常用电工工具及仪表使用.ppt

常用电工工具及仪表的使用 1 常用电工工具 内容提要 1 熟悉电气安全用具的基本知识及其使用 2 熟悉电气安全用具的试验周期及其标准 绝缘安全用具 一般防护安全用具 验电器也称验电笔 俗称电笔 它是用来检测导线 电器和电气设备的金属外壳是否带电的一种电工工具 根据外形来分测电笔有钢笔式和螺丝刀式两种 根据测量电压高低来分低压验电器和高压验电器 上一页 下一页 1 常用电工工具 1 1验电器 1 低压验电器 低压验电器也成验电笔 其测量范围在50V 250V之间 上一页 下一页 1 常用电工工具 1 组成 1 笔尖金属体2 氖泡3 高压电阻4 弹簧5 笔尾金属体 上一页 下一页 1 常用电工工具 2 原理 1 欧姆定律 I U R 2 串联电路的总电阻关系式 R R1 R2 具体说明如下 A 当测电笔去检测某一导体是火线还是零线时 通过测电笔的电流 也就是通过人体的电流 I 加在测电笔和人体两端的总电压U 除以 相当于分数线 测电笔和人体两端的总电阻R B 测火线时 照明电路 火线与地之间有电压U 220V左右 人体电阻一般很小 通常只有几百到几千欧姆 而测电笔内部的电阻通常有几兆欧左右 通过测电笔的电流 也就是通过人体的电流 很小 通常不到1毫安 这样小的电流通过人体时 对人没有伤害 而这样小的电流通过测电笔的氖泡时 氖泡会发光 C 测零线时 U 0 I 0 也就是没有电流通过测电笔的氖泡 氖泡当然不发光 这样我们可以根据氖泡是否发光判断火线还是零线 上一页 下一页 1 常用电工工具 3 使用方法 使用试电笔时 以中指和拇指持测电笔笔身 食指接触笔尾金属体或笔挂 当带电体与接地之间电位差大于60V时 氖泡产生辉光 证明有电 注意 人手接触电笔部位一定要在试电笔的金属笔盖或者笔挂 绝对不能接触试电笔的笔尖金属体 以免发生触电 上一页 下一页 1 常用电工工具 4 注意事项 1 使用测电笔之前应先检查测电笔内有否安全电阻 然后检查测电笔有否损坏 有否受潮或进水现象 检查合格后方可使用 3 在明亮的光线下使用测电笔测量带电体时 应注意避光 以免因光线太强而不易观察氖管是否发光 造成误判 2 在使用测电笔测量电气设备是否带电之前 先要将试电笔在有电源的部位检查一下氖管能否正常发光 如能正常发光 方可使用 4 螺丝刀式测电笔前端金属体较长 应加装绝缘套管 避免测试时候造成短路或触电事故 5 使用完毕后 要保持测电笔清洁 并放置在干燥处 严防碰摔 上一页 下一页 1 常用电工工具 5 测电笔的其他用途 1 可用来判断直流是否接地 在对地绝缘的直流系统中 可站在地上用测电笔接触直流系统中的正极或负极 如果测电笔氖泡不亮 则没有接地现象 如果氖泡发亮 则说明有接地现象 其发亮如在笔尖端 则说明为正极接地 如发亮在手指端 则为负极接地 但是必须指出的是在带有接地监察继电器的直流系统中 不可采用此方法判断直流系统是否发生接地 3 用于判别电压的高低 普通低压测电笔的电压测量范围大致在60 500V 有经验的电工可根据经常使用的测电笔氖管发光的强弱来估测电压的大致数值 氖管越亮 说明电压越高 4 区分交流电同相或者异相 2 可以用来判别交流电和直流电 在用测电笔进行测试时 如果测电笔氖泡中的两个极都发光 就是交流电 如果两个极中只有一个极发光 则是直流电 5 检查相线是否碰壳 用测电笔接触电气设备的壳体 若氖管发光 则有因相线碰壳而漏电的现象 上一页 下一页 1 常用电工工具 数字感应测电笔的简单介绍 1 按钮说明 A键 直接测量按键 离液晶屏较远 也就是用批头直接去接触线路时 请按此按钮 B键 感应测量按键 离液晶屏较近 也就是用批头感应接触线路时 请按此按钮 注 不管电笔上如何印字 请认明离液晶屏较远的为直接测量健 离液晶较近的为感应键即可 2 数显感应测电笔适用于直接检测12 250v的交直流电和间接检测交流电的零线 相线和断点 还可测量不带电导体的通断 数字感应测电笔是近年来出现的一种新型电工工具 它通过在绝缘皮外侧利用电磁感应探测 并将探测到的信号放大后利用LCD显示来判断物体是否带电 其具有安全 方便 快捷等优点 上一页 下一页 1 常用电工工具 数字感应测电笔使用 1 间接测量 按住B键 将批头靠近电源线 如果电源线带电的话 数显电笔的显示器上将显示高压符号 可用于隔着绝缘层分辨零 相线 确定电路断点位置 2 直接测量 按住A键 将批头接触带电体 数显电笔的显示器上将分段显示电压 最后显示数字为所测电路电压等级 上一页 下一页 1 常用电工工具 1 常用电工工具 1 1验电器 2 高压验电器 手握部位不得超过护环 必须戴上符合要求的绝缘手套 测试时必须有人在旁监护 小心操作 以防发生相间或对地短路事故 与带电体保持足够的安全间距 10kV高压的安全距离应大于0 7m 室外操作时 必须天气良好 在雨 雪 雾及湿度较大的天气时 不宜进行操作 以免发生危险 1 常用电工工具 1 2电工刀 不得用于带电作业 以免触电 应将刀口朝外剖削 并注意避免伤及手指 剖削导线绝缘层时 应使刀面与导线成较小的锐角 以免割伤导线 使用完毕 随即将刀身折进刀柄 1 常用电工工具 1 3螺丝刀与扳手 1 螺丝刀 带电作业时 手不可触及螺丝刀的金属杆 以免发生触电事故 作为电工 不应使用金属杆直通握柄顶部的螺丝刀 为防止金属杆触到人体或邻近带电体 金属杆应套上绝缘管 1 常用电工工具 1 3螺丝刀与扳手 2 扳手 活络板手不可反用 以免损坏活络板唇 不可用加力杆接长手柄以加大扳拧力矩 不得当作撬棒和手锤使用 1 常用电工工具 1 4钢丝钳 绝缘夹钳 尖嘴钳 斜口钳 剥线钳 1 钢丝钳 使用前 使检查钢丝钳绝缘是否良好 以免带电作业时造成触电事故 在带电剪切导线时 不得用刀口同时剪切不同电位的两根线 如相线与零线 相线与相线等 以免发生短路事故 结构 弯绞导线 扳旋螺母 剪切导线 铡切钢丝 上一页 下一页 1 常用电工工具 1 4钢丝钳 绝缘夹钳 尖嘴钳 斜口钳 剥线钳 1 钢丝钳 使用前 使检查钢丝钳绝缘是否良好 以免带电作业时造成触电事故 在带电剪切导线时 不得用刀口同时剪切不同电位的两根线 如相线与零线 相线与相线等 以免发生短路事故 2 绝缘夹钳绝缘夹钳主要用于在35KV及以下的电气设备伤装拆熔断器等工作时使用 绝缘夹钳由工作钳口 绝缘和握把三部分组成 钳口要保证夹紧熔断器 各部分所使用的材料与绝缘棒相同 绝缘夹钳 使用注意事项 操作前 夹钳表面应用清洁的干布擦净 操作时戴绝缘手套 穿绝缘靴及戴护目镜 并必须在切断负载的情况下进行操作 雨雪或潮湿天气操作应使用专门防雨夹钳 按规定进行定期试验 头部很尖 适用于狭小的空间操作 钳柄有铁柄和绝缘柄两种 绝缘柄主要用于切断和弯曲细小的导线 金属丝 夹持小螺钉 垫圈及导线等元件 还能将导线端头弯曲成所需的各种形状 上一页 下一页 1 常用电工工具 3 尖嘴钳 1 4钢丝钳 绝缘夹钳 尖嘴钳 斜口钳 剥线钳 用途 主要用于剪断较粗的电线 金属丝及导线电缆 钳柄有铁柄 管柄和绝缘柄三种 电工用带绝缘柄的短线钳 如图所示 上一页 下一页 1 常用电工工具 4 斜口钳 1 4钢丝钳 绝缘夹钳 尖嘴钳 斜口钳 剥线钳 用途 剥削小直径导线绝缘层的专用工具使用方法 使用时 将要剥削的绝缘层长度用标尺定好后 即可把导线放入相应的刃口中 比导线直径稍大 用手将柄一握紧 导线的绝缘层即被割破 上一页 下一页 1 常用电工工具 5 剥线钳 1 4钢丝钳 绝缘夹钳 尖嘴钳 斜口钳 剥线钳 压接钳是连接导线与端头的常用工具 采用压接的电连接施工方便 接触电阻比较小 牢固可靠 根据压接导线和压接套管的截面积不同来选择不同规格的压接钳 各种压接钳的外形结构如图所示 使用范围见下表 各种压接钳的使用范围 压接钳 手动液压接线钳主要依靠液压传动机构产生的压力达到压接导线的目的 适用于压接多股铝 铜芯导线 作中间连接和封端 它使用方便 用途广泛 手动液压钳 液压钳压模多为六角形 使用方法如下 1 压接前 选好相应模具 2 压接时 关紧回油螺丝 然后摇动手柄作往复运动 待压模略微接触 即已符合压接尺寸 若继续加压 则会损坏零件 3 压成一模后 放松回油螺丝 只要松开0 5 1圈即可 不宜放开太多 待活塞复位后 再关紧回油螺丝 然后压接第二模 4 如压接铜套时 因铜套外径小于铝套外径 选择模具的六角对角线尺寸应比铜套外径尺寸小0 5毫米 并先将铜套作退火处理 以确保压接质量 1 常用电工工具 1 5电烙铁 使用前应检查电源线是否良好 有无被烫伤 焊接电子类元件 特别是集成块 时 应采用防漏电等安全措施 当焊头因氧化而不 吃锡 时 不可硬烧 当焊头上锡较多不便焊接时 不可甩锡 不可敲击 焊接较小元件时 时间不宜过长 以免因热损坏元件或绝缘 焊接完毕 应拨去电源插头 将电烙铁置于金属支架上 防止烫伤或火灾的发生 1 常用电工工具 1 6手电钻 冲击钻 射钉枪 1 手电钻 2 冲击钻 较长时间未用的手枪钻在使用前应用摇表测量其绝缘电阻 一般不应小于0 5M 使用220V的手枪钻时 应戴绝缘手套 潮湿环境应使用36V的安全电压 根据所钻孔的大小 合理选择钻头尺寸 钻头装夹要合理 可靠 钻孔时 不要用力过猛 当转速较低时 应放松压力 以防电钻过热或堵转 被钻孔的构件应固定可靠 以防随钻头一并旋转 造成构件的飞甩 1 要戴护目镜 防止眼睛溅人砂石灰尘 钻孔时 要双手握电钻2 身体保持略向前倾的姿势 确保电钻的电源线不被挤 压 砸 缠 3 长期搁置不用的冲击钻 使用前必须用500V绝缘电阻表测定对地绝缘电阻 其值应不小于0 5MD4 在钻孔时遇到坚硬物体不能加过大压力 以防钻头退火或冲击钻因过载而损坏 冲击钻因故突然堵转时 应立即切断电源 在钻孔过程中应经常把钻头从钻孔中抽出以便排除钻屑 1 常用电工工具 1 射钉枪必须由经培训考核合格的人员使用 按规定程序操作 不准乱射 2 要制定发放 保管 使用 维修等管理制度 并由专人负责 3 在薄墙 轻质墙上射钉时 对面不得有人停留和经过 要设专人监护 防止射穿墙体伤人 1 常用电工工具 3 射钉枪 4 发射后 钉帽不应留在被紧固件的外面 如遇到此种情况时 可以装上威力小一级的射钉弹 不装射钉 再进行一次补射 5 每次用完后 必须将枪机用煤油浸泡后 擦油存放 以防锈蚀 6 发现射钉枪故障时 不能随意拆修 如发生卡弹等故障时 应停止使用 采取安全措施后由专业人员进行检查修理 7 射钉弹属于危险爆炸物品 每次应限定领取数量 并设专人保管 8 使用射钉枪时要特别注意安全 枪管内不可有杂物 装弹后若暂时不用 必须及时退出 不许拿下前护罩操作 枪管前方严禁有人 1 常用电工工具 绝缘手套和绝缘靴 均由特种橡胶制成 一般作为辅助安全用具 但绝缘手套可以作为在低压带电设备或线路等工作的基本安全用具 而绝缘靴在任何电压等级下可以作为防护跨步电压的基本安全用具 1 常用电工工具 1 7绝缘手套和绝缘靴 绝缘手套可以使人的两手与带电体绝缘 是用特种橡胶 或乳胶 制成的 分12kV 试验电压 和5kV两种 绝缘手套是不能用医疗手套或化工手套代替使用的 绝缘手套一般作为辅助安全用具 在1kV以下电气设备上使用时可以作为基本安全用具看待 按规定进行定期试验 绝缘手套 绝缘靴 采用特种橡胶制成 作用是使人体与大地绝缘 防止跨步电压 分20kV 试验电压 和6kV两种 它的高度不小于15厘米 而且上部另加高边5厘米 必须按规定进行定期试验 绝缘鞋 有高低腰两种 多为5kV 在明显处标有 绝缘 和耐压等级 作为1kV以下辅助绝缘用具 1kV以上禁止使用 使用中 不能用防雨胶靴代替 1 常用电工工具 绝缘靴 绝缘台 绝缘垫和绝缘毯均系辅助安全用具 绝缘台用干燥的木板或木条制成 其站台的最小尺寸是0 8mx0 8m 四角用绝缘子作台脚 其高度不得小于10cm 绝缘垫和绝缘毯由特种橡胶制成 其表面有防滑槽纹 厚度不小于5mm 绝缘垫的最小尺寸为0 8mx0 8m 绝缘毯最小宽度为0 8m 长度依需要而定 它们一般用于铺设在高 低压开关柜前 作固定的辅助安全用具 绝缘垫 1 常用电工工具 1 8绝缘台 绝缘垫 绝缘毯 携带型接地线由短路各相和接地用的多股软铜线 将多股软铜裸线固定在各相导电部分和接地极上的专用线夹组成 一般要求多股软铜线的截面积部小于25mm2 1 常用电工工具 1 9携带型接地线 接地线必须使用专用的线夹固定在导体上 严禁用缠绕的方法进行接地或短路 接地线在每次装设以前应经过详细检查 损坏的接地线应及时修理或更换 禁止使用不符合规定的导线作接地或短路之用 对于可能送电至停电设备的各方面或停电设备可能产生感应电压的都要装设接地线 所装接地线与带电部分应符合安全距离的规定 检修部分若分为几个在电气上不相连接的部分 如分段母线以隔离开关 刀闸 或断路器 开关 隔开分成几段 则各段应分别验电接地短路 接地线与检修部分之间不得连有断路器 开关 或熔断器 保险 1 常用电工工具 接地线的使用注意事项 装设接地线必须由两人进行 装设接地线必须先接接地端 后接导体端 且必须接触良好 拆接地线的顺序与此相反 装 拆接地线均应使用绝缘棒和戴绝缘手套 在室内配电装置上 接地线应装在该装置导电部分的规定地点 这些地点的油漆应刮去 并划下黑色记号 每组接地线均应编号 并存放在固定地点 存放位置亦应编号 接地线号码与存放位置号码必须一致 装 拆接地线 应做好记录 交接班时应交待清楚 1 常用电工工具 标示牌是由干燥的木材或其他绝缘材料制成 不得用金属材料制成 其悬挂处所 也应根据规定要求而定 标示牌的用途分为警告 允许 提示和禁止等类型 警告类如 止步 高压危险 允许类如 在此工作 由此上下 提示类如 以接地 禁止类如 禁止合闸 有人工作 禁止合闸 线路有人工作 禁止攀登 高压危险 等 常用的标示牌式样 见下页 遮拦 用来防护工作人员意外触碰或过分接近带电部分或作检修部位距离带电体不够安全时的隔离措施 遮拦分一般遮拦 绝缘挡板和绝缘罩三种 遮拦均由干燥的木材或其他绝缘材料制成 1 常用电工工具 1 10标示牌和遮拦 安全色 传递安全信息含义的颜色 包括红 蓝 黄 绿四种颜色 红色表示禁止 停止 危险以及消防设备的意思 蓝色表示指令 要求人们必须遵守的规定 黄色表示警告 提醒人们注意 绿色表示给人们提供允许 安全的信息 对比色 使安全色更加醒目的反衬色 包括黑 白两种颜色 1 常用电工工具 由安全色 几何图形和图形符号构成的 用以表达特定安全信息的标记称为安全标志 安全标志的作用是引起人们对不安全因素的注意 预防发生事故 安全标志分为禁止标志 警告标志 指令标志和提示标志四类 1 常用电工工具 1 11安全标志 国家标准GB2894 82 安全标志 对安全标志的尺寸 衬底色 制作 设置位置 检查 维修以及各类安全标志的几何图形 标志数目 图形颜色及其补充标志等都作了具体规定 安全标志的文字说明必须与安全标志同时使用 补充标志应位于安全标志几何图形的下方 文字有横写 竖写两种式 设置在光线充足 醒目稍高于人视线处 1 常用电工工具 禁止标志的几何图形是带斜杠的圆环 图形背景为白色 圆环和斜杠为红色 图形符号为黑色 禁止标志有禁止烟火 禁止吸烟 禁止用水灭火 禁止通行 禁放易燃物 禁带火种 禁止启动 修理时禁止转动 运转时禁止加油 禁止跨越 禁止乘车 禁止攀登 禁止饮用 禁止架梯 禁止入内 禁止停留等16个 1 常用电工工具 警告标志的几何图形是三角形 图形背景是黄色 三角形边框及图形符号均为黑色 警告标志有 注意安全 当心火灾 当心爆炸 当心腐蚀 当心有毒 当心触电 当心机械伤人 当心伤手 当心吊物 当心扎脚 当心落物 当心坠落 当心车辆 当心弧光 当心冒顶 当心瓦斯 当心塌方 当心坑洞 当心电高辐射 当心裂变物质 当心激光 当心微波 当心滑跌等23个 1 常用电工工具 指令标志是提醒人们必须要遵守的一种标志 几何图形是圆形 背景为蓝色 图形符号为白色 指令标志有 必须戴防护眼镜 必须戴防毒面具 必须戴安全帽 必须戴护耳器 必须戴防护手套 必须穿防护靴 必须系安全带 必须穿防护服等8个 1 常用电工工具 提示标志是指示目标方向的安全标志 几何图形是长方形 按长短边的比例不同 分一般提示标志和消防设备提示标志两类 提示标志图形背景为绿色 图形符号及文字为白色 一般提示标志有太平门 紧急出口 安全通道等 消防提示标志有消防警铃 火警电话 地下消火栓 地上消火栓 消防水带 灭火器 消防水泵接合器等7个 1 常用电工工具 标示牌 绝缘遮拦分为固定遮拦和活动遮拦两大类 多用干燥木材制作 高度一般不小于1 7m下部离地面小于10cm 上面设有 止步 高压危险 警告标志 新型绝缘遮拦采用高强度 强绝缘的环氧绝缘材料制作 具有绝缘性能好 机械强度高 不腐蚀 耐老化的优秀特点 用于电力系统各电压等级变电站中防止工作人员走错间隔 误入带电区域 1 常用电工工具 1 12遮拦 安全帽是一种重要的安全防护用品 凡有可能会发生物体坠落的工作场所 或有可能发生头部碰撞 劳动者自身有坠落危险的场所 都要求佩戴安全帽 是电气作业人员的必备用品 用于防止工作人员误登带电杆塔用的无源近电报警安全帽 属于音响提示型辅助安全用具 当工作人员佩戴此安全帽登杆工作中误登带电杆塔 人员对高压设备距离小于 电业安全工作规程 规定的安全距离时 安全帽内部的近电报警装置立即发出报警音响 提醒工作人员注意 防止误触带电设备造成人员伤亡事故 带安全帽时必须系好带子 1 常用电工工具 1 13安全帽 安全带多采用锦纶 维纶 涤沦等根据人体特点设计而成防止高空坠落的安全用具 电业安全工作规程 中规定凡在离地面2m以上的地点进行工作为高处作业 高处作业时 应使用安全带 每次使用安全带时 必须作一次外观检查 在使用过程中 也注意查看 在半至一年内要试验一次 以主部件不损坏为要求 如发现有破损变质情况及时反映并停止使用 以保操作安全 1 常用电工工具 1 14安全带 1 日常检查 1 检查的安全绝缘工器具应在有效试验周期内 且合格 2 检查验电器的绝缘杆是否完好 有无裂纹 断裂 脱节情况 按试验钮检查验电器发光及声响是否完好 电池电量是否充足 电池接触是否完好 如有时断时续的情况 应立即查明原因 不能修复的应立即更换 严禁使用不合格的验电器进行验电 3 检查接地线接地端 导体端是否完好 接地线是否有断裂 螺栓是否紧固 带有绝缘杆的接地线 检查绝缘杆有无裂纹 断裂等情况 4 检查绝缘手套有无裂纹 漏气 表面应清洁 无发粘等现象 5 检查绝缘靴靴底部无断裂 靴面无裂纹 并清洁 6 检查绝缘棒无裂纹 断裂现象 7 检查安全帽无裂纹 系带完好无损 1 常用电工工具 1 15电气安全用具检验 保管和实验 安全用具应存放在干燥通风处 并符合下列要求 绝缘杆悬挂或放置在支架上 不得与墙接触 绝缘手套存放在密闭橱内 与其他工具仪表分别存放 绝缘靴放在橱内 不得用作它处 验电器存放在防潮匣 或套 内 1 常用电工工具 1 16安全用具的管理和存放 1 常用电工工具 1 17安全用具的实验周期 2电工测量 2 4电压的测量 2 1电工测量仪表的分类 2 2电工测量仪表的型式 2 3电流的测量 2 6功率的测量 2 7兆欧表 2 5万用表 2 8用电桥测量电阻 电容与电感 2 9非电量的电测法 本章要求 1 了解常用电工测量仪表的结构和工作原理 2 掌握常用电工测量仪表的使用方法 3 了解电桥测量电阻 电容和电感的方法 4 了解常用非电量的电测法 2电工测量 电路中的各个物理量 如电压 电流 功率 电能及电路参数等 的大小 除用分析与计算的方法外 常用电工测量仪表去测量 电工测量技术的应用主要有以下优点 1 电工测量仪表的结构简单 使用方便 并有足够的精确度 2 电工测量仪表可以灵活地安装在需要进行测量的地方 并可实现自动记录 3 电工测量仪表可实现远距离的测量问题 4 能利用电工测量的方法对非电量进行测量 2电工测量 2 1电工测量仪表的分类 1 按照被测量的种类分类 2 按照工作原理分类 3 按照电流的种类分类 见上表 4 按照准确度分类 最大基本误差 仪表的最大量程 满标值 目前我国直读式电工测量仪表按照准确度分为0 1 0 2 0 5 1 0 1 5 2 5 5 0七级 准确度是电工测量仪表的主要特性之一 准确度较高 0 1 0 2 0 5 的仪表常用来进行精密测量或校正其他仪表 相对额定误差 准确度是电工测量仪表的主要特性之一 仪表的准确度是根据仪表的相对额定误差来分级的 例 一准确度为2 5级的电压表 其最大量程为50V 正常情况下 可认为最大基本误差是不变的 所以被测量值比满标值愈小 则相对测量误差就愈大 如用上述电压表来测量实际值为10V的电压时 相对误差为 测量实际值为40V的电压时 相对误差为 在选用仪表的量程时 一般应使被测量的值超过仪表满标值的一半以上 则可能产生的最大基本误差为 电工测量仪表上的几种符号 2 2电工测量仪表的型式 直读式仪表测量各种电量的基本原理利用仪表中通入电流后产生电磁作用 使可动部分受到转矩而发生转动 转动转矩与通入的电流之间有 T f I 1 产生转动转矩T的部分使仪表可动部分受到转矩而发生转动 3 阻尼器能产生制动力 阻尼力 的装置 使仪表可动部分能迅速静止在平衡位置 直读式仪表的基本组成部分 2 产生阻转矩TC的部分当阻转矩TC等于转动转矩T时 仪表可动部分平衡在一定的位置 2 2电工测量仪表的型式 2 2 1磁电式仪表 1 结构 螺旋弹簧 1 固定部分马蹄形永久磁铁 极掌NS及圆柱形铁心等 2 可动部分铝框及线圈 两根半轴O和O 螺旋弹簧及指针 极掌与铁心之间的空气隙的长度是均匀的 其中产生均匀的辐射方向的磁场 2 工作原理 1 转动转矩T的产生 2 阻转矩TC的产生 在线圈和指针转动时 螺旋弹簧被扭紧而产生阻转矩TC 线圈通入电流I 电磁力F 线圈受到的转矩T k1I 线圈通入电流I 电磁力F 线圈受到转矩T 线圈和指针转动 弹簧的TC与指针的偏转角 成正比 即TC k2 当弹簧的阻转矩T与线圈受到的转矩TC达到平衡时 可动部分停止转动 此时有 T TC 当弹簧阻转矩与转动转矩达到平衡即TC T时 可转动部分便停止转动 T k1I TC k2 仪表的标度尺上作均匀刻度 3 阻尼作用的产生 当线圈通入电流而发生偏转时 铝框切割磁通 在框内感应出电流 其电流再与磁场作用 产生与转动方向相反的制动力 于是可转动部分受到阻尼作用 快速停止在平衡位置 即指针的偏转角 结论 指针偏转的角度与流经线圈的电流成正比 4 用途 5 优点 刻度均匀 灵敏度和准确度高 阻尼强 消耗电能量小 受外界磁场影响小 缺点 只能测量直流 价格较高 不能承受较大过载 测量直流电压 直流电流及电阻 2 2 2电磁式仪表 1 结构 主要部分是固定的圆形线圈 线圈内部有固定的铁片 固定在转轴上的可动铁片 2 工作原理 仪表的转动转矩T kI 弹簧的阻转矩TC k2 弹簧的阻转矩TC与指针的偏转角 成正比 即 当T TC时 可动部分停止转动 即指针的偏转角 结论 指针偏转的角度与直流电流或交流电流有效值的平方成正比 线圈通入电流I 磁场 线圈通入电流I 磁场 固定和可动铁片均被磁化 同一端的极性是相同的 可动片因受斥力而带动指针转动 交流为有效值 因指针的偏转角度与直流电流或交流有效值平方成正比 所以仪表标度尺上的刻度是不均匀的 与轴相联的活塞在小室中移动产生阻尼力 空气阻尼器 3 用途 4 优点 构造简单 价格低廉 可用于交直流 能测量较大的电流 允许较大的过载 缺点 刻度不均匀 易受外界磁场及铁片中磁滞和涡流 测量交流时 的影响 因此准确度不高 测量交流电压 交流电流 2 2 3电动式仪表 1 结构 有两个线圈 固定线圈和可动线圈 可动线圈与指针及空气阻尼器的活塞都固定在轴上 2 工作原理 固定线圈中的电流I1 i1 磁场可动线圈中的电流I2 i2 与磁场相互作用 电磁力F线圈受到转矩T 线圈和指针转动 仪表的转动转矩通入直流时 T k1I1I2 通入交流时 T k1I1I2cos i1和i2的有效值 i1和i2之间的相位差 弹簧的阻转矩TC k2 弹簧的阻转矩TC与指针的偏转角 成正比 即 当T TC时 可动部分停止转动 即指针的偏转角 结论 指针偏转的角度与两个电流 对交流为有效值 的乘积成正比 仪表的转动转矩通入直流时 T k1I1I2 通入交流时 T k1I1I2cos kI1I2 直流 kI1I2cos 交流 i1和i2之间的相位差 4 优点 可用于交直流 准确度较高 缺点 受外界磁场影响大 不能承受较大过载 3 用途测量交直流电压 电流及功率 2 3电流的测量 电流表的内阻要很小 测量直流电流通常用磁电式电流表 若要扩大电流表的量程 可在测量机构上并联一个分流电阻RA 电流表应串联在电路中 式中 R0 测量机构的电阻RA 分流器的电阻 测量直流电流通常用磁电式电流表 测量交流电流通常用电磁式电流表 由 可得 分流电阻 可知 需扩大的量程愈大 则分流电阻应愈小 例 有一磁电式电流表 当无分流器时 表头的满标值电流为5mA 表头电阻为20 今欲使其量程 满标值 为1A 问分流器的电阻应为多大 2 4电压的测量 表的内阻要很高 测量直流电压通常用磁电式电压表 若要扩大电压表的量程 可在测量机构上串联一个倍压电阻RV 电压表应并联在被测电路两端 式中 R0 测量机构的电阻RV 倍压器的电阻 测量直流电压通常用磁电式电压表 测量交流电流通常用电磁式电压表 由 可得 串联电阻 可知 需扩大的量程愈大 则串联电阻应愈大 例 有一电压表 其量程为50V 内阻为2000 今欲使其量程扩大到300V 问还需串联多大电阻的倍压器 2 5 1磁电式万用表 用来测量直流电流 直流电压 交流电压和电阻等 1 直流电流的测量 RA1 RA5是分流器电阻 改变转换开关的位置 就改变了分流器的电阻 从而改变了电流的量程 量程愈大 分流器电阻愈小 2 5万用表 直流调整电位器 2 5万用表 2 5 1磁电式万用表 用来测量直流电流 直流电压 交流电压和电阻等 2 直流电压的测量 RV1 RV3构成倍压器电阻 改变转换开关的位置 就改变了倍压器的电阻 从而改变了电压的量程 量程愈大 倍压器电阻愈大 3 交流电压的测量 磁电式仪表只能测量直流 如果要测量交流 需加整流元件 如图中D1和D2 正半周时 电流流经D1和部分电流流经微安表流出 负半周时 电流直接流经D2从 端流出 可见 通过微安表的是半波电流 读数应为该电流的平均值 可见 通过微安表的是半波电流 读数应为该电流的平均值 为此 加一交流调整电位器 图中600 用来改变表盘刻度 指示读数被折换为正弦电压有效值 可见 通过微安表的是半波电流 读数应为该电流的平均值 为此 加一交流调整电位器 图中600 用来改变表盘刻度 指示读数被折换为正弦电压有效值 普通万用表只适合测量频率为45 1000Hz的电压 4 电阻的测量 测量电阻时 需接入电池 被测电阻愈小 电流愈大 则指针偏转的角度愈大 注意 1 测量前应先将 两端短接 看指针是否指在零 否则应调节调零电位器 图中1 7k 电阻 进行校正 2 绝对不能在带电线路上测量电阻 用毕应将转换开关转到高电压档 MF 30型万用表的面板图 2 5万用表 零欧姆调整 机械零位调整 转换开关 2 5 2数字式万用表 今以DT 830型数字万用表为例来说明它的测量范围和使用方法 1 测量范围 1 直流电压分为五档 200mV 2V 20V 200V 1000V 2 交流电压分为五档 200mV 2V 20V 200V 750V 3 直流电流分为五档 200 V 2mA 20mA 200mA 10A 4 交流电流分为五档 200 V 2mA 20mA 200mA 10A 5 电阻分为六档 200 2k 20k 200k 2M 20M 2 5 2数字式万用表 DT 830型万用表的面板图 2 面板说明 2 电源开关 使用时将开关置于 ON 位置 使用完毕置于 OFF 位置 3 转换开关 用以选择功能和量程 根据被测的电量 电压 电流 电阻等 选择相应的功能位 按被测量程的大小性选择合适的量程 4 输入插座 将黑色测试笔插入 COM 的插座 红色测试笔有如下三种插法 测量电压和电阻时插入 V 插座 测量小于200mA的电流时插入 mA 插座 测量大于200mA的电流时插入 10A 插座 1 显示器 显示四位数字 最高位只能显示1或不显示数字 算半位 故称三位半 最大指示为1999或 1999 当被测量超过最大指示值时 显示 1 或 1 2 6功率的测量 2 6 1单相交流和直流功率的测量 通常用电动式仪表来测量功率 功率表的接线图 负载 固定线圈 匝数少 导线粗 与负载串联 作为电流线圈 可动线圈 匝数多 导线细 与负载并联 作为电压线圈 工作原理 I2正比U 且可认为i2与u同相 所以 2 6功率的测量 2 6 2三相功率的测量 在三相三线制中 广泛采用两功率表来测量三相功率 两功率表测量三相功率 工作原理 三相瞬时功率 所以 p uAiA uBiB uC iA iB iC uA uC iA uB uC iB uACiA uBCiB p1 p2 p pA pB pC uAiA uBiB uCiC 因为 iA iB iC 0 可见 三相功率可用两个功率表来测量 式中 为uAC和iA之间的相位差 式中 为uBC和iB之间的相位差 两功率表读数之和为P P1 P2 UACIAcos UBCIBcos 当负载对称时 P1 UACIAcos UlIlcos 30 P2 UBCIBcos UlIlcos 30 由相量图可知 两功率表的读数为 两功率表读数之和为P P1 P2 UlIlcos 30 UlIlcos 30 可见 采用两表法可测量三相功率 当 60 时 P1和P2均为正值 P P1 P2 当 60 时 P1为正值 P2为负值 P P1 P2 三相功率应是两个功率表读数的代数和 其中任意一个功率表的读数是无意义的 实用中 常用一个三相功率表 二元功率表 代替两个单相功率表来测量功率 2 7兆欧表 兆欧表 摇表 用于检查电机 电器及线路的绝缘情况和测量高值电阻 1 结构 兆欧表构造示意图 两个线圈固定在同一轴上且相互垂直 一个线圈与电阻R串联 另一个线圈与被测电阻Rx串联 两者并联接于直流电源 永久磁铁 线圈 手摇直流发电机 磁场是不均匀的 2 工作原理 在测量时 通过线圈的电流 线圈受到磁场的作用 产生两个方向相反的转矩 f1 和f2 分别为两个线圈所在处的磁感应强度与偏转角 之间的函数关系 T1 k1I1f1 T2 k2I2f2 仪表的可动部分在转矩的作用下发生偏转 直到两个线圈产生的转矩平衡 2 工作原理 当两个线圈产生的转矩平衡时 有T1 T2 即k1I1f1 k2I2f2 上式表明 偏转角 与两线圈中电流之比有关 故称为流比计 因 所以 结论 1 偏转角 与被测电阻Rx有一定的函数关系 所以 角可以反映出被测电阻的大小 2 仪表的偏转角 与电源电压U无关 所以手摇发电机转动的快慢不影响读数 3 兆欧表的选用 选用兆欧表主要考虑它的输出电压及测量范围 用钳形电流表可直接测量交流电路的电流 不需断开电路 结构和工作原理外形结构如图所示 测量部分主要由一只电磁式电流表和穿心式电流互感器组成 穿心式电流互感器铁心做成活动开口 且成钳形 2 8钳形电流表 钳形电流表 原理 当被测载流导线中有交变电流通过时 交流电流的磁通在互感器副绕组中感应出电流 使电磁式电流表的指针发生偏转 在表盘上可读出被测电流值 使用方法1 测量前 应检查指针是否在零位 否则 应进行机械调零 2 测量时 量程选择旋钮应置于适当位置 以便测量时指针处于刻度盘中间区域 减少测量误差 3 如果被测电路电流太小 可将被测载流导线在钳口部分的铁心上缠绕几圈再测量 然后将读数除以穿入钳口内导线的根数即为实际电流值 4 测量时 将被测导线置于钳口内中心位置 可减小测量误差 5 钳形表用完后 应将量程选择旋钮放至最高档 又称接地摇表 主要用于测量电气系统 避雷系统等接地装置的接地电阻和土壤电阻率 以ZC 8型接地电阻测定仪为例介绍其结构 工作原理 使用方法 外形及附件如图所示 2 9接地电阻测定仪 结构和工作原理 结构 ZC 8型接地电阻测定仪由高灵敏度的检流计G 交流发电机M 电流互感器LH及调节电位器RP 测量用接地极E 电压辅助电极P 电流辅助电极C等组成 原理 交流发电机M以120r min的速度转动时 产生90HZ 98HZ的交变电流i 通过互感器LH的原边 接地极E 电流辅助电极C形成回路 在接地电阻RX上产生电压降iRX 其电位分布如图3 17中EP段曲线所示 通过PC之间地电阻RC产生的电压降iRC的电位分布如图中曲线PC所示 接地电阻测量 设电流互感器比率为k 则副绕组中电流为ki 在调节电位器RP上产生电压kiRP 由图3 17可看出 检流计G所测电压实际是kiRP和iRx之间的电位差 调节RP 使检流计指示为零 则有kiRP iRXRX kRP可见 所测得的接地电阻值 就是互感器比率与调节电位器RP阻值的乘积 使用方法 ZC 8型接地电阻测定仪测量连接如图所示 接地电阻测量 测量方法 1 将仪表水平放置 对指针机械调零 使其指在标度尺红线上 2 将量程 倍率 选择开关置于最大量程位置 缓慢摇动发电机摇柄 同时调整 测量标度盘 使检流计指针始终指在红线上 这时 仪表内部电路工作在平衡状态 当指针接近红线时 加快发电机摇柄转速 使其达到额定转速 120r min 再次调节 测量标度盘 使指针稳定在红线上 所测接地电阻值即为 测量标度盘 读数 RP 乘以倍率标度 若 测量标度盘 读数小于1 应将量程选择开关置于较小一档 重新测量 3 可用ZC 8型接地电阻测定仪测量导体电阻 先用导线将P1 C1接线桩短接 再将被测导体接于E 或P2 C2短接的公共点 与P1之间 其余步骤与测量接地电阻相同 4 用ZC 8型接地电阻测定仪还可测土壤电阻率 具体操作见仪器说明书 2 10用电桥测量电阻 电容和电感 2 10 1直流电桥 2 工作原理 1 电路 最常用的单臂直流电桥 惠斯登电桥 用来测量约1 到0 1M 电阻 当检流计G中无电流流过时 电桥达到平衡 电桥平衡的条件为 R1R4 R2R3 设R1 Rx为被测电阻 则 测量时 先将比臂调到一定比值 然后再调节较臂直到电桥平衡为止 2 10 2交流电桥 1 电路 交流电桥用来测量电容和电感 交流电桥平衡的条件为 2 工作原理 Z1Z4 Z2Z3 即 Z1 Z4 Z2 Z3 1 4 2 3 为使平衡容易调节 常将两个桥臂设计为纯电阻 1 当选Z2和Z4为纯电阻时 则Z1和Z3必须同为电感性或电容性 2 当选Z2和Z3为纯电阻时 则Z1和Z4必须一个为电感性 而另一个为电容性 2 10 2交流电桥 1 电容的测量 测量电容的电桥电路 电桥平衡时 有 可得 被测电容器 无损耗的标准电容器和标准电阻 2 10 2交流电桥 2 电感的测量 电桥平衡时 有 可得 被测电感元件 无损耗的标准电容器和标准电阻 测量电感的电桥电路 2 11非电量的电测法 非电量的电测法就是将各种非电量 如温度 压力 速度 位移 应变 流量 液位等 变换为电量 而后进行测量的方法 非电量的电测仪器 主要由下列几个主要部分组成 1 传感器 将被测非电量变换为与其成一定比例关系的电量 2 测量电路 将传感器输出的电信号进行处理 使之适合于显示 记录及和微型计算机的联接 3 测录装置 各种电工测量仪表 示波器 自动记录仪 数据处理器及控制电机等 2 11 1应变电阻传感器 1 金属电阻丝应变片 电阻丝由直径为0 02 0 04mm的康铜或镍铬合金绕成 2 工作原理 试件发生的应变通过胶层和纸片传给电阻丝 将电阻丝拉长或缩短 从而改变了它的电阻 就将机械应变变换为电阻的变化 k为电阻丝应片的灵敏系数 其值约为2 交流电桥测量电路 输出电压 设测量前电桥平衡 即R1R4 R2R3 应变电阻 测量时应变电阻变化了 R1 则 如选R1 R2 R3 R4 并忽略分母中的 R1 则有 常用电桥电路 大多采用不平衡电桥 把电阻的相对变化转换为电压或电流变化 2 11 2电感传感器 电感传感器能将非电量的变化变换为线圈电感的变化 再由测量电路转换为电压或电流信号 1 差动电感传感器 两只线圈完全相同 且上下对称排列 当衔铁在中间位置时 两线圈的电感相同 当衔铁在中间位置时 两线圈的电感相同 当衔铁受非电量的作用上下移动时 两个线圈的电感一增一减 发生变化 此即为差动 衔铁处于中间位置 电桥平衡 输出电压 电感传感器常用来测量压力 位移 液位 表面光洁度等 2 工作原理 当衔铁偏离中间位置上下移动时 电桥不平衡 输出电压的大小与衔铁位移的大小成正比 其相位与衔铁移动的方向有关 交流电桥测量电路 线圈 标准电阻 2 11 3电容传感器 电容传感器能将非电量的变化变换为电容器电容的变化 可见 只要改变 S d三者之一 都可使电容改变 将上极板固定 下极板与被测物体相接触 当运动物体上 下位移 改变d 或左 右位移 改变S 时 将引起电容的改变 1 平板电容传感器 初始时C1 C2 电桥平衡 输出电压 交流电桥测量电路 当C1变化时 电桥不平衡 输出电压的大小与电容的变化成正比 可得 带条厚度为 其介电常数为 2 工作原理 2 11 4热电传感器 热电传感器能将温度的变化变换为电动势或电阻的变化 1 热电偶 设热电偶冷端的温度t2保持恒定 则热电动势只与热端的温度t1有关 热电偶由两根不同的金属丝或合金丝组成 热电偶温度计常用来测量500 1500 C的温度 如果在两根金属丝相联的一端加热 则