电工仪表与测量

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2020/3/26
ZC25型兆欧表内部线路图
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接地端钮E
线路端钮L 屏蔽端钮
ZC25型兆欧表外形图
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三、兆欧表的选择、使用与维护
• 选择兆欧表 • 兆欧表的接线 • 检查兆欧表
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步骤1 选择兆欧表
选择兆欧表的原则: • 一是其额定电压一定要与被测电气设
步骤2 接入被测电阻
• 接入被测电阻时,应采用较粗较短的导线连接 。接线间不得绞合,并将接头拧紧。
(1)被测电阻有电流端钮和电位端钮时,要与 电桥上相应的端钮相连接。同时要注意电位端 钮总是在电流端钮的内侧,且两电位端钮之间
的电阻就是被测电阻。
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(2)如果被测电阻(如一根导线)没有电流端 钮和电位端钮,则可下图自行引出电流端钮和 电位端钮,然后与电桥上相应的端钮相连接。
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• 电压表前接电路:适用于被测电阻很大 (远大于电流表内阻)的情况。
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电压表前接电路
• 电压表后接电路:适用于被测电阻很小 (远小于电压表内阻)的情况。
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电压表后接电路
用伏安法测量电阻,不但需要计
算,而且测量误差较大,但它能在通 电的工作状态下测量电阻,这在有些 场合是很有实际意义的。如测量非线 性元件(二极管、三极管等)的电阻 时就十分方便。另外,二极管和三极 管的特性曲线也可以通过伏安法绘制 出来。
• 但是不论采用何种电源 ,最终都要转换成直流 电压。
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兆欧表的工作原理
• 被测电阻Rx接在“L”与“E”端钮之间。 • 摇动直流发电机的手柄,发电机两端产生较高
的直流电压,线圈1和线圈2同时通电。 • 通过线圈1的电流Il与气隙磁场相互作用产生转
动力矩M1;通过线圈2的电流I2也与气隙磁场相 互作用产生反作用力矩M2,M1与M2方向相反. • 由于气隙磁场是不均匀的,所以转动力矩M1不 仅与线圈1的电流I1成正比,而且还与线圈1所 处的位置(用指针偏转角α表示)有关。
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步骤1 电桥调试
• 打开检流计机械锁扣,调节 调零器使指针指在零位。
• 注意: (1)发现电桥电池电压不足
应及时更换,否则将影响电 桥的灵敏度。
(2)当采用外接电源时,必须注意电源的极性。 将电源的正、负极分别接到“+”、“-”端钮,且 不要使外接电源电压超过电桥说明书上的规定值。
• 单臂电桥法和双臂电桥法的优点是什么 ?缺点是什么?欲精确测量一段短导线 的电阻,应采用哪种方法测量?
• 电桥平衡的条件是什么?电桥平衡时有哪 些特点?
• 简述用直流单臂电桥测量约为918Ω电阻 的步骤。
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第三节
电工指示仪表的误差和准确度
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一、直流双臂电桥的构造和 工作原理
消除接触电阻和接线电电桥简介
• 测量时,调 节倍率旋钮 和Rn的调节 旋钮使电桥 平衡,检流 计指零。
• 被测电阻= 倍率数×读 数盘读数。
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三、直流双臂电桥的使用与维护
测量电阻的步骤:
1. 电桥调试 2.接入被测电阻 3.估测被测电阻,选择比例臂 4. 接通电路,调节电桥比例臂使之平衡 5. 计算电阻值 6. 关闭电桥 7. 电桥保养
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第二节
直流单臂电桥
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一、直流单臂电桥的构造和 工作原理
被测臂
比例臂
比较臂
比例臂
电桥平衡时:
RX =比例臂倍率×比较臂读数
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提高电桥准确度的条件
➢标准电阻R2、R3、R4的准确度要高; ➢检流计的灵敏度也要高,以确保电桥真
正处于平衡状态。
第五章
电阻的测量
第一节 第三节
第二节 第四节
第五节
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第一节
电阻测量方法的分类
2020/3/26
2020/3/26
2020/3/26
伏安法测量直流电阻
• 把被测电阻接上直流电源,然后用电 压表和电流表分别测得电阻两端的电 压UX和通过电阻的电流IX,再根据欧 姆定律计算出被测电阻的方法,称为 伏安法。
• 测量设备的绝缘电阻时,应记录测量时的温度 、湿度、被测设备的状况等,以便于分析测量 结果。
• 测量绝缘电阻的结果如超过规定值,应及时进 行处理,否则可能发生人身和设备的安全事故 。
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思考与练习
• 为什么不能用万用表欧姆挡测量电气设备的绝 缘电阻?
• 已知兆欧表的指针偏转角α与电源电压无关, 为什么又要求其电源电压不能太低?
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二.QJ23型直流单臂电桥简介
• QJ23型的比例臂R2/R3由八个标准电 阻组成,共分为七挡,由转换开关SA换 接。
• 比较臂R4由四个可调标准电阻组成,它 们分别由面板上的四个读数盘控制,可 得到从0~9 999Ω范围内的任意电阻值, 最小步进值为1Ω。
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QJ23型直流单臂电桥电路图
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步骤5 计算电阻值
计算公式: 被测电阻值=比例臂读数×比较臂读数
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步骤6 关闭电桥
• 先断开检流计按钮,再断开电源按钮。 然后拆除被测电阻,最后锁上检流计机 械锁扣。
• 对于没有机械锁扣的检流计,应将按钮 “G”按下并锁住。
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步骤7 电桥保养
• 每次测量完毕后,将仪表盒盖盖好,存 放于干燥、避光、无振动的场合 。
一般的兆欧表主要由手摇直流发电机、 磁电系比率表以及测量线路组成。手摇直 流发电机的额定电压主要有500V、1 000V、 2 500V等几种。
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兆欧表内部构造示意图
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倍压整流电路
• 目前生产的兆欧表许多 也采用手摇交流发电机 ,输出的交流电压经过 倍压整流后供给测量线 路使用。
兆欧表的标度尺
注意:兆欧表的标度尺为反向刻度
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二、ZC25型兆欧表简介
• ZC25型携带式兆欧表适用于测量各种电 机、电缆、变压器、电讯元器件、家用 电器和其他电器设备的绝缘电阻。
• 该表内部采用手摇交流发电机,然后通 过整流滤波电路将交流电转换成仪表所 需要的直流电压。
• ZC25型兆欧表目前主要生产四种规格, 可根据需要选择不同规格的兆欧表。
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思考与练习
• 为什么直流双臂电桥能够用于测量 小电阻?
• 直流双臂电桥在结构上采用了哪些 措施?
• 简述用直流双臂电桥测量电阻的步 骤。
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第四节
兆欧表
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一、兆欧表的构造及工作原理
兆欧表是一种专门用来测量电气设备 绝缘电阻的便携式仪表。
• 摇动手柄时应由慢渐快至额定转速120r/min 。在此过程中,若发现指针指零,应立即停 止摇动手柄,避免表内线圈因发热而损坏。
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• 测量具有大电容设备的绝缘电阻,读数后不能 立即停止摇动兆欧表,以防止已充电的设备放 电而损坏兆欧表。此时应在读数后一边降低手 柄转速,一边拆去接地线。在兆欧表停止转动 和被测物充分放电之前,不能用手触及被测设 备的导电部分。
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步骤3 检查兆欧表
• 开路试验在兆欧 表未接通被测电 阻之前,摇动手柄 使发电机达到 120r/min的额定 转速,观察指针是 否指在标度尺 “∞”的位置。
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表笔 分开
兆欧表的开路试验
步骤3 检查兆欧表
表笔
短接 • 短路试验将端钮 L和E短接,缓 慢摇动手柄,观 察指针是否指在 标度尺的“0”位 置。
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步骤5 计算电阻值
计算公式: • 被测电阻值=比例臂读数×比较臂读数
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步骤6 关闭电桥
• 先断开检流计按钮,再断开电源按钮。 然后拆除被测电阻,最后锁上检流计机 械锁扣。
• 对于没有机械锁扣的检流计,应将按钮 “G”按下并锁住。
2020/3/26
步骤7 电桥保养
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步骤2 估测被测电阻,选择比例臂
• 选择适当的比例臂,使比 例臂的四挡电阻都能被充 分利用,以获得四位有效 数字的读数。
• 若估测电阻值为几千欧时,比例臂应选×1挡; 估测电阻值为几十欧时,比例臂选×0.01挡;估测 电阻值为几欧时,比例臂选×0.001挡。
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步骤3 接入被测电阻
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直流双臂电桥结构的特点
为满足校正项等于零的条件,双臂电桥 在结构上采取了以下措施: 1.将R1与R3、R2与R4采用机械联动的调节装
置,使R3/R1的变化和R4/R2的变化保持 同步,从而保证校正项等于零。 2.连接Rn与Rx的导线,尽可能采用导电性良好 的粗铜母线,使r→0。
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兆欧表的工作原理
• 兆欧表指针的偏转角α只取决于两个线
圈电流的比值,而与其他因素无关。所 以兆欧表能够克服手摇发电机电压不太 稳定而对仪表指针偏转角产生影响的缺 点。
• 由于I 的大小一般不变,而随被测绝缘电 2 阻Rx的改变而变化,所以可动部分的偏 转角α能直接反映被测绝缘电阻的数值 。 2020/3/26
备或线路的工作电压相适应。 • 二是兆欧表的测量范围要与被测绝缘
电阻的范围相符合,以免引起大的读 数误差。
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步骤2 兆欧表的接线
• 兆欧表有三个接线端钮,分别标有L (线路)、E(接地)和G(屏蔽) ,使用时应按测量对象的不同来选用 。当测量电力设备对地的绝缘电阻时 ,应将L接到被测设备上,E可靠接地 即可。
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步骤4 接通电路,调节电桥倍率 使之平衡
• 先按下电源按钮,再按下检流计按钮,观察检 流计指针偏转情况。若检流计指针向“+”方向 偏转,应增大读数盘读数,反之,则应减小读 数盘读数。如此反复调节,直至检流计指针指 零。
• 由于双臂电桥在工作时电流较大,要求上述调 节过程中动作要迅速,以免电池耗电量过大。 另外,如果被测电阻不含电感,则可同时按下 或松开电源按钮和检流计按钮。
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QJ23型直流单臂电桥外形图
比较臂
外接电源




接 片
比例臂 检流计
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(a)
电源按钮
被测臂 检流计按钮
三、直流单臂电桥的使用与维护
测量电阻的步骤:
1. 电桥调试 2. 估测被测电阻,选择比例臂 3. 接入被测电阻 4. 接通电路,调节电桥比例臂使之平衡 5. 计算电阻值 6. 关闭电桥 7. 电桥保养
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步骤3 估测被测电阻, 选择比例臂
• 用万用表估测被测电阻值,选择适当的倍率挡 。如估测电阻值为几欧时,倍率选×100挡; 估测电阻值为零点几欧时,倍率选×10挡;估 测电阻值为零点零几欧时,倍率选×1挡等。
• 测量时,倍率选择务必正确,否则会产生很大 的测量误差,从而失去精确测量的意义。
• 接入被测电阻 时,应采用较 粗较短的导线 连接,并将接 头拧紧。
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步骤4 接通电路, 调节电桥比例臂使之平衡
• 测量时应先按下电源按钮 ,再按下检流计按钮,使 电桥电路接通。
• 若检流计指针向“+”方向偏转,应增大比较臂 电阻,反之,则应减小比较臂电阻。如此反复 调节,直至检流计指针指零。
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步骤1 电桥调试
• 打开检流计机械锁扣,调节调零器使指针指在 零位。 注意:
➢ 发现电桥电池电压不足应及时更换,否则将影 响电桥的灵敏度。
➢ 当采用外接电源时,必须注意电源的极性。将 电源的正、负极分别接到“+”、“-”端钮 ,且不要使外接电源电压超过电桥说明书上的
规定值。 2020/3/26
• 每次测量结束,将盒盖盖好,存放于干燥、 避光、无震动的场合。
• 发现电池电压不足应及时更换,否则将影响 电桥的灵敏度。
• 当采用外接电源时,必须注意电源极性。
• 不要使外接电源电压超过电桥说明书上的规 定值。
• 搬动电桥时应小心,做到轻拿轻放,否则易 使检流计损坏。
2020/3/26
思考与练习
• 选用兆欧表时,为什么要求兆欧表的额定电压 要与被测电气设备的工作电压相适应?
兆欧表的短路试验
2020/3/26
2020/3/26
测量时兆欧表的操作方法
使用兆欧表的注意事项
• 测量绝缘电阻必须在被测设备和线路停电的 状态下进行。对含有大电容的设备,测量前 应先进行放电,测量后也应及时放电,放电 时间不得小于2min,以保证人身安全。
• 兆欧表与被测设备间的连接导线不能用双股 绝缘线或绞线,应用单股线分开单独连接。
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