电工仪表与测量(第四版)第五章

1、电阻的测量第节第二节第三节第五节J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采用直读式仪表测量电阻万用表测量电阻，兆 欧表测量电阻比较法采用比较仪表测量电阻用直流电桥测量电阻间接法先测量与电阻有关的量， 然后通过有关的公式计算 出被测电阻伏安法测量电阻二、按所使用的仪表分类测量方法适用范围优点缺点万用表法中电阻直接读数，使用方便测量误差较大伏安法中电阻能测量工作状态下元器 件的电阻值，尤其适用 于对非线性元件电阻的 测量测量误差较大， 测量结果需计 算兆欧表法大电阻直接读数，使用方便测量误差较大单臂电桥法中电阻准确度高操作麻烦双臂电桥法小电阻准确度高操作麻烦接地摇表法接地电阻准确度

2、较高，尤其适用 于测量接地电阻操作麻烦伏安由测量直流勒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?x，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。Jal；xRx0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。电怎素后接电曙电怎素后接电曙电怎素后接电曙电怎素后接电曙0电怎素后接电曙用伏安法测量电阻，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，

3、二极管和三极 管的特性曲线也可以通过伏安法绘制 出来。JCr直流单臂电桥-、直流单矗桥的构造和 工作原理提宙电桥帝确茂的条件»标准电阻R2、R3、R4的准确度要高；A检流计的灵敏度也要高，以确保电桥真 正处于平衡状态。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09 999Q范围内的任意电阻值， 最小步进值为1Q。QJ23-®直洗单膺电桥电賂图1.5V10QSB1一 1 1QJ23型亶嬴草曙电桥外形（§被测臂比例臂外

4、接电源检流计电源按钮检流计按钮比较臂检流计连接片三、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. 电桥保养步骤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“+”、“一”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

5、位有效 数字的读数。若估测电阻值为几千欧时，比例臂应选XI挡； 估测电阻值为几十欧时，比例臂选X0.01挡；估测 电阻值为几欧时，比例臂选X0.001挡。步骤4接通电路，调节电桥比例臂使之平衡步骤4接通电路，调节电桥比例臂使之平衡接入被测电阻 时，应采用较 粗较短的导线 连接，并将接 头拧紧。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6 关闭电桥计算公式: 被测电阻值二比例臂读数x比较臂读数先断开检流计按钮，再断开电源按钮。 然后拆除被测电阻，最后锁上检流计机

6、 械锁扣。对于没有机械锁扣的检流计，应将按钮 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。思考昌俅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918Q电阻 的步骤。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调节各桥臂电阻

7、，使检流计指零，即/p = 0,此时厶=厶，【3=【4。列方程组求得：校正项电桥平衡时，被测电阻心=比例臂倍率X比较臂读数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。连接Rn与Rx的导线，尽可能采用导电性良好 的粗铜母线，使厂->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时，调 节倍率旋钮 和Rn的调节 旋钮使电桥 衡，检流 计*旨零。被测电阻二 彳咅家数X读 薮盘读数。三、直流双臂电桥的使用

8、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：A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。A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“ + ”、“一”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。(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

9、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，则可下图自行引岀电流端钮和电位端钮，然后与电桥上相应的端钮相连接。双臂电桥步骤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X 100挡；估 测电阻值为零点几欧时，倍率选X10挡；估测 电阻值为零点零几欧时，倍率选XI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。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

10、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，则可同时按下步骤5 计算电阻值计算公式：被测电阻值=比例臂读数x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。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。思考鸟热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

11、双臂电桥测量电阻的步 骤。第四节兆欧表一、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。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。R2RllL<>RxEo池畝素內部构造斥蠹團VIV2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。但是不论采用何种电源, 最终都要转换成直流电 压。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

12、压，线圈1和线圈2同时通电。通过线圈1的电流厶与气隙磁场相互作用产生转 动力矩通过线圈2的电流厶也与气隙磁场相 互作用产生反作用力矩M?,与方向相反.由于气隙磁场是不均匀的，所以转动力矩不 仅与线圈1的电流厶成正比，而且还与线圈1所 处的位置（用指针偏转角a表示）有关。兆欧表的工作原理兆欧表指针的偏转角a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。由于厶的大小一般不变，而随被测绝缘电阻出的改变而变化，所以可动部分的偏转角cr能直接反映被测绝缘电阻的数值。池缺豢的标茂尺注意：兆欧表的标度尺为反向刻度二、ZC25型兆欧表

13、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。VI1ER1C2«GV2三、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 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。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）

14、、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 否指在标度尺兆欧表的开路试验“00”的位置。兆欧表的短路试验短路试验将端钮 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。测量时池缺素的操作方眩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

15、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 / mino 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

16、故。思考曷惊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a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?IT 第五节zQ£接地电阻测量仪接地的基本知识接地：生产实际中，为了保证电气设备的安全和正 常工作，电气设备的某些导电部分应与接地体用接 地线进行连接。接地装置：接地线和接地体都采用金属导体制成。接地装置的接地电阻应包括接地线电阻、接地体电 阻、接地体与土壤的接触电阻以及接地体与零电位 （大地）之间的土壤电阻。接地电阻的大小主要

17、和 接地体与大地的接触面积及接触好坏有关，还与土 壤的性质及湿度有关。接地的目的：为了保证人身和电气设备 的安全以及设备的正常工作。如果接地电阻不符合要求，不但安全得 不到保证，而且会造成严重的事故。因 此，定期测量接地装置的接地电阻是安 全用电的保障。测量接地电阻的方法有：电桥法，电流 表一电压表法，补偿法等。一、ZC-8型接地电阻测量仪的构造原理ZC-8型接地电阻测量仪主要由手摇交流发电机、电 流互感器、电位器以及检流计组成。其附件有两根 接地探针：P'叫电位探针，C'叫电流探针，三根 导线（长5ni的一根用于连接接地极，20ni的一根用 于连接电位探针，40m的用于连接电

18、流探针）。被测 接地电阻&位于接地体E '和P'之间，但不包括P' 与C'之间的电阻出。被测接地电阻*的值，由电流互感器的变流比K以及 电位器的电阻Rs来确定，而与无关。ZC8型接地电阻测 量仪采用补偿法测 量接地电阻的原理?cZC 8豐接地电011测置仪原理斥蠹圈二、zc8型接地电阻测量仪简介电洗和电僵探针三根it接钱外形團附件ZC 8型接地 电阻测量仪的外 形与摇表相似， 所以又称为接地 摇表。二、ZC-8型接地电阻测量仪简介TA P2、C2可短接后 引岀一个端钮E, 将E与被测接地极 E相接即可。端 钮C1接电流探针, P1接电位探针。R1R331 ioRP1 I內部电珞團注意：接地电阻测量仪应采 用交流电源。C1P2 C2三、接地电阻测量仪的使用与维护测董变狂器接地裟置的接地电風步骤1测量前的准备使用前先将设备与接地线断开。将