）测量前,应将转换开关置于合适的量程。

若被测电流大小预先无法估计,先应将转换开关置于最高挡进行试测,然后根据被测电流的大小,变换到合适的量程。

必须注意:

在测量过程中不能切换量程,交换量程时要将钳形电流表从被测电路中移去,以免损坏钳形电流表。

（2）进行测量时,被测导线应放在钳口中央,以减小误差。

（3）注意保持固定和活动铁心钳口两个结合面衔合良好,测量时如有杂音,可将钳口重新开合一次。

钳口若有污垢,可用汽油擦净。

（4）测量小于5A的电流时,为了获得较准确的测量值,在条件允许的情况下,可将被测导线多绕几圈,再放进钳口进行测量。

这时实际的被测电流数值等于仪表的读数除以放进钳口内的导线根数。

（5）不能用钳形电流表测量裸导线中的电流,以防触电和短路。

（6）通常不可用钳形电流表测量高压电路中的电流,以免发生事故。

（7）对于交流电流、电压两用表,测电压时,应将表笔连线插入专用的电压插孔中，然后用两表笔按测量电压的方法进行测量。

（8）测量时,只能卡一根导线。

单相电路中,如果同时卡进火线和中线,则因两根导线中的电流相等,方向相反,使电流表的读数为零。

三相对称电路中,同时卡进两相火线与卡进一相火线的电流读数相同；

同时卡进三根火线的读数为零。

三相不对称电路中,也只能一相一相地测量,不能同时卡两相或三相火线。

（9）交直流两用钳形电流表要区别使用。

（10）测量完毕一定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,而造成损坏仪表的意外事故。

四、电压、电流、相序的测量

（一）电压的测量

电压是电学量中最基本的电量之一,对电压的测量可以采用直接测量和间接测量的方法进行。

1.直接测量

测量电压可以使用直读式电测量指示仪表,即电压表。

电压表的测量范围为

。

直流电压一般用磁电系电压表测量,也可以用电磁系或电动系电压表。

交流一般采用电磁系和电动系电压表。

由于直流测量的准确度一般比交流高,所以测量交流也可以先通过变换器,将交流转换成直流,然后再用直流仪表进行测量。

用电压表测量电压必须将电压表与被测电路并联。

为了保证电压表的通电线圈与外壳之间不致有太高的电压,电压表的负端应接在低电位端。

如果电压表的端子有接地标志,接线时应注意将接地标志与被测电路的地电位相连。

在测量过程中,由于电压表具有一定的内阻,在接人电路时将产生分流,而影响被测电压的实际值。

当电压表内阻较小时,尽管仪表的准确度较高,而测量误差却很大；

而当仪表的准确度不高,若选用了较大的内阻时,其测量误差却不一定大,这说明仪表内阻选择不当,对测量缔果的影响会很大,且完全有可能超过仪表的准确度。

所以,在测量过程中,为了不影响被测电路的工作状态,尽量选择内阻较大的电压表测量。

2.间接测量

通常电压的测量不必采用间接测量的方式,只是在某些特殊的情况下,为了操作方便或其他原因才用间接法测量。

例如,对于内阻比较大的电源,欲测其空载电压,一般不用直接测量的方式。

因为仪表内耗功率及电源内阻压降的存在,会给测量结果造成较大的误差。

（二）电流的测量

测量电流也可以采用直读式电测量指示仪表,即电流表。

直流电流的测量通常采用磁电系电流表,也可采用电磁系或电动系电流表,测量范围为

交流电流的测量多采用电磁系或电动系电流表,它的测量范围为

用电流表测量电流必须将它与被测电路串联,并且将它接在被测电路的低电位端,以免使电流表的通电线圈与外壳之间形成高电位。

电流表的接线如图4-14所示。

电流表具有一定的内阻,为了使它在接入电路时不致影响电路的工作状态,要求电流表的内阻

要比负载电阻R小很多,即

/R≤1/5。

电流表的内阻越小,测量产生的误差就越小,测量结果就越接近实际值。

所以在测电流时,为了不影响电路的工作状态,尽量选择内阻较小的电流表来测量。

电流的测量也可以采用间接法测量。

例如,用直接测量方式测量电流需要断开电路,串接一块电流表才能测量。

如果要在不断开电路的情况下测电流,可以通过在被测电路上串接电阻,用电压表测出其电压值,再用公式I=U/R间接地计算出电流。

（三）相序的测量

三相电源的相序对电气设备的运行有直接的影响。

例如,改变电源的相序,就改变了电动机的转向。

因此为保证电网及电设备的安全稳定运行,相序的测量十分必要。

用于测量相序的仪器称为相序指示仪,这里介绍3种形式。

1.阻容式相序指示器

如图4-16所示,按照图示接法,可根据接入对称电源两相指示灯的亮暗程度,可判别电源的相序。

现以正相序的连接方式,即a端接于电源U相,b端接于电源V相,c端接于电源W相,则,可以判断接电容器端为A相,指示灯较亮的为B相,较暗的为W相。

在未知三相电源线相号的情况下,可将相序指示器的3个端子（a、b、c）与三相电源线三根端线（U、V、W）任意相接,正相序清况下相序指示器指示的相序为:

电容所接相一亮灯所接相一暗灯所接相。

2.电阻电感式相序指示器

按图4-17方式连接,即构成了电阻电感式相序指示器。

若电源按正相序连接方式中的四端接于电源U相,两指示灯分别接于电源的V、W相,则指示灯较亮的一相为W相,较暗的一相为V相。

用这种相序指示器测出的正相序为:

电感所接相→暗灯所接相→亮灯所接相。

3.XZ-1型相序表

XZ-1型相序表是一种便携式相位指示器,它适用于电压为50~500V,频率为40~500Hz的范围内,专用于测定三相正弦交流电路的相序。

正相序和逆相序可以从仪器上涂有黑色和白色相间扇形的圆转盘旋转的方向（顺时针和逆时针）来确定。

XZ-1型相序表的结构有3个星形连接的线圈,如图4-18（a）所示。

在3个线圈上面用轴支持着一个能自由旋转的轻铝盘。

而铝盘则是处于磁场中的导体。

3个线圈和三相交流电接通后将产生旋转磁场,使铝盘上产生感应电流,磁场与感应电流作用产生转动力矩使铝盘旋转,其原理和异步电动机转子旋转的原理完全相同。

铝盘旋转的方向和旋转磁场的方向相同,而旋转磁场的方向则取决于三相电源的相序。

当铝盘旋转的方向和仪器上箭头所指方向（顺时针旋转）相同,就表示三相电源的相序和仪器接线柱上所标的相同,即从左到右的相号为U、V、W。

反之,若铝盘旋转方向和箭头相反（逆时针旋转）,则为逆相序。

仪表的接线图如图4-18（b）所示。

使用时应先将仪表的3个接线柱依次与三相电源线相连,然后按下仪表左侧的一塑料按钮,接通三相电源。

按钮接通的时间必须是瞬时的,即电压为50V时约在10s内,500V时约在5s内。

按压时间不可过长,以免烧毁仪表。

此外,仪表使用时必须水平放置,不可倾斜,若倾斜度过大超过30°

时,可能会使仪表的转盘碰坏和卡住。

仪表的使用和保管应在一般室温下,不应在过热、过冷或过于潮湿的环境下或放在剧烈振动的物体上。

五、兆欧表的正确使用与维护

兆欧表又称摇表、高阻表,外形如图4-19所示。

它是一种专门用来测量绝缘电阻的直读式指示仪表。

兆欧表在电气设备的安装、检修和试验中,得到了广泛的应用。

由于在低电压下测量出来的绝缘电阻不能反映在高电压条件下工作的真正绝缘电阻值,因此,兆欧表本身应当有产生高电压的电源装置。

兆欧表一般由手摇直流发电机产生直流高压,故又称它为摇表。

也有的兆欧表不用手摇直流发电机,而是将220V工频交流电压经倍压整流来获得直流高压,如ZC13型兆欧表；

或用干电池作电源,经晶体管有流电源交换器来得到直流高压输出,如ZC14型兆欧表。

一般常用的兆欧表,其电源产生的高电压有500V、1000V、2500V、500OV几种。

兆欧表的类别就是按其输出的最高电压来划分的。

如500V摇表,其输出的最高电压就是500V。

电压越高,表输出的电压虽然很高,但电流却相当小。

兆欧表的准确度等级一般为1.0级或1.5级。

兆欧表的标度单位是兆欧,用MΩ表示

1.兆欧表的选择

（1）兆