常用仪器仪表课件.docx
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常用仪器仪表课件
一、指针式万用表
(1)用途及特点。
又称万能表,是一种常用的便携式多功能、多量程的磁电系仪表,可用于测量交流、直流电压,直流电流,电阻及电感、电容、倍频电平、二极管及三极管性能等,具有用途广、量程多和使用方便等优点,应用广泛。
(2)种类及型号。
常用国产万用表有MF500、MF14、MF40、MF72、MF85等。
(3)结构和工作原理。
以使用最为广泛的MF500型为例说明指针式万用表的结构和工作原理。
1)结构。
MF500型万用表外形如图4-1所示,主要有测量机构、测量线路和转换开关三部分组成,其中:
①测量机构,又称表头,为高灵敏度磁电系测量机构,用以指示被测量的数值;②测量线路由许多电阻器及整流元件等组成,其主要作用是把被测量的电量转换成适合于表头指示的电量;③转换开关用于实现对不同测量线路的选择,以适应各种测量要求。
2)500型万用表测量电路的工作原理如图4-2所示,其中转换开关拨在不同档上就可测量各种电量:
①转换开关拨在“mA”档上,万用表就构成了一个直流电流表,要扩大电路的两成可采用分流器,配置了多个不同的分流器就成为多量程的直流电流表,其原理如图4-3所示;②转换开关拨在“V”档上,万用表就构成一个支流电压表,配置了多个不同的附加电阻即成为多量程直流电压表,其原理如图4-4所示;③转换开关拨在“V”档上,万用表就构成一个交流电压表,配置了多个不同的附加电阻即成为多量程的交流电压表,其原理如图4-5所示;④转换开关拨在“Ω”档上,万用表就构成一个电阻表,改变可变电阻数值即可成为多量程电阻表,其原理如图4-6所示。
图4-1MF500型万用表外形图图4-2万用表工作原理图
(4)使用方法如下。
1)使用前的检查。
指针是否在机械位,若不在应调至机械零位。
2)选择测量种类档。
应根据测量的对象,将转换开关转换到所需的位置。
3)选择量程。
首先应对测量的范围做个大概的估计,再将量程转换开关旋至该种类区间的适当量程上。
若被测量不好估计,可先由大量程向小量程逐步进行切换,待被测量使仪表指针指示在满刻度的1/2以上时即可。
4)选择接线柱。
红色测试棒应接在红色接线柱上或标有“+”号的插孔内,黑色测试棒应接在黑色接线柱上或标有“-”号的插孔内。
测量直流时,使红色测试棒接到被测电路的正极,黑色测试棒接到被测电路的负极。
如不知被测电路的正、负极,先将转换开关置于直流电压最大量程档,然后将一只测试棒接至被测电路任意一极,再将另一只测试棒在被测电路的另一极上轻轻一碰并立即离开,观察指针的偏转,若指针正向偏转,说明红色测试棒接的为正极,另一极为负极;若指针反向偏转,说明红色测试棒接的为负极,另一极为正极。
5)使用电阻档,其操作方法是:
①不能带电测量。
必须切断被测电路的电源,否则会使测量结果不准,甚至烧坏表头。
②选择适当的倍率档。
仪表的指针越靠近标度尺的中心部位,读数越精确。
③调零指针应准确。
测量前选择适当的倍率后,先将两表笔相碰使指针指在零位。
若调整“调零”旋钮,指针仍不能在零位,说明电池电压太低了,应更换电池后再使用。
④不能用电阻档直接测量微安表表头、检流计、标准电池等仪表、仪器的内阻。
⑤每次使用完毕,应将转换开关切换到交流500V档位,防止下次测量时误操作而烧坏万用表。
(5)常见故障及处理。
万用表常见故障及处理方法,见表4-3~表4-6。
表4-3万用表直流电流部分常见故障及处理
故障现象
故障原因
处理方法
在同一量程内误差不一致
表头性能改变
检查磁铁有无异常,动线圈安装是否正确,极掌与铁芯间有无铁磁物质并清除
各量程的误差有正有负
(1)分流电阻某一档焊接不良,使电阻值增大;
(2)分流电阻某一档烧坏而短路,使电阻值减小
(1)重新焊接分流电阻;
(2)更换分流电阻
被校表各档无指示而标准表有指示
(1)表头线头脱焊或短路;
(2)与表头串联的电阻损坏或脱焊;
(3)表头短路
(1)找出断头,重新焊好;
(2)更换电阻或重新焊好;
(3)更换表头线圈或检查表头支路有无导线并清除
被校表在小量限时指针指示很快,但在较大量限时无指示
分流电阻烧坏或短路
更换分流电阻
被校表和标准表都无指示
(1)转换开关没有接通;
(2)公共线路短路
(1)接通转换开关;
(2)接通公共线路
误差大且各档都为比例相同的正误差
(1)分流电阻值偏高;
(2)与表头串联的电阻短路,电阻值变小;
(3)表头灵敏度偏高,如重绕过动动圈或更换过游丝
(1)降低分流电阻值;
(2)更换电阻;
(3)可进行退磁,更换游丝或重绕动圈
误差大且各档都为比例相同的负误差
(1)分流电阻减小;
(2)与表头串联的电阻值变大;
(3)表头灵敏度降低
(1)更换分流电阻;
(2)更换电阻;
(3)调整其灵敏度
表4-4万用表直流电压部分常见故障及处理
故障现象
故障原因
处理方法
某一量程误差大,随量程增大,误差逐渐减小
(1)该档附加电阻变质或短路;
(2)该档附件电阻容量太小,过负荷时阻值增大
(1)更换附加电阻;
(2)更换容量较大的电阻
某量程不通而其他量程正常
(1)转换开关烧坏或接触不良;
(2)转换开关接触点与附加电阻脱焊
(1)检修或更换转换开关;
(2)将脱焊点重新焊好
直流电压档均不通
(1)直流电压部分公共触点脱焊;
(2)最小量限档附加电阻短线或损坏
(1)焊好公共触点;
(2)焊好断线或更换电阻
某一档量限后,各档均不通
某以附件电阻脱焊
将脱焊点重新焊好
表4-5万用表交流电压部分常见故障及处理
故障现象
故障原因
处理方法
被校表误差很大,有时偏低50%左右
全波整流器过负荷,使某一元器件被击穿
更换整流元器件
被校表读数很小或指针只轻微摆动
整流元器件被击穿
更换击穿元器件
小量限误差大,随量限增大误差减小
(1)表头并联电阻的活动触点接触不良;
(2)小量限档附加电阻变质阻值增大
(1)检修可变电阻;
(2)更换附加电阻
各量限指示均偏低,误差率一致
整流元器件性能差,反向电阻减小
更换性能能好的整流元器件
表4-6万用表直流电阻部分常见故障及处理
故障现象
故障原因
处理方法
两表笔短接时,指针调不到零位
(1)电池容量不足;
(2)转换开关接触不良使电阻值增大;
(3)电池两端接片上有氧化物或锈蚀
(1)更换电池;
(2)清洗转换开关定、动片,并加少量凡士林;
(3)用细砂纸轻轻打磨电池两端接片或更换电池
调欧姆零位时指针跳跃不稳
(1)调零电位器值选配不当;
(2)调零电位器接触不良
(1)更换合适的电位器;
(2)将动片重新装紧,使其与电阻丝接触良好
电阻各档均未指示
(1)转换开关公共接触点引线折断;
(2)调零电位器接触点脱焊;
(3)电池无电压输出;
(4)调零电位器可动触点串联电阻断路
(1)将引线触点焊好;
(2)重新焊好接触触点;
(3)更换电池;
(4)检修或更换电阻
个别量限误差很大
该档分流电阻器变质或烧坏
更换电阻
个别量限不通
(1)转换开关接触点接触不良;
(2)测量线路由断路处
(1)调整动片弯曲程度,使其与定片接触良好;
(2)找出断路处并焊好
二、数字万用表
数字万用表是应用数模转换技术,用数字显示测量结果的多功能、多量程的颠簸,又称数字多用表,简称DMM。
常用数字万用表主要有DT830型、DT890型及它们的改进型,DT830型数字万用表外形如图4-7所示,DT890数字万用表外形如图4-8所示。
(1)特点。
数字万用表具有准确度高,分辨力强,显示清晰直观,功能齐全,测量速度快,过负荷能力强,耗电省,便于携带等优点。
图4-7DT830型数字万用表外形图图4-8DT890型数字万用表外形图
(2)显示位数如下。
1)显示位数的含义:
能显示的位数等于(n+1)位,n为整数部分的数字,如5位仪表能显示4位数。
2)整数部分数字表示从最低位算起的位数,在这些位数中能显示从0~9的所有数字,如3*(1/2)位的整数是3,表示有3个完整的位数(个位、十位、百位),这三个完整的位数能显示000~999的所有整数。
3)分数位中的分子数字表示最高位能显示的最大数字,分母数字表示满量程时最高位的数字,如3*(1/2)位的最高位是千,1/2的分子“1”表示最高位数字为1,即千位只能显示0或1;分母“2”表示最大量程计数值为2000,所以3*(1/2)位仪表的最大显示值为±1999。
(3)工作原理。
数字万用表是由模拟电路、A\D转换器,由A\D转换器将直流电压转换成数字信号,再经数字电路处理后通过LCD显示出被测量的数值。
(4)注意事项。
使用数字万用表,在电阻档时,红色表笔的电位要高于黑色表笔。
改变量程时,测试笔应离开被测试电路。
测量完毕,一定要关上电源;长期不用,要取出电池。
更换电池时,电压开关应拨至“OFF”位置。
三、绝缘电阻表
(1)定义。
绝缘电阻表又称摇表、兆欧表,是一种用来测量电气设备绝缘电阻的携带式仪表。
其标尺的单位是兆欧,用MΩ表示。
(2)分类。
一般以表内发电机发出的最高电压来分类,有500V、1kV、2.5kV、5kV等,分手摇式、电动式两种。
电动式适合进行大型设备60s和15s的吸收比测量,甚至有的表以电池作为电源,更为便捷。
常用绝缘电阻表和主要技术数据,如表4-7所示。
表4-7常用绝缘电阻表和主要技术数据
型号
额定电压(V)
测量范围(MΩ)
准确度等级
结构特点
ZC7
ZC7
ZC7
500
1000
2500
0~1000
0~2000
0~5000
1.0
1.0
1.5
带手摇发电机
ZC11D-4
ZC11D-5
1000
2500
0~5000
0~10000
带手摇发电机
ZC30-1
2500~5000
0~10000
电动式整流电源
(3)结构。
绝缘电阻表一般采用磁电系结构,主要由手摇发电机和磁电系比率计组成,其外形如图4-10所示。
(4)工作原理。
绝缘电阻表工作原理电力如图4-11所示。
磁电系比率计是一种特殊形式的磁电系测量机构,有两个动线圈,一个动线圈1、内附电阻Rc与被测电阻Rj组成一个串联支路;另一个动线圈2与内附电阻Ru相串联,两支路都连接到手摇发电机G的两端,承受相同的电压。
当摇动发电机手柄时,电流流过两个可动线圈且因被测电阻与附加电阻值的不同而不同,通电线圈在永久磁场的作用下,产生两个方向相反的转动力矩,使指针发生偏转,当两个力矩相等时,指针即静止不动,此时指针所指示的数值就是被测绝缘电阻值。
(5)使用方法如下。
1)绝缘电阻表的选用。
一般被测设备额定电压500V以下时,选用500V或1000V的绝缘电阻表;被测设备额定电压在500V以上时,选用1000V或2500V的绝缘电阻表。
2)测量前的准备。
具体有:
①必须切断被测设备的电源,并接地短路放电。
②将被测物表面擦拭干净。
③将绝缘电阻表两条测试线“地”(E)和“线”(L)开路,摇动手柄达到额定转速,观察指针是否指向“∞”(无穷大),然后将两条测试线短接,再慢慢摇动手柄,观察指针是否指向“0”,如果指示不对,需调整后使用。
3)测量。
其步骤有:
①将被测试品接在端扭“线”(L)和“地”(E)之间。
接E与L两引线不得缠绕在一起,如果试品表面泄漏较大(绝缘表面潮湿或脏污等)时,应装上屏蔽环(可用软裸线在绝缘表面缠绕几圈),如图4-12所示。
②摇动手柄,开始时应慢摇,以观察被测电气设备有无短路现象,如无短路,则将转速增至额定转速(约120r/min)并保持不变,指针稳定与某个指示数值,即为被测设备绝缘电阻。
③读取数值后,应在手柄转动不停止的情况下,断开L端引线,然后才能停止摇转。
④测量完毕,先对被测物放电,再拆除测试线。
⑤记录试品名称、规范、装设地点及气象条件。
(6)注意事项如下。
1)绝缘电阻表的额定电压必须与被测电气设备额定电压相适应。
2)测试前,被测电气设备必须脱离电源并放电,测试中禁止人员接近被测电气设备。
3)测完后应立即对被测设备进行放电,之后再拆除测试线。
4)阴雨潮湿天气及环境湿度太大时,不宜进行测量。
5)雷电时,禁止测量线路绝缘电阻。
在同杆架设的双回路测量绝缘时,须将另一回线路同时停电,方可进行。
(7)故障及处理。
绝缘电阻表常见故障及处理方法,如表4-8所示。
表4-8绝缘电阻表常见故障及处理方法
故障现象
故障原因
处理方法
发电机发不出电压或电压很低
(1)绕组断线;
(2)线路接头断线;
(3)电刷接触不良或磨损严重
(1)重绕绕组;
(2)检查线路,将接头重新焊牢;
(3)调整电刷与整流环接触面或更换电刷
发电机电压低,摇动手柄沉重
(1)发电机整流环片间有磨损碳粒或钢屑形成短路;
(2)整流环击穿短路;
(3)转子绕组短路;
(4)发电机并联电容器击穿;
(5)内部线路短路
(1)拆下转子,用竹片在片间清洁和用汽油清洗;
(2)修复或更换整流环;
(3)重绕绕组;
(4)更换电容器;
(5)查出短路处并排除故障
发电机电压不稳
(1)调速器螺钉松动,使调速器摩擦点接触不良;
(2)调速器上螺钉弹簧失灵
(1)紧固螺钉使调速器节点结合好摩擦轮;
(2)更换弹簧
摇发电机手柄打滑,无电压输出
(1)偏心轮固定螺钉松动,使齿轮啮合不良;
(2)调速器弹簧松动或弹簧失效
(1)调整偏心轮位置,使各齿轮啮合良好,并紧固螺钉;
(2)旋转调速器螺母,拉紧弹簧,使摩擦点压紧摩擦轮
摇发电机时,电刷响声大,有火花
(1)整流环与电刷表面不光滑,接触不良
(2)电刷位置偏移与整流环接触不在正中
(1)用细砂纸磨光并用汽油清洗,或更换电刷;
(2)调整电刷位置使其接触良好
发电机摇不动,有卡住现象
(1)发电机定、转子相碰;
(2)增速齿轮啮合不良或损坏;
(3)轴承脏污,润滑油干涸;
(4)小机盖固定螺钉松动,使转子在轴承中位置不正;
(5)转轴弯曲或与轴承间隙过小
(1)拆下发电机,重新装配;
(2)调整齿轮位置,使其啮合好或更换齿轮;
(3)清洗轴承并加润滑油;
(4)调整小机盖位置,并紧固螺钉;
(5)校正或在小机盖固定螺钉上填上一些胶木填片
故障现象
故障原因
处理方法
指针卡住转动不灵活
(1)表盘上有细纤维纠缠在指针上;
(2)可动线圈框架内部铁芯松动,使铁芯与线圈相碰;
(3)线圈内部铁芯与极掌间有铁屑、灰尘等杂物;
(4)线圈本身变形或上下轴尖位置变动,使线圈与铁芯极掌相碰;
(5)支持线圈上、下轴尖松动或脱落;
(6)导丝变形,在线圈转动时,导丝与固定部分相碰
(1)清除表盘上的细纤维;
(2)紧固铁芯螺钉;
(3)清除铁屑等杂物;
(4)修理线圈和线框;
(5)调整上、下轴尖紧固螺钉;
(6)修理或更换导丝
指针指不到“∞”位置
(1)导丝变形,附加力矩变大;
(2)发电机电压过低;
(3)电压回路电阻过大;
(4)电压线圈局部短路或短线
(1)修理或更换游丝;
(2)检修发电机;
(3)更换电阻;
(4)重绕线圈
指针超出“∞”位置
(1)绝缘电阻表若有无穷大平衡线圈,则可能为该线圈短路或断路;
(2)电压回路电阻的阻值变小;
(3)导丝变形
(1)检修或更换线圈;
(2)更换电阻;
(3)修复或更换导丝
指针不在零位
(1)电流回路电阻发生变化;
(2)电压回路电阻变化;
(3)导丝变形;
(4)电流线圈或零点平衡线圈局部短路或断路
(1)调整电流回路电阻;
(2)更换电压回路电阻;
(3)更换导丝;
(4)修复或重绕电流线圈或零点平衡线圈
当“∞”与“0”调好后,其余各刻度点误差较大
(1)轴尖、轴座偏斜,使动圈在磁极间的相对位置变化;
(2)两线圈间夹角变化;
(3)线圈支持架与极掌产生位移;
(4)指针与线圈间夹角变化;
(5)导丝变形;
(6)电流或电压回路电阻值变化;
(7)机械平衡不良
(1)重新装配;
(2)调整两组线圈的角度;
(3)调整它们的相对位置;
(4)调整指针与两线圈角度;
(5)更换导丝;
(6)更换电阻;
(7)重新调整平衡
可动部分不平衡
(1)指针变形;
(2)指针与线框夹角改变;
(3)平衡锤上螺钉松动,位置改变;
(4)轴承松动,使轴间距增大,中心位置偏移
(1)校正指针;
(2)调整指针与线框夹角;
(3)重新调整平衡,并紧固螺钉;
(4)调整轴承螺钉到适当位置,减小间隙距离
四、钳形电流表
(1)用途。
钳形电流表又叫安培钳,是一种携带式电测仪表,用于不拆断电路而需测量电流的场所。
(2)结构。
钳形电流表由电流表、电流互感器组成,其外形如图4-13所示。
(3)种类。
钳形电流表有钳形交流电流表、钳形交直流两用表、多用钳形表。
多用钳形表由钳形电流互感器和万用表组合而成,将钳形电流互感器拔出,可单独作为万用表使用,如MG28、MG36型多用钳形表。
常用钳形表型号及技术参数见表4-9。
(4)工作原理。
电流互感器铁芯的活动部分与手柄相连,使用时按动手柄使活动铁芯张开,使被测电流的导线放入钳口中,放开手柄后钳口铁芯闭合。
此时通过电流的导线相当于一次绕组,电流互感器二次绕组出现感应电流,与二次绕组相连的电流表指针发生偏转,从而指示出被测电流。
(5)使用方法如下。
1)估算被测值,将转换开关拨到适当量程。
2)使被测导线放到钳口中央。
3)读取并记录指示值。
4)打开钳口,移开钳形表。
(6)注意事项如下。
1)如无法估计被测电流大小,应先将量程调到最大档位。
2)每次使用后应将转换开关放到量程最高档位。
3)不得在测量过程中切换量程,必须切换时,应将钳口打开。
(7)故障及处理。
钳形表常见故障及处理方法见表4-10。
表4-9常见钳形表型号及技术参数
型号名称
量程范围
准确度
MG4-AV交流钳形表
电流:
0~10~30~100~300~1000A
电压:
0~150~300~600V
2.5
MG20钳形交直流电流表
电流:
0~100~200~300~400~500~600A
不超过测量上限的±5%
MG24交流钳形表
电流:
0~5~25~50~250A
电压:
0~300~600V
2.5
MG25袖珍三用钳形表
交流电流:
0~5~25~100~250A
交流电压:
0~300~600V
电阻:
0~5kΩ
2.5
MG28交直流多用钳形表
交流电流:
0~5~25~50~100~250~500A
交流电压:
0~50~250~500V
直流电压:
0~50~250~500V
直流电流:
0~0.5~10~100mA
电阻:
0~1kΩ~10kΩ~100kΩ
MG36交直流多用钳形表
交流电流:
0~5~25~50~100~250~500~1000A
交流电压:
0~50~250~500V
直流电压:
0~50~250~500V
直流电流:
0~0.5~10~100mA
电阻:
0~1kΩ~10kΩ~100kΩ~1MΩ
T301钳形交流电流表
电流:
0~10~25~50~100~250~600~1000A
2.5
T302交流钳形表
电流:
0~10~50~250~1000A
电压:
0~250~300~500~600V
2.5
表4-10钳形表常见故障及处理方法
故障现象
故障原因
处理方法
测量电流电压时,一档或数档无指示,其他档指示正常
(1)紧固螺钉的螺栓松动;
(2)分接开关上连接线扭断
(1)紧固螺栓;
(2)将连接线接好
电流档读数偏小,电压档读数正常
(1)钳口接触不良;
(2)线圈匝间短路
(1)修正钳口,使之接触良好;
(2)重绕线圈
某一档读数不准
相应电阻值变化
调整相应电阻
各档均无指示
(1)整流二极管、表头、开关损坏;
(2)线路接线断路
(1)更换损坏元件;
(2)接好断线
电压档正常、电流档无指示
开关和二次线圈异常
用万用表检查开关、二次线圈,排除故障
电压、电流档读数均降低
内磁式钳形表磁铁退磁
充磁
五、接地电阻表
(1)用途。
接地电阻表又称接地摇表,是用于测量接地装置接地电阻的专用仪表。
(2)结构。
常用的ZC-8(或ZC-29)型接地电阻表是由手摇发电机、电流互感器、调节电位器及检流计组成,其外形如图4-16所示。
(3)工作原理。
接地电阻表工作原理是利用补偿法原理来测量接地电阻。
(4)使用方法:
1)沿被测接地极E’使电位探针P’和电流探测针C’,依直线彼此相距20m,且电位探测针P’系插于接地极E’和电流探测针C’之间,如图4-19所示。
2)用导线将E’、P’和C’联于仪表相应的端钮。
3)将仪表放置水平位置、检查检流计的指针是否指于中心线上,否则可用零位调整器将其调正指于中心线。
4)将“倍率标度”置于最大倍数,慢慢转动发电机的摇把,同时旋动“测量标度盘”,以调节Rs,使检流计的指针指于中心线。
5)当检流计的指针接近平衡时,加快发电机摇把的转速,使其达到120r/min以上,调正“测量标度盘”使指针指于中心线上。
6)如“测量标度盘”的度数小于1时,应将倍率标度置于较小的倍数,再重新调正“测量标度盘”以得到正确读数。
7)用“测量标度盘”的度数乘以倍率标度的倍数即为所测的接地电阻值。
(5)使用注意事项是:
①测量前,应断开与被保护设备的连接线。
②探针应砸入地面400mm深。
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