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1、第一章 仪表使用方法一、电工测量和仪表的基本知识电力工业的主要产品是电能，它是人们的感觉器官不能直接感觉和反映的。在电能的生产、传输、分配和使用等环节中、只有通过各种仪表的测量才能对电能质量、负荷情况等加以监视，才能保证生产的安全和经济运行。电工测量要解决的主要问题是测量方法的选择、数据的分析和处理及测量设备的使用等。1、 电工测量和测量方法各种电量或磁量的测量，统称为电工测量，即将测的电量或磁量，跟作为测量单位的同类标准电量或磁量进行比较，从而确定这个被测量的大小的过程。在电工测量中，凡是可以用来直接指示的仪器表读取被测量的数据而无需度量器的直接参与的方法，叫做直读法。与直读法相对应，凡是在
2、测量过程中需要度量器的直接参与，并通过比较仪器来确定被测量数据值的方法，称为比较法。根据被测量与标准量比较方法的不同，比较法可以分为差值法零值法和代替法三种。不管是直读法，还是比较读法，被测量的数值都可以分在一次试验中直接读出，这种测量方法中做直接测量。在电工测量中有时还用到间接测量的方式。根据被测量与其他量的函数关系，先测得其他量，然后再根据公式把被测量推算出来。间接测量的误差比直接测量大，而且还要进行计算，通常只有在直接测量有困难时才采用。2、 任何测量都要力求准确。但是实际的测量中，由于测量方法、仪表仪器、试验条件和观测经验等方面的困素的影响，使得测量结果不可能是被测量的实际值，而是它的
3、近似值。一般把测量值和被测量得实际值之间的差别叫做误差。 根据性质的不同，测量误差一般分为系统误差、偶然误差和疏失误差三类。（1） 系统误差。这是一种在测量过程中或者遵循一定的规律变化，或者保持不变的误差。造成系统误差的原因主要有测量设备的误差、测量方法的误差、测量装置的安装或配线不当、周围环境条件的变化以及测量人员经验不足、反映不准等因素。（2） 偶然误差。这是一种大小和符号都不固定的具有偶然性的误差。产生偶然性误差的原因很多，例如温度、湿度、磁场、电场、电源频率等偶然变化，都会引起偶然误差。（3） 疏失误差。这是由测量中的疏失所引起，是一种明显地歪曲测量结果的误差。3、 仪表的误差所有用于
4、电式测量的仪器仪表，统称为电工仪表。对于各种仪表。不论质量如何，它的指示值和被测量的实际值之间总是存在着某种程度的差别，这种差别就叫作仪表的误差。误差愈小，仪表就愈准确。因此，仪表的准确度也是用误差大小来表明，但它说明了的是仪表指示值和实际值之间的接近程度。根据产生误差的原因，仪表误差分为两类：（1） 基本误差。仪表在正常工作条件下，由于结构、工艺等方面不够完善而产生的误差，它是仪表本身所固有的一种误差。（2） 附加误差。由于工作条件的改变而造成额处的误差。仪表的误差，通常用绝对误差、相对误差和引用误差来表示。4、 对仪表的主要技术要求为保证测量结果准确、可靠，对电工指示仪表的技术要求主要有下
5、列，几个方面：(1) 有足够的准确度；(2) 有合适的灵敏度；(3) 仪表本身消耗的功率；(4) 有良好的读数装置；(5) 有良好的阻尼；(6) 有足够的绝缘强度和过载能力。二、钳形电表通常在测量电流时，需将被测电路断开，才能将电流表或电流表互感器一次侧串接到电路中去。为了在不断开电路的情况下测量电流，可用钳形电流表。用来测量交流电流的钳形电流表，是由电流互感器和电流表组成的。当握紧扳手时，电流互感器铁芯可以张开，然后将被测电流的导线卡入钳口作为电流互感器的一次侧线圈。放松扳手时，使铁芯的钳口闭合后，接在二次线圈上的电流表便指示出被测电流大小。这种钳表可有几种不同的量程，由转换开关加以切换。还
6、有一种交直流两用的钳形表，这是用电磁第测量机构做成。钳表的准确度不高，但可在不切断电路的情况下测量电流，使用方便，所以在生产上用得很多。为了扩大钳表的使用范围，目前通用的一种多用钳表，由钳形电流互感器和万用表组合而成，当两部份组合起来时，就是一个钳形电流表，将钳形互感器拨出，便可单独作为万用表使用。三、兆欧表兆欧表是一种专门用来测量绝缘电阻的可携式仪表，在电气安装、检修和试验中，应用广泛。兆欧表和其他仪表不同的地方是它本身带有高压电源，这对测量高压电气设备的绝缘电阻是十分必要的。困为在低压下测量出来的绝缘电阻并不能反映在高压工作条件下真正的绝缘电阻值。兆欧表的测量机构，通常采用磁电系比率表做成
7、。高压电源多采用手摇直流发电机，在测量时需要摇动发电机的手柄，所以又称为摇表。手摇发电机所产生的电压，有500V、1000V、2500V、5000V几种。我国目前还生产一种用晶体管直流变换器如ZC30型兆欧表，在使用上更加方便。1、兆欧表的使用 （1）兆欧表的选择。兆欧表的额定电压应根据被测电气设备的额定电压来选择。一般说来，额定电压为500V以下的设备，选用500V或1000V的兆欧表（兆欧表的电压过高，可能在测试损坏设备的绝缘）；额定电压在500V以上的设备，则用1000V或2500V的兆欧表。此处，还应注意它的测量范围和被测绝缘电阻的数值要相适应，以免引起过大的读数误差。 （2）使用前的
8、检查。使用前应检查兆欧表是不是完好。为此，先将兆欧表的端钮开路，摇动手柄到发电机的额定转速，观察指针是否指“”；然后将“地”和“线”端钮短接，摇动手柄，观察指针是否指“零”。如果指针不对，则需调试后再使用。 （3）注意安全。为了保证安全，严禁在设备带电情况下测量其绝缘电阻。对具有电容的高压设备，在停电后，还必须进行充分的放电，然后才可测量。用兆欧表测量过的设备，必须及时加以放电。 （4）接线的方法。一般测量时，将被测电阻接在端钮“线”（L）和“地”（E）之间即可。 端钮“屏”（G）是用来屏蔽表面电流的。例如，在测量电缆的绝缘电阻时，要测量的是电缆线芯和外皮之间的绝缘电阻，即电缆内体积电流Iv经
9、的电阻。但是，由于绝缘材料表面漏电流Is的存在，会使测量结果不准确。特别是在绝缘表面不干净以及湿度很大的场合，可能使测量结果受到严重歪曲。为了排除表面电流的影响，在绝缘表面加一个金属的保护环，然后用导线将保护环和兆欧表的端钮“屏”相连，如图14-2所示。这样表面电流Is将不在通过兆欧表的测量机构，而直接和发电机构成回路，从而消除了它的影响。 此外，兆欧表的“线”和“地”端钮都要通过绝缘良好的导线和被测设备相连。如果导线绝缘不好，或者用双股线来连接时，都会影响测量结果。 （5）、手摇发电机的操作在测量开始时，手柄的摇动应该慢些，以防止在被测绝缘损坏或有短路现象时，损坏兆欧表。在测量时，手柄的转速
10、应尽量接近发电机的额定转速（约120r/min）。如果转速太慢，则发电机的电压过低，兆欧表的转距很小。这时，由于动圈导丝或多或少存在的残余力距和可动部分的摩擦，将给测量结果带来额外的误差。四、万用表万用表又叫万能表，是一种多用途的电表。一般万用表可以用来测量直流电源、直流电压、交流电压、电阻和音频电平等量，并具有多种量程。有的万用表还可以测量交流电流、电容、电感以及用晶体管的简易测试等。由于万用表具有用途广、量程多和使用方便等许优点，所以得到了广泛的使用。（一） 万用表的结构概述万用表由一个测量机构（又称表头）和不同和测量线路组合而成，利用转换开关对测量线路的切换，便可实现对多种电量的不同量程
11、的测量。因此，各种形式的万用表，都由表头、测量线路和转换开关这三个基本部分组成。1、表头万用表的表头，通常采用高灵敏度的磁电系测量机构，其满刻度偏转电流约为几微安。满偏电流俞小，表头灵敏度就愈高，测量电压时的内阻也就愈大。表头本身的准确度一般都在0.5级以上,构成的万用表准确度一般可达4级以上.万用表表头的刻度盘上,备有对应于不同测量对象的多条标尺，有的万用表的刻度盘上还装有反射镜，以减少读数误差。2、测量线路测量线路是万用表用来实现多种电量、多种量程的主要环节。它实质上是由多量程直流电流表、多量程直流电压表、多量程整流系电压表以及多量程欧姆表等几种线路组合而成。构成测量线路的主要元件是电阻元
12、件，包括线绕电阻、碳膜电阻、电位器等。此外，为了使磁电系测量机构能够测量交流电压，在其测量线路中还设有整流元件。这些元件组成了不同的测量线路后，可以把各种不同的被测电阻转换成磁电系表头所能接受的微小直流电流，从而达到一表多用的目的。3、转换开关转换开关由许多固定触头和可动触头组成。通常把可动触头叫做刀，固定触头叫做掷。转动转换开关的旋钮时，其可动触头（刀）跟着转动，在不同的挡位上和相应的固定触头（掷）相接触，从而使对应的测量线路接通。在使用万用表时，由于需要切换的线路较多，所以一般都采用多刀多掷转换开关。万用表的面板上装有指针、标度盘、转换开关的旋钮。此外，还有指针的机械零位调节器以及欧姆调节
13、旋钮和接线柱等。(二)万用表的使用使用万用表时，必须注意以下几点：1、 接线要正确万用表面板上的插孔（或接线桩）都有极性标记，用来测直流时，要注意正、负极性；在万用表的欧姆档去判别二极管的极性时，应记住其“+”插孔是接自内附电池的负极。测电流时，仪表和电路串联；测电压时，仪表和电路关联。2、测量档位要正确测量档位包括测量对象的选择及量程的选择，测量前应根据测量的对象及其大小的粗略估计，选择相应的档位。有的万用表采用两个转换开关，一个用来转换测量对象，一个用来切换量程。由于万用表的测量对象多、量程多，所以在使用时一定要注意调准测量档位，否则可能使仪表受到严重损伤。为了使测量结果更加准确，量程的选
14、择应使读数要标尺的一定刻度范围之内。此外,在用欧姆档测试晶体管参数时,通常应选R100A或R1k档。否则将因测试电流过大（用R1档时），或电压太高（用R10k档时）而可能使被测试晶体管损坏。万用表在使用完毕后,应把转换开关旋至交流电压的最高档,这样可以防止在下次测量时由于粗心而发生的事故.3、使用之前要调零为了得到准确的测量结果，在使用万用表之前应注意其指针应指零。在测量电阻之前，还能应进行欧姆调零，并应注意欧姆调零的时间要短，以减小电池的消耗。如果用调零旋钮已无发使指针达到欧姆零位，则说明电池的电压已经石太低，需要更换。4、严禁在被测电阻带电的情况下，进行电阻的测量若在被测电阻琏电的情况下测
15、量电阻，由于被测电阻上电压串入，不仅会严重歪曲测量结果，甚至烧坏表头。此外，电流和电压量程的切换，严禁在带电的情况下进行，以免使转换开关烧坏。五、百分表百分表是利用齿条齿轮传动机构将线位移变为角位移的精密量具。水电厂除在安装机组时用来测量工件的线值尺寸、形状及位置误差外，还用来测量机组的摆度。在使用和维护百分表时应注意以下各项：（1） 使用将应将百分表量面、测杆擦净。（2） 使用或鉴定前，至少应将测头压缩至指针转过1/4圈。（3） 测机组摆度时，百分表不能接地，以防止轴电流损坏机组的轴承。（4） 百分表除维修及调整时，不准白拆卸。六、红外线测温仪红外线测温仪是一种便携式、较为先进的测温仪器。这是利用光学原理，由红外线探头和电子信号处理电路组成。所有物体的温度超过绝对零度时都能辐射红外能,这种能量以光速向四面八方传播.当红外线测温仪对准目标时,它的透镜能把能量聚集在红外线测温仪的探测器上，探测器产生一个相应的电压信号，这个电压信号与所接收的能量成正比,也就是和目标物体的温度成正比。测温仪采用微处理器，能过对探测器输出采样和处理，可以显示温度和有关计算机值,如测温时的现实温度的最大值(MAX)、最小值(MIN)、平均值（AVG）和差值（DIF）。某些物体除发射红外能量外，还反射红外能量。发光的或经抛光处理的
