2014继电保护iii级单元四课件-直流仪表修调

国网湘潭供电公司李青2014年06月·

长沙直流仪器的调修二、直流电桥测量原理和典型线路结构三、直流电桥主要技术要求四、直流单电桥常见故障及修理五、QJ44直流双电桥常见故障及维修七、科目小结八、作业练习六、直流电桥维修实例一、直流电桥概述培训内容直流电桥的概述

直流电桥的定义：直流电桥是用来测量直流电阻或与直流电阻有一定函数关系的量的比较式仪器，根据被测量与已知量的比较而获得测量结果。

直流电桥的类型：直流电桥有两种基本类型：单臂电桥（简称单电桥，也称两端式电桥）和双臂电桥（简称双电桥，也称四端式电桥），分别用于测量中高值电阻和低值电阻。直流单电桥主要是用来测量两端式直流中值电阻（100Ω—10MΩ）。直流电桥的测量原理

1.直流单臂电桥测量原理

单桥电路测量原理：线路四个电阻桥臂的连接点a、b、c和d称为电桥顶点。连接电桥电源的ab支路称为电源对角线，cd支路称为指零仪对角线，连接电桥平衡用的指零仪。电桥平衡时电源和指零仪对角线可以互换。RBEGRXdcabRARB直流电桥测量原理

当电桥工作时，调节电桥的一个桥臂或几个桥臂电阻，使指零仪指零，电桥达到平衡。此时，任一相对两个桥臂上的电阻乘积等于另外两个相对桥臂上电阻的乘积。根据这个条件，已知三个桥臂电阻就可以确定另一个桥臂上被测电阻RX的值，即有RX=(RA/RB)R。灵敏度高是电桥的主要特点。当电桥的四个桥臂电阻相等时，电桥的灵敏度接近最大值，并且电桥的灵敏度与电源的电压成正比，因此，为了提高电桥的灵敏度、电源电压在各桥臂电阻允许的功率下应尽可能地高一些。直流电桥测量原理2.单臂电桥典型线路结构QJ23A单臂电桥比较臂R由10X(1000+100+10+1)Ω四个测量盘组成，比例臂RA/RB由八个对称阻值电阻组成X10-3—103七个量程倍率；电桥总有效量程：1—11.11MΩ，基本量程100Ω—111.1kΩ；最高准确度等级为0.1级直流电桥测量原理3.单臂电桥使用方法

将被测电阻接于RX端，估计RX值选择适当的量程倍率RA/RB，接通电源B和指零仪G调节测量盘R使指零仪趋于零位。当指零仪指零时，被测电阻值等于量程倍率×测量盘示值之和。需要注意，测量时第一测量盘（10×1000Ω）必须工作不得置“0”，测量10Ω及以下电阻时要扣除连接导线电阻值以减少因其引起的误差。直流电桥测量原理直流双电桥主要用来测量四端式直流低值电阻（10-4—100）Ω。从图二可以看出，用双电桥测量电阻时，被测电阻和标准电阻具有四端纽结构。当电桥平衡时，被测电阻RX用下式表示（与单电桥相同）C1r1GRB′RA′图2双电桥测量原理图EP2RTRPRXC1P1C2BRBRA直流电桥测量原理RX=(RA/RB)RT+[RB′r/(RA′+RB′+r)](RA/RB-RA′/RB′)≈(RA/RB)RT在设计双桥时，通常采用内、外臂联动结构，以保证电桥在进行平衡时使RA/RB=RA′/RB′，且跨线电阻r尽可能选短而粗的铜排并使其电阻值尽可能的小，从而使上式中的第二项可忽略不计，其实际作用是双电桥引进的内比例臂RA′、RB′电阻和外比例臂电阻RA、RB联动，保证内跨线电阻r按RX/RT=(RA/RB)进行比例分割，按比例的和差性质消除了内跨线电阻对测量结果的影响，这就是一般双桥的主要特点。但是，被测电阻和标准电阻的引线电阻及接触电阻仍然影响小电阻的测量结果，为此，一般要选择RA（RA′）和RB（RB′）不小于10Ω，阻值选择越大，测量越准确。直流电桥测量原理5.双臂电桥典型线路结构QJ44型直流双臂电桥比较臂RA（RA′）一个十进盘和一个滑线盘组成10X（10-2+10-3）Ω测量盘；比例臂RB（RB′）由六个对称阻值电阻组成X102—X10-2五个量程倍率；电桥总有效量程：0.0001—11Ω，基本量程0.01—11Ω，最高准确度等级为0.2级。直流电桥测量原理6.双臂电桥使用方法

接通指零仪电源，待放大器预热稳定后，调节指零仪调零使之指零。将被测电阻按图二中四端连接法，接于电桥RX端相应的C1、P1、C2、P2，估计RX值大小，选择适当的量程倍率，调节指零仪灵敏度在较低位置，先接通指零仪G，再接通电源B，在适当的灵敏度下，调节测量盘RA使指零仪趋于零位。当指零仪指零时，被测电阻值等于量程倍率×测量盘示值之和。需要注意，测量电阻时第一测量盘（10X0.01Ω）必须有示值不得置“0”。直流电桥主要技术要求1.计量性能要求电桥基本误差的允许极限由两部分组成：一是与基准值有关的常数项；二是与标度盘示值成比例的可变项。下面公式的正值及负值分别给出误差的两个极限值Elim=±C/100(RN/k+X)式中：Elim———电桥的允许基本误差，Ω；

RN————基准值，Ω；X——标度盘示值，Ω；K——制造厂规定的数值，但必须≥10；C——准确度等级。直流电桥主要技术要求2.准确度等级直流电桥准确度等级共分为最高0.005至最低2.0九个级别，生产现场大多使用0．1，0．2级。3.绝缘电阻电桥线路对于线路无电气连接的任意点之间的绝缘电阻不小于20MΩ。直流电桥单电桥的修调直流单电桥常见故障及修理常见故障产生原因修理按下检流计按钮G，电源按钮B时，检流计无偏转

1检流计接线断线或内部线圈断线；2按钮接触不良；3内附电源没有接好，电路不通；4限流电阻可能断了；5比例臂支座中心焊出线脱焊或假焊；6测量盘中有一只测量盘的刷片与支座不接触；7有一只测量盘的步进电阻断线或接头假焊。

1检查检流计内部线路及检流计的两根引出线是否有断线情况，若有断线情况，应将其焊牢焊好。2打开仪器，修理按钮的弹片，使其接触良好；3检查电源正负连接处及两根引线，若接触不良，排除之。若正负端引出接线片锈蚀，可用细砂纸打磨，使其接触良好；4修理或更换限流电阻5重新焊牢；6调整刷片，使其与支座接触良好7用万用电表逐盘检查，找出断线电阻，视其情况修理或更换直流电桥单电桥的修调直流单电桥常见故障及修理常见故障产生原因

修理按下检流计按钮G，电源按钮B时，检流计打向一边，即严重超差

1测量盘两中心引出片内部短路；2刷片接反3某个测量盘中的电阻变值

1排除短路现象；2调整刷片处于正确状态；3逐个检查测量电阻，将变值电阻焊下更换

检流计灵敏度低

1电桥电源电压低2检流计不符合要求

1用万用表检查电压值，若达不到额定电压值，应更换新电池；2将检流计拆下修理或更换

直流电桥单电桥的修调直流单电桥常见故障及修理常见故障产生原因

修理超差，检流计不能平衡

1测量盘的绝缘电阻降低；2比例臂某只电阻超差3比例臂电阻超差

1绝缘电阻降低大多是仪器受潮所致，应将其置于烘箱中烘烤，温度控制在（60-80）℃之间，不要超过80℃2查出超差电阻，修复到原阻值或更换；3更换电阻，保证电桥比例数正确

直流电桥单电桥的修调直流单电桥常见故障及修理常见故障产生原因

修理检流计指示不稳定

1有虚焊点；2开关接触不好；3测量盘、电阻等绝缘不好

1仔细查出假焊点，将其重新焊好2检查开关，若触点表面有氧化锈蚀情况应排除；3对绝缘不好的部件可进行烘干，提高其绝缘性能

旋转测量盘时，检流计有明显的冲击现象1刷片与盘面接触不好2某一档接触面上有绝缘物

1将刷片拆下，清除污垢2排除绝缘物，然后清洗并待其凉干后涂上凡士林

直流电桥单电桥的修调QJ44直流双电桥常见故障及修理1、修理前检查：用万用表x100档检查各桥臂电阻1）万用表分别接在电源负端和P1、P2之间，按下B、G，调节倍率从X0.01—X100,万用表读数应该从小到大递增，而且两次测量变化相同，这说明“内”、“外”臂电阻是好的。2)万用表接在电源负端和C1之间，按下B，万用电表有读数，说明内附标准电阻完好。3)万用表接在P1和P2之间，按下G，万用表有读数，说明检流计回路通。4)万用表接在C2和电源正端之间，万用电表有指示，说明电源通。直流电桥单电桥的修调QJ44直流双电桥常见故障及修理常见故障产生原因

修理检查“1”中所述第1）步不通1“内”、“外”臂中的电阻断，或电阻变值；2倍率盘刷片与盘接触不好，中心引出线假焊或不通；3P1、P2及电源负端脱焊或假焊；根据故障原因针对修理检查“1”中所述第2）步不通1步进盘与滑线盘连线脱焊或假焊；2步进盘中电阻有脱焊现象3滑盘中心引出线未接触

直流电桥单电桥的修调QJ44直流双电桥常见故障及修理常见故障产生原因

修理检查“1”中所述第3）步不通

1“G”按钮未接通；2放大器失灵3表头线圈断

根据故障原因针对修理检查“1”中所述第4）步不通

1限流电阻断2C2或电源正端间有假焊或脱焊

直流电桥单电桥的修调直流双电桥常见故障及修理误差超差的修理

滑盘超差若是有规律的递增和递减超差的，可以先校准滑盘刻度值0.001Ω处，达到该误差小于刻度尺分度的0.5格，再校准滑盘刻度值0.01Ω处，达到该误差小于刻度尺分度的1格；若是超差，改增大或减小与滑盘电阻并联的电阻，以校正误差。滑线盘0.001Ω和0.01Ω调整后，如果其余示值有超差，可将滑线盘滑线头尾对调试试一试。

步进盘超差

步进盘超差大多是某一示值下的电阻超差，可以换位更正误差，若不行可以换一只电阻。另外还要考虑是否有假焊或刷片和盘的接触不好。

直流电桥单电桥的修调直流双电桥常见故障及修理倍率超差

双臂电桥的倍率超差比单臂电桥的情况复杂，所以很难用几句话说清楚，但把双桥看作单桥来讨论，问题就好办一些。假设双桥内臂的误差合格，那么造成倍率超差原因的就可能是外臂的误差不合格，这样就可认为成比例的两只电阻中有一只超差。

绝缘不好，造成示值不稳

先把仪器进行干燥处理，若还指示不稳，可以逐一测量各测量盘的情况

检流计灵敏度不够

1先检查电源是否合格，用万用表1A电流档检查电池的短路电流，电池完好时应指示万用表满度值。一些旧电池虽然端电压有1.5V，但由于内阻升高，电流极小。2表头内阻是否有变化，其内阻值应为4Ω。3放大器电路是否有故障，当然若放大器有故障，则检流计的灵敏度定会受影响。

直流电桥维修实例

故障现象1：用电桥测得的电阻值或电阻箱输出的电阻值明显有误。

该现象在排除被测电阻或测量所用的电桥是没有问题的情况下，通常需检查电桥或电阻箱各调节盘的指示位置是否滑动，即指示值与实际值是否一致。由于仪器长期使用，特别是对低准确度携带式的仪器，因工作需要经常搬动，以及运输过程中都难免造成某个旋钮固定螺丝的松动；另外，也有人为造成的，如擅自打开仪器，在安装时将位置弄错。这种情况可通过逐盘逐点进行检查发现错误位置，然后给予调整固定。

直流电桥维修实例

故障现象2：变差较大首先应该强调，在仪器使用前一定要将各调节盘旋钮从头至尾来回旋转3～5次，并有一定的稳定时间，仍然不能排除时，则应考虑打开仪器检查，看是否有虚焊点，看内部是否太脏或因使用年限太久，使电刷表面形成氧化层，这时就应采取逐盘拆开清洗的办法，但拆开各盘时一定要先将各盘电刷的位置记准，以免安装时位置错误；同时还应检查弹性电刷的弹性，若弹力不够或弹性刷片变形，则可拆下电刷进行调整；在采取了上述措施后，个别的如仍变差较大，一般可断定是线绕电阻的稳定性下降，因线绕电阻的稳定、老化处理比较复杂，所以一般单位是不具备修理条件的，可采取降级，严重的只能判不合格。直流电桥维修实例

故障现象3：测量过程中，某一盘的某一点示值突然改变

这种现象需打开仪器，找到该盘该点电刷所指的电阻，通常是该线绕电阻，是否烧过，线绕电阻短路或断开，或绕线焊头开焊；这种情况只有焊头开焊可自行修理，而对绕线断或烧过的电阻，一般单位是无修理条件的，需送生产厂家调修。

直流电桥维修实例

故障现象4：对配有电子放大式检流计的低准确度携带式电桥，当接通电源后，检流计指针不动。

该故障现象的一种可能是，工作电源(一般为9V叠层电池)已没电，或电源没有接触好，或电源引线断；另一种可能是，检流计放大板坏了，这种情况可通过用一块好的相同的放大板进行替换来检查，若故障消失，则说明需换放大板(对有条件的单位可考虑自己调修)；再有可能是内部的电源开关没有接通。例如，QJ57、QJ31是旋钮式开关，其旋钮滑动造成开关位置不对，这时应转动该旋钮开关，找到正确位置加以固定；QJ44、QJ24是扳向式开关，其扳向开关接触不好或引线断开，可用万用表检查扳向开关来回扳动时的接触情况，若接触不好，可调换新的扳向开关。直流电桥维修实例

七、科目小结本培训模块介绍直流电桥的常见故障及调修方法等内容。通过对常见故障调修过程及案例的介绍，掌握直流电桥常见故障的调修方法。八、作业练习1．直流电桥不用时，为什麽应将检流计两端短接？2．使用直流单电桥测量电阻，测量结束后，为什麽要先断检流计按钮，再关断电源按钮？3．直流电桥存放不使用时，应如何处理？4．对直流电桥的有关部件如何维护保养？5．试述直流电桥基准值的定义。6．试述直流电桥基本误差的定义。7．QJ44型直流双电桥滑线盘超差应如何修理？8．计算QJ23A型直流单电桥分别测量20Ω、1kΩ、2MΩ时，电桥允许误差。直流电桥维修实例

1．直流电桥不用时，为什麽应将检流计两端短接？检流计由于张丝悬吊工作时灵敏度较高，直流电桥不使用时，将检流计两端短接，可使阻尼力矩增加很大，避免检流计晃动时震断张丝。2．使用直流单电桥测量电阻，测量结束后，为什麽要先断检流计按钮，再关断电源按钮？