1、M LY Z汨罗一职维修电工工艺与技能训练 第7章 电工仪表的原理与使用教师：张 锋2013年10月维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用学习目标1、了解常用电工仪表与测量的分类、型号和标志分类方法和常用标志2、能熟练应用万用表测量基本的物理量；3、培养学生正确使用基本的电工仪表维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用一、电工指示仪表的组成 电工指示仪表的任务就是把被测电量、磁量或电参数转换为仪表可动部分的机械偏听偏转角，在转换过程中，使两者保持一定的函数关系，从而用指针偏转角的大小来反映被测量的数值1、测量机构将被测量X（或过渡）转换成仪表可动部分的机械偏转角。是电
2、工指示仪表的核心。2、测量线路将各种不同的被测量按一定比例转换成能被测量机构所接受的过渡量。通常由电阻器、电容器、电感器等电子元件组成。维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用3、结构柜图维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用二、直流电流表直流电流表的组成磁电系电流表实际上是由磁电系测量机构与分流电阻并联组成的。维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用三、直流电压表直流电压表的组成一只内阻为Rc满刻度电流为Ic的磁电系测量机构，本身就是一只量程为UcIcRc的直流电压表，只是其电压量程很小。扩大量程只需给测量机构串联一只分夺电阻Rv。磁电系直流电压是由磁电
3、系测量机构与分压电阻串联组成的。维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用四、交流电流表电磁系电流表由电磁系测量机构组成。改变量程时，只需改变线圈径和匝数即可。安装式一般制成单量程，且最大量程不超过200A，测量较大交流电时，须与电流互感器配合使用。便携电磁系电流表一般制成多量程，扩大量程一般采用将固定线圈分段，然后利用分段线圈的串、并联来实现。维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用五、交流电压表五、交流电压表 电磁系电压表由磁电系测量机构与压电阻串联组成。电磁系电压表由磁电系测量机构与压电阻串联组成。安装式电磁系电压表都做成单量程的，最大量程安装式电磁系电压表都做成单
4、量程的，最大量程600V600V，要测量更高的交流电压时，须与电流互感器配合使用。要测量更高的交流电压时，须与电流互感器配合使用。便携式电磁系电压表都做成多量程的，采用共用式分便携式电磁系电压表都做成多量程的，采用共用式分用电路。用电路。为保证足够励磁安匝数，要求电磁系电压表固定线圈为保证足够励磁安匝数，要求电磁系电压表固定线圈匝数尽量多。匝数尽量多。维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用六、电压互感器1、结构与原理电压互感器实际是一个降压变压器，能将一次测的高电压变换成二次测的低电压，其一次测匝数较远多于二次测匝数。电压互感器二次测电压一般为100V。由于电压表的内阻都很大，所
5、以电压互感器的正常工作状态接近于变压器的开路状态。2、电压互感器的正确使用要正确接线：一次测与被测电路并联，二次测与电压表并联。电压互感器的一次测、二次测在运行中绝对不允许短路，电压互感器的一次测、二次测都应装设熔断器。电压互感器的铁心和二次测的一端必须可靠接地，以防绝缘损坏时，一次测高压串入低压端，危及人身和设备的安全。维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用七、电流互感器1、构造与原理是一降流变压器，能将一次测的大电流变换成二次测的小电流。其一次测匝数较少，一般为一匝到几匝。电流互感器二次测电流一般为5A。电流互感器在正常工作状态时，接近于变压器的的短路状态。2、电流互感器的正
6、确使用要正确接线：一次测与被测电路串联，二次测与电流表串联；电流互感器的二次测在运行中绝对不允许开路。二次测禁止加装熔断器，运行时拆除或更换仪表，应先将二次测短路。电流互感器的铁心和二次测的一端必须可靠接地，以确保人身和设备的安全。接在同一互感器上的仪表不能太多，否则接在二次测的仪表消耗的功率将超过互感器二次测的额定功率，会测量误差增大。维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用八、钳形电流表的构造及原理1、互感式钳形电流表由电流互感器和整流系电流表组成。电流表的标尺刻度按一次测电流刻度的仪表的读数就是被测导线中的电流值。互感式钳形电流表只能测量交流电。2、电磁系钳形电流表 由电磁系
7、测量机构组成。可交、直流两用。维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用3、钳形电流的正确用一般准确度为2.5级或5.0级。1)测量前先估计被测量电流的大小，选择合适的量程。2)测量时应将被测载流导线放于钳口中央，以免增大误差。3)钳口要结合紧密。4)测量5A以下小电流时，可将导线在钳口中多绕几圈。50测量完毕，一定要将仪表的量程开关置于最大量程位置上，以防下次使用时，由于使用者的粗心和疏忽造成仪表损坏。维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用 九、模拟式万用表 “万用表”是万用电表的简称，它是我们电工生产中一个必不可少的工具。万用表能测量电流、电压、电阻、有的还可以测量
8、三极管的放大倍数、频率、电容值、逻辑电位、分贝值等。万用表有很多种，现在最流行的有机械指针式的和数字式的万用表（见图）。它们各有优点。对于电子初学者，建议使用指针式万用表，因为它对我们熟悉一些电子知识原理很有帮助。下面我们介绍一些机械指针式万用表的原理和使用方法。维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用万用表的使用具体使用步骤请参照电工仪表与测量实验操作手册1、使用之前要调零 使用之前要进行机械调零，测量电阻之前要进行欧姆调零。2、要正确接线 使用时红表笔与“+”相接，黑表笔与“-”相接。3、要正确选择测量挡位 测量挡位包括测量对象和量程。4、要正确读数在万用表的表盘上有许多条标度
9、尺，分别用于不同的测量对象。5、要注意操作安全 操作时要注意人身和仪表的安全。维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用十、兆欧表 正常情况下，电气设备的绝缘电阻数值都很大，通常在几兆欧到几百兆欧，远远大于万用表的有效量程。在此范围内，欧姆刻度的非线性就能造成很大的误差。另外，由于万用表内电池 电压太低，而在低电压下测量的绝缘电阻不能真实反映在高电压下绝缘电阻的真正数值。电气设备的绝缘电阻必须用一种本身肯有高压电源的仪表进行测量。这种仪表是兆欧表，俗称“摇表”。维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用1、兆欧表的结构 兆欧表是种专门用来测量电气设备绝缘电阻的便捷式仪表。一
10、般的兆欧表主要由于手摇直流发电机、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、1000V、2500V等几种。兆欧表的测量机构采用磁电系比率表，它的主要构造包括一个永久性磁铁和两个固定在同一转轴上且彼此相差一定角度的线圈。电路中的电流通过无力矩的游丝分别引入两个线圈，使其中一个线圈产生转动力矩，另一个线圈产生反作用力矩。使仪表可动部分的偏转角a与两个线圈中电流的比率有关。故称“磁电系比率表”。维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用2、兆欧表的选择额定电压与被测设备（线路）相适应测量范围与被测绝缘电阻的范围相符合。表43所示：3、兆欧表的接线三个接线端：L（
11、线路）：接被测设备（导体）E（接地）：可靠接地（外壳）G（屏蔽）：屏蔽层（保护环）4、兆欧表的检查“L”与“E”开路：摇动手柄，使发电机达到120r/min，指“”。“L”与“E”短路：缓慢摇动手柄，指针指“0”。维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用十一、电动系功率表1、电动系功率表的结构及工作原理电动系功率表由电动系测量机构与分压电阻构成，其原理如下图所示：维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用2、功率表的使用 正确选择量程功率表有三种量程：电流量程、电压量程和功率量程。电流量程是指仪表的串联回路所容许通过的最大工作电流；电压量程是指仪表的并联回路所能承受的最高
12、工作电压；功率量程实质上是由电流量程和电压量程来决定，等于两者的乘积，即P=UI，它相当于负载功率因数COS=1 时的功率值。在选择时，不仅要注意其功率量程是否足够，还要注意仪表的电流量程及电压量程是否与被测功率的电流和电压相适应。选择时，要使功率表的电流量程略大于被测电流，电压量程略高于被测电压。维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用十二、电子式电能表1、单相电子式电能表电子式电能表测量的有功电能是有功功率与时间的乘积，与感应式电能表一样。交流电路中电压U和电流I在某一段时间t内的电能的表达式为：E=UIcos电子式电能表的测量是将被测U和I先经电压和电流输入电路转换，然后通过
13、模拟乘法器将输入电路转换后的UU和UI进行相乘，产生一个与U和I乘积（有功功率P）成正比的信号U0，再通过U/f转换型A/D转换器，将模拟量U0转换成与Uicos大小成正比的频率脉冲输出，最后经计数器累积计数而得在某段时间t内的电能数值。维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用2、三相三线有功电能表三相三线电能表是按两表法测量三相功率的原理，由两只单相电能表的测量机构组合成，作用在转轴上的总转矩等于两组元件产生的转矩之和，并与三相电路的有功功率成正比，因此，铝盘的转数可以反映有功电能的大小，并通过计度器直接显示三相电能的数值。负荷电流为80A及以下时，采用直接接入式电能，负荷电流为
14、80A以上时，采用经电流互感器接入式电能表。3、三相四线有功电能表三相四线有功电能表实际上是按照三表法测功率的原理，由三只单相电能表的测量机构组合而成。常见的是具有三个驱动元件和两个铝盘结构的三相四线电能，两组驱动元件共同作用在一个铝盘上，另一组元件单独作用在另一个铝盘上。当负载电流为80A以上时，应配互感器使用。维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用4、电能表的使用a、正确选择量程应使电能表额定电压相等，电能表额定电流应大于或等于负载的最大电流。b、正确接线遵守发电机端守则。使用时，按图接线。三相有功电能表和无功电能表与仪用互感器联合接线。c、电能表的读数对直接接入电路的电能表
15、，以及与所标明的互感器配套使用的电能表，可直接从电能表上读取电能。对配套使用的互感器度比和电能表标明的不同时，则必须将电能表的读数进行折算，才能求得被测电能实际值。维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用5、电能表的安装要求、电能表的安装要求v要求电能表与配电装置在一处要求电能表与配电装置在一处v应安装在配装置的左方和下方。应安装在配装置的左方和下方。v安装在干燥、无振动和无腐蚀气体的场所。安装在干燥、无振动和无腐蚀气体的场所。v不同电价的用电线路应分别装表，同一电价的不同电价的用电线路应分别装表，同一电价的用电线路应合并装表。用电线路应合并装表。v安装要牢固垂直。安装要牢固垂直。
16、维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用十三、通用示波器电子示波器是一种能够直接显示电压（或电流）变化波形的电子仪器。使用示波器不仅可以直观地观察被测电信号随时间变化的全过程，而且可以通过它显示波形测量电压（或电流）的有关参数，以及进行频率和相位的比较、描绘特性曲线等。维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用a、通用示波器的组成1、示波管：示波器的核心，把所需观测的电信号度换成发光的图形。2、Y轴偏转系统：衰减器和Y轴放大器组成，放大被测信号。3、X轴偏转系统：衰减器和X轴放大器组成，放大锯齿波形扫描信号或外加电压信号。4、扫描及整步系统：产生频率可调的锯齿波电压，作为
17、X轴偏转的扫描电压。5、电源：变压器、整流及滤波等电路组成，向整修示波器供电。维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用b、普通示波器的工作原理1、示波管由电子枪、荧光屏和偏转系统三大部分组成，示波管的基本结构如图所示：电子枪：产生电子轰击荧光屏使之发光。1）灯丝2）荧光屏3）控制栅极4）第一阳极，第二阳极荧光屏：显示被测波形。偏转系统：使电子有规律地移动，从而在荧光屏上显示出被测波形。垂直Y偏转极和水平X偏转极。维修电工工艺与技能训练 汨罗一职电工仪表的原理与使用2、示波原理 一般情况下，被测电压加在Y轴偏转板上，而X轴偏转板上加随时间线性变化的锯齿波形扫描电压。这时，由于电子在作垂直运动的同时，又似匀速沿水平方向移动，因荧光屏上扫描出被测电压随时间变化M LY Z汨罗一职维修电工工艺与技能训练
