常用电工仪表演示教案.ppt

电气知识学习培训,电工仪表与使用方法,常用电工仪表,熟悉 掌握 使用,主讲老师 李安,第一部分：基本知识 第二部分：电流表 第三部分：电压表 第四部分：万用表 第五部分：钳形表 第六部分：兆欧表 第七部分：电能表 第八部分：接地电阻测量仪,电工仪表,,,第一部分：电工仪表基本知识 一、什么是电工仪表？ 1、在电工测量中，测量各种电量、磁量及电路参数的仪器仪表统称为电工仪表。 2、电量指电流、电压、功率、电能、频率、电阻、电感、电容以及时间常数和介质损耗角等。 3、磁量主要指磁场以及物质在磁场磁化下的各种磁特性，例如磁场强度、磁通、磁感应强度、磁势、磁导率、磁滞和涡流损耗等的测量。电测量和磁测量可统称为电气测量。,电工仪表是实现电磁测量过程中所需技术工具的总称。在电气线路、用电设备的安装、使用与维修过程中，电工仪表起着极为重要的作用。,二、电工仪表的分类,模拟指示仪表是将被测电磁量转换为可动部分的角位移，然后根据可动部分指针在标尺上的位置直接读出被测量的数值。,一、模拟指示仪表,二、数字仪表,特点：采用数字测量技术，并以数码的形式直接显示出被测量的大小。 分类：常用的有数字式电压表、数字式万用表、数字式频率表等。 典型仪表：数字式电压表,三、比较仪器　　　　• 比较仪器的特点：测量的准确度比较高。　　　　• 比较仪器的分类：一般分为直流和交流两大类。　　　　• 典型仪表：各类交直流电桥、交直流补偿式测量仪器以及直流电流比较比较仪器等。,二、电工仪表的分类,按工作原理,电磁式、,磁电式、,电动式、,感应式、,整流式、,热电式、,静电式、,电子式,,按测量对象,电流表、,电压表、,功率表、,欧姆表、,电度表、,功率因数表、,频率表、,万用表,,按使用方式,安装式,可携式,,按被测电流种类,直流仪表、,交流仪表、,交直流两用仪表。,,1、常用电工仪表主要由电木、金属或硬塑料制成的外壳、有标度尺和有关符号的面板、测量线路(简单仪表无)、表头电磁系统、指针、阻尼器、转轴、轴承、游丝、零位调整器等组成。 2、电工仪表的准确度等级分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0共七级，数字越小表示准确度越高。 3、按防御外界磁场或电场干扰的能力，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四等，其中Ⅰ等的防御能力最好。,三、电工仪表的组成和等级,五、电工仪表的标志符号 电工仪表的刻度盘上标有各种符号，以表示仪表的类型、测量对象、测量范围、准确度以及使用条件等。,电流表 安培表,毫安表,千伏表,功率表 瓦特表,电能表 电度表,电压表,,电工测量仪表上的几种符号,十、正确选择和使用电工测量仪表： 1、按测量对象的性质选择仪表类型。首先视测量的是直流还是交流，以便选用直流仪表或交流仪表。如果测量交流量，还要注意是正弦波还是非正弦波；测量时还要区分被测量的究竟是平均值、有效值、瞬时值还是最大值，对于交流量还要注意频率。 　　2、按实际需要选择仪表等级。根据工程性质，只要使测量结果的误差在工程实际允许范围内即可。例如标准和部分精密测量中，可用准确度0.1到0.2级的仪表；在实验测量中可用0.5到1.5级的仪表；在工厂生产中可用1.0到5.0级的仪表。 　　3、按测量对象和测量线路的电阻大小选择仪表内阻。电压表内阻越大越好，要求电压表内阻值要大于被测对象100倍。电流表内阻越小越好，常要求电流表内阻小于被测对象100倍。 　　4、按测量对象选择仪表的允许额定值。不要用大量程的仪表去测量小量值，避免读数不准。当然更不可用小量程仪表去测量大电量，以免损坏仪表。所以，在选用仪表时，必须认真观察仪表和设备允许承受的额定电压、额定电流和额定功率。,仪表选用和使用的注意事项 在选用仪表时不要片面追求仪表的准确度等级，根据被测量的大小，选择适当的量程也很重要。被测值越接近上限值，测量的相对误差越小，测量的准确度越高。 一般要求利用仪表满刻度的1/2或2/3以上。 使用仪表应按仪表规定的位置（垂直、水平等）放置好，要远离外磁场、电场。 使用前，应调节表壳上的调零器，使指针在“零”的位置。 测量时，应注意正确读数，使视线与仪表刻度尺的平面垂直；如果仪表刻度尺带有镜子，在读数时，应使指针盖住镜子中指针的影子，这样可减小和消除读数误差。,第二部分：电流表,电流表,交流电流表,直流电流表,交直两用电流表,测量交流电流,测量直流电流,测量交直流电流,,1、电流表串联在电路中。 2、交流电流表用于测量交流回路的电流，直流电流表用于测量直流回路电流，不可互换使用。 3、交直流电流表可在交、直流电流回路使用。,钳形电流表,测量交流电流,,,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 。,电流表应串联在电路中，,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。,分流电阻,注意事项： 1、选择合适的量程， 2、不能带电换量程。 3、如果不知道被测电流的大小，应先用最高档，而后再选用合适的档位来测试，以免表针偏转过度而损坏表头。所选用的档位愈靠近被测值，测量的数值就愈准确。 4、测量直流电流时，电流表接线端的“+”、“—”极性不可接错，否则指针反偏转损坏仪表,利用给测量机构并联分流器实现对直流大电流的测量 1）分流器的外型 50A分流器,直流电流的测量,交流电流的测量,1-2-1　直接测量 　　测量电路与直流测量相同 1-2-2　交流大电流利用电流互感器进行测量 　　1）电流互感器的原理 　　　利用变压器的电磁感应原理，将被测大电流变换为5A的标准电流。 因接在二次侧的电流线圈阻抗很 小，电流互感器正常运行时，相 当于一台短路运行的变压器。,2）电流互感器的外形 　　　　　　　如图为穿芯式电流互感器的外形 　　　 　　　 如变流比为300/5的电流互感器的电流表，实际上电流表是上量限5A的电流表，当被测电流为300A时，电流互感器二次侧电流为5A，对应电流表的刻度为300A。 3）电流互感器的变流比 　 电流互感器的变流比为一次绕组的额定电流与二次绕组额定电流之比。二次额定电流一般为5A，一次电流的等级有：5～2500A。　　　 4）电流互感器使用注意事项 　　　　　★　正确选用比率。 　　　　　★　副边不准开路。 　　　　　★　副边应可靠接地。,第二部分：电压表,电压表,交流电压表,直流电压表,交直两用电压表,测量交流电压,测量直流电压,测量交直流电压,,1、电压表并联在电路中。 2、交流电压表用于测量交流回路的电压，直流电压表用于测量直流回路电压，不可互换使用。 2、交直流电压表可在交、直流电压回路使用。,,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电阻 RV 。,电压表应并联在被测电路两端，,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。,分压电阻,注意事项： 1、选择合适的量程， 2、不能带电换量程。 3、如果不知道被测电压的大小，应先用最高档，而后再选用合适的档位来测试，以免表针偏转过度而损坏表头。所选用的档位愈靠近被测值，测量的数值就愈准确。 4、测量直流电压时，电流表接线端的“+”、“—”极性不可接错，否则可能损坏仪表。 5、在测量交流高电压时，常借助于电压互感器来扩大交流电压表的量程。电压互感器次级线圈的额定电压一般设计为100V，与其配套使用的交流电压表量程也应为100V。电压表指示值乘以电压互感器的变比，为所测实际电压的数值。使用电压互感器应让互感器的次级线圈和铁心可靠地接地，次级线圈一端不得加装熔断器，严禁使用时短路。,交流高电压的测量,1）利用电压互感器测量交流高电压 　　　电压互感器的原理：根据变压器的电磁感应原理，将高电压变换为副边电压100V进行测量，其测量值×变比＝被测电压的实际值。 2）测量电路 电压互感器的二次绕组不准短路，否则电压互感器将过热而烧毁。,原理图,电磁系电流电压表,电磁系测量机构的转动力矩是由固定的通电线圈和被它磁化的可动铁片间的相互作用产生的。,吸引型 排斥型两种。,,电磁系测量机构主要有：,当电流通过固定线圈时，线圈的磁场使可动铁片磁化，从而产生电磁吸引力，使铁片发生偏转，并带动指针，指示被测电流的大小。,电磁系仪表工作原理,电磁系仪表工作原理,当线圈中通过电流时，线圈就产生磁场，两个铁片同时被磁化，他们的同一侧有着相同的极性，因而相互排斥，使铁片转动，并带动指针指示被测电流的大小。,第四部分：万用表,三个主要部分组成,万用表,表头、,测量电路,转换开关,,指针式万万用表具有用途多，量程广，使用方便等优点，是电子测量中最常用的工具。它可以用来测量电阻，交直流电压和直流电压。,万用表的组成 指针式万用表由磁电系测量机构（表头）、测量线路及转换开关三部分组成。 1）表头 表头用来指示被测量的数值。通常万用表采用具有高灵敏度的磁电系仪表作表头。表头的满刻度偏转电流较小，一般仅为几微安到几百微安。,测直流电流原理：,在表头上并联一个适当的电阻（分流电阻）进行分流，就可以扩展电流量程。改变分流电阻的阻值，就能改变电流测量范围。,测直流电压原理：,在表头上串联一个适当的电阻（叫倍增电阻）进行降压，就可以扩展电压量程。改变倍增电阻的阻值，就能改变电压的测量范围。,测交流电压原理：,因为表头是直流表，所以测量交流时，需加装一个并、串式半波整流电路，将交流进行整流变成直流后再通过表头，这样就可以根据直流电的大小来测量交流电压。,测电阻原理：,在表头上并联和串联适当的电阻，同时串接一节电池，使电流通过被测电阻，根据电流的大小，就可测量出电阻值。改变分流电阻的阻值，就能改变电阻的量程。,面板的组成：,万用表的表盘,万用表表头上的刻度线： 第一条（从上到下）标有R或Ω，指示的是电阻值，转换开关在欧姆挡时，即读此条刻度线。 第二条标有≌和VA，指示的是交、直流电压和直流电流值，当转换开关在交、直流电压或直流电流挡，即读此条刻度线。 第三条标有10V，指示的是10V的交流电压值，当转换开关在交、直流电压挡，量程在交流10V时，即读此条刻度线 第四条标有dB，指示的是音频电平。,万用表的量程档位 直流电压 ：2.5V 10V 50V 250V 500V五个量程挡位。 交流电压 ：10V 50V 250V 500V四个量程挡位。另设有一个2500Ｖ的插孔， 直流电流 ：1mA 10mA 100mA 100mA四个常用档位，及50ūA，扩展量程档位。,转换开关 500型万用表有两个转换开关，分别标有不同的档位和量程。用来选择各种不同的测量要求。测量时根据需要把档位放在相应的位置就可以进行交直流电流、电压、电阻测量了。,电阻 ：×1 ×10 ×100 ×1K ×10K五个倍率挡位。 hFE ：测量三极管直流放大倍数的专用挡位。,测量电阻： --先将表棒搭在一起短路，使指针向右偏转转，随即调整“Ω”调零旋钮，使指针恰好指到0。然后将两根表棒分别接触被测电阻（或电路）两端，读出指针在欧姆刻度线（第一条线）上的读数，再乘以该档标的数字，就是所测电阻的阻值。例如用R*100挡测量电阻，指针指在80，则所测得的电阻值为80*100=8K。由于“Ω”刻度线左部读数较密，难于看准，所以测量时应选择适当的欧姆档。使指针在刻度线的中部或右部，这样读数比较清楚准确。每次换档，都应重新将两根表棒短接，重新调整指针到零位，才能测准。,测电阻：重要的是要选好量程，当指针指示于1/3～2/3满量程时测量精度最高，读数最准确； 要注意的是，在用R×10k电阻档测兆欧级的大阻值电阻时，不可将手指捏在电阻两端，这样人体电阻会使测量结果偏小。,,,,,测量直流电压：--首先估计一下被测电压的大小，然后将转换开关拨至适当的V量程，将正表棒接被测电压“+”端，负表棒接被测量电压“-”端。然后根据该挡量程数字与标直流符号“DC-”刻度线（第二条线）上的指针所指数字，来读出被测电压的大小。如转换开关在直流2.5V档，V250伏档测量，可以直接读0-250的指示数值。只须将刻度线上250这个数字除以100，看成是2.5，再依次把200、100等数字看成是2、1既可直接读出指针指示数值。例如测量电池的直流电压，指针指在150，则所测得电压为1.5伏。,,,,,1.5V,+,-,测量直流电流：--先估计一下被测电流的大小，然后将转换开关拨至合适的mA量程，再把万用表串接在电路中，同时观察标有直流符号“DC”的刻度线，如电流量程选在100mA档，这时，应把表面刻度线上50的数字，乘以2，看成100，又依次把10、20、30、40看成是20、40、60、80这样就可以读出被测电流数值。例如用直流100mA档测量直流电流，指针在35，则电流为70mA。 测量直流电压和直流电流时，注意“+”“-”极性，不要接错。如发现指针反转，应立即调换表棒，以免损坏指针及表头。,,,,,,,,,,A,负载,+,+,-,-,电流方向,测量交流电压：--测交流电压的方法与测量直流电压相似，所不同的是因交流电没有正、负之分，所以测量交流时，表棒也就不需分正、负。读数方法与上述的测量直流电压的读法一样，只是数字应看标有交流符号“AC”的刻度线上的指针位置。,+,-,,,,V,,,,,S,使用万用表的注意事项 指针式万用表读取精度较差，但指针摆动的过程比较直观，其摆动速度幅度能比较客观地反映了被测量的大小， 数字式万用表读数直观，但数字变化的过程看起来很杂乱，不太容易观看。 指针式万用表内一般有两块电池，一块低电压的1.5V，一块是高电压的9V或15V，数字式万用表一般用9V的电池。 使用万用表应熟悉表盘上各符号的意义及各个旋钮和选择开关的作用。选择好表笔插孔的位置。 根据被测量的种类及大小，选择转换开关的挡位及量程，找出对应的刻度线， 测量电流与电压不能旋错档位。如果误将电阻档或电流档去测电压，就会烧坏电表。 测量直流电压和直流电流时，注意“+”“-”极性，不要接错。如发现指针反转，应立即调换表棒，以免损坏指针及表头。 如果不知道被测电压或电流的大小，应先用最高档，而后再选用合适的档位来测试，以免表针偏转过度而损坏表头。所选用的档位愈靠近被测值，测量的数值就愈准确。 在测电流、电压时，不能带电换量程,,测量电阻时，先将两支表棒短接，调“零欧姆”旋钮至最大，指针仍然达不到0点，这种现象通常是由于表内电池电压不足造成的，应换上新电池方能准确测量。 测量电阻时，不要用手触及元件的两端（或两支表棒的金属部分），以免人体电阻与被测电阻并联，使测量结果不准确。 不能带电测量电阻，因为测量电阻时，万用表由内部电池供电，如果带电测量则相当于接入一个额外的电源，会损坏表头。 万用表不用时，不要旋在电阻档，因为内有电池，如不小心易使两根表棒相碰短路，不仅耗费电池，严重时甚至会损坏表头。要将档位旋至交流电压最高档或空位档，避免因使用不当而损坏。 长期不用的万用表应将电池取出，避免电池存放过久而变质，漏出电解液腐蚀电路。,第五部分：钳形电流表,在工业生产和生活中需要将电路切断停机后，把电流表串联到电路中，这样很麻烦。此时，使用钳形电流表就显得方便多了。 此表携带方便，可以在不切断电路的情况下测量电流。,钳形电流表的工作原理是建立在电流互感器工作原理的基础上，当握紧钳形电流表扳手时，电流互感器的铁心可以张开，被测电流的导线进入钳口内部作为电流互感器的一次绕组。当放松扳手铁心闭合后，根据互感器的原理而在其二次绕组上产生感应电流，电流表指示出被测电流的数值。,,,表头,转换开关,可开合钳口,互感器铁芯,锁键,载流导线,多用表线插孔,,,,,,,,数字式多用钳形电流表,根据被测电流大小来选择合适的钳型电流表的量程。选择的量程应稍大于被测电流数值。若不知道被测电流的大小，应先选用最大量程估测。 测量时，应按紧扳手，使钳口张开。将被测导线放入钳口中央，松开扳手并使钳口闭合紧密。,测量5A以下较小电流时，可将被测导线多绕几圈再放入钳口测量。被测的实际电流等于仪表读数除以放进钳口中导线的圈数。 读数后，将钳口张开，将被测导线退出，将档位置于电流最高档或OFF档。,第六部分、兆欧表（绝缘摇表）,兆欧表又称摇表，是一种测量大电阻的仪表，常用来测量变压器、电机、电缆、供电线路、电气设备和绝缘材料的绝缘电阻。,各种电压等级的电气设备和线路的绝缘电阻大小都有具体的规定，一般来说，绝缘电阻越大，绝缘性能越好。,常用的兆欧表的额定电压有250、500、1000、2500V等几种,常用的兆欧表有手摇式和电子式两种类型,组成,（a）测量线路的绝缘电阻,将兆欧表的“接地”端（即E接线柱）可靠接地（一般接到某一接地体上），将“线路” 端（即L接线柱）接到被测线路上，如图。连接好后，顺时针摇动兆欧表，转速逐渐加快，保持在约120转/分后匀速摇动，当转速稳定，表的指针也稳定后，指针所指示的数值即为被测物的绝缘电阻值。 实际使用中，E、L两个接线柱也可以任意连接，即E可以与接被测物相连接，L可以与接地体连接（即接地），但G接线柱决不能接错。,（b）测量电动机绝缘电阻,将兆欧表E接线柱接机壳（即接地），L接线柱接到电动机某一相的绕组上，如图所示，测出的绝缘电阻值就是某一相的对地绝缘电阻值。,（3）测量电缆的绝缘电阻,测量电缆的导电线芯与电缆外壳的绝缘电阻时，将接线柱E与电缆外壳相连接，接线柱L与线芯连接，同时将接线柱G与电缆壳、芯之间的绝缘层相连接,接地电阻测试仪,为了保证电气设备的正常工作和安全，按照规定，电气设备的某些部分必须接地。接地装置的接地电阻包括接地线电阻、接地体电阻、接地体和土壤的接触电阻以及接地散流电流途径的土壤电阻等。在这些电阻中， 接地线和接地体的电阻很 小，用接地电阻测试仪可 测量接地电阻。,,待测接地体E,,电位辅助电极P,,电流辅助电极C,,调零钮,,测量标度盘,,倍率,,检流计指针,,中心线,,标度盘、倍率旋钮,ZC-8型接地电阻测量仪外形及附件,接地电阻测试仪工作原理,,接地电阻测试仪工作原理,接地电阻测试仪工作原理,接地电阻测试仪的使用方法,接地电阻测量仪的接线图 （a）三端钮测量仪的接线 （b）四端钮测量仪的接线,使用方法,ZC-8型接地电阻测量仪测量连接,十、电能表,电作为一种最重要的能源跟我们的生活紧密相联，所以，如何来计量它就具有了重要的意义。 电能表俗称电度表，家里所用为感应系电度表，通过它进行电能的计量。,感应系电度表基本原理,当把电能表接入被测电路时，电流线圈和电压线圈中就有交变电流流过，这两个交变电流分别在它们的铁芯中产生交变的磁通；交变磁通穿过铝盘，在铝盘中感应出涡流；涡流又在磁场中受到力的作用，从而使铝盘得到转矩转动。,铝盘转动时，又受到永久磁铁产生的制动力矩的作用，制动力矩与主动力矩方向相反；制动力矩的大小与铝盘的转速成正比，铝盘转动得越快，制动力矩也越大。当主动力矩与制动力矩达到暂时平衡时，铝盘将匀速转动。负载所消耗的电能与铝盘的转数成正比。铝盘转动时，带动计数器，把所消耗的电能指示出来。,用电时，表中的铝质圆盘转动，上方的数字以千瓦时为单位显示所消耗的电能，读数时要注意，数字栏中最右边的一位是小数位。,记数器,量度 单位,用电器每消耗1kw·h电能，表盘转动1200圈,表明该表的额定电流为5A，短时间内通过的电流允许大些，但不能超过10A。,该表应在220V 50Hz的交流电路中工作。,单相电度表下部从左到右有四个接线端用于接进线、出线，从左到右依次编号为1、2、3、4。 1、3接进线，2、4接出线。相线(火线)必须接入电表的电流线圈的端子。由于有些电表的接线特殊，具体的接线方法需要参照接线端子盖板上接线图去接。,三相四线制电路的接线方法,,,单相电能表的实物接线,十一、其他仪表,检流计是一种高灵敏度的检测仪表，可以测量微小电流、电压和短暂的脉冲电量。它主要在比较法测量中用作平衡指示器（检测电流的有无）使用，在磁测量和非电量测量中也有广泛的应用。,（一）检流计,八：电桥,在工程测量中，经常要测量一些电阻，电桥就是一种高灵敏度，高准确度的电阻测量仪器。 它分为两种 ：直流电桥和交流电桥。 直流电桥主要用于电阻测量，有单臂电桥和双臂电桥两种。单臂电桥又叫惠斯登电桥，双臂电桥又叫凯尔文电桥。,直流单电桥工作原理,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,R1 R4 =R2 R3,设R1= Rx 为被测电阻，则,测量时，先将比例臂调到一定比值，然后再调节比较臂直到电桥平衡为止。,QJ23型直流单臂电桥外形图,比较臂,被测臂,检流计按钮,电源按钮,比例臂,检流计,外接电源,检流计 连接片,（a）,电工仪表介绍完毕，祝大家将来都成为优秀的电力工程师，谢谢！,