电工仪表与测量(第四版)第五章

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。
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。
接地摇表法 接地电阻
准确度较高，尤其适用 于测量接地电阻
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。
• 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。
电压表前接电路
测量方法 万用表法 适用范围 中电阻 优 点 缺 点 测量误差较大 直接读数，使用方便
伏安法
兆欧表法 单臂电桥法 双臂电桥法
中电阻
大电阻 中电阻 小电阻
能测量工作状态下元器 测量误差较大， 件的电阻值，尤其适用 测量结果需计 于对非线性元件电阻的 算 测量 直接读数，使用方便 准确度高 准确度高 测量误差较大 操作麻烦 操作麻烦 操作麻烦
• 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。
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。
步骤7
电桥保养
• 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。
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。
兆欧表的短路试验
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。 • 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。
• 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。
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
RX
R2 Rn R1
• 调节各桥臂电阻，使检流计指零，即 IP＝0，此时I1＝I2，I3＝I4。 • 列方程组求得：
校正项
`
R3 R4 R2 rR2 RX Rn ( ) R1 r R3 R4 R1 R2
电桥平衡时，被测电阻RX ＝比例臂倍率×比较臂读数
直流双臂电桥结构的特点
QJ23型直流单臂电桥电路图
QJ23型直流单臂电桥外形图
比较臂
外接电源
被测臂
检 流 计 连 接 片
（a）
比例臂
检流计
电源按钮
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
• 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。
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。
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。
消除接触电阻和接线电阻的影响
二．QJ103型直流双臂电桥简介
• 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。 • 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。
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?
• 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？ • 兆欧表应如何接线?“G”屏蔽端子的作用是什么?
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第五节
接地电阻测量仪
• 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。
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
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。
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。
（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。
（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。
步骤3
估测被测电阻， 选择比例臂
7. 电桥保养
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。
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。
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。
接地的基本知识
思考与练习
• 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
一、直流双臂电桥的构造和 工作原理
第五章
电阻的测量
第一节 第二节
第三节
第四节
第五节
第一节
电阻测量方法的分类
一、按获取测量结果的方式分类
直接法 万用表测量电阻，兆 采用直读式仪表测量电阻 欧表测量电阻 采用比较仪表测量电阻 先测量与电阻有关的量， 然后通过有关的公式计算 出被测电阻 用直流电桥测量电阻
比较法
间接法
伏安法测量电阻
二、按所使用的仪表分类
粗较短的导线
连接，并将接
头拧紧。
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。
步骤5
计算公式：
计算电阻值
• 被测电阻值＝比例臂读数×比较臂读数
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第二节
直流单臂电桥
一、直流单臂电桥的构造和 工作原理
被测臂
比例臂
比例臂
电桥平衡时：
比较臂
RX ＝比例臂倍率×比较臂读数
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