图解常见电工仪表使用.docx
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图解常见电工仪表使用
项目二、掌握常用电工仪表的使用方法和技巧
【项目描述】常用的电工仪表有万用表、钳形表、兆欧表等，它们是电工必备的“利器”。
利用这些电工仪表，可以轻松地测出各电压、电流、电阻、绝缘性能等参数。
通过对这些参数的分析，可以判定电气设备是否正常，并可判断故障的类型和部分（如果异常）。
掌握了电工仪表的使用，可以为从事低压电气设备安装、维护、维修打好坚实的基础。
【项目实施过程】
任务一、掌握万用表的使用方法和技巧
一、任务引导>>>>>>
万用表价格低廉，携带和使用方便，功能很多（所以叫万用表），是应用最广泛的电工仪表。
万用表可分指针式和数字式两类。
指针式（为磁电式）万用表是通过指针在刻度尺上所指示的位置（即刻度线）和所选的量程来读数的。
常见的指针式万用表有MF47型和500型，其中MF47型最为典型。
数字式万用表能通过我们选择的量程和液晶屏显示的数字、标点来读数，比指针式万用表读数更准确、直观、方便。
二、任务目标>>>>>>
1）掌握MF47型指针式万用表测电阻的方法
2）掌握MF47型指针式万用表测交、直流电压的方法
3）掌握数字万用表测电阻的方法
4）掌握MF47数字万用表测交、直流电压的方法
三、技能建构>>>>>>
技能建构点1、指针式万用表的使用
1.认识MF47型万用表
（1）MF47型万用表的实物图
MF47型万用表的实物图如图2-1所示。
图2-1MF47型万用表的实物图（续）
（2）MF47型万用表面板主要部件说明
图2-1中主要部件的名称和功能详见表2-1。
表2-1MF47型万用表面板上主要部件的名称和功能
编号
名称
功能
1
刻度盘
通过指针指在刻度盘上指示的位置并结合量程读出被测量的数据
2
挡位选择旋钮
选择测量功能（如测量电阻或测量电压、电流等）和量程
3、5
红表笔
红表笔应插入“+”插孔（注：
有的万用表为“VΩ”孔），黑表笔应插入“−”插孔（即“COM”孔）。
被测信号（电阻、电压、电流等）通过两表笔输入万用表，经过处理后再进行显示
4、6
黑表笔
7
电阻挡调零旋钮
用于测量电阻时进行调零，简称电调零（详见1.1.2节）
8
高电压测量插孔
测量高电压时要将红表笔插入该孔（2500V插孔），黑表笔插入“COM”孔，一般不用
9
大电流测量插孔
测量5A以下的较大电流时，需将红表笔插入该孔（5A插孔），黑表笔仍插入“COM”孔
10
三极管β值测量孔
可以测量NPN、PNP三极管的直流放大倍数（β值）
11
机械调零旋钮
在没有进行任何测量时，指针应停在刻度线的最左边（即电阻挡的∞处）。
如果没有停在此处，则可用一字螺丝刀调节（顺时针或逆时针转动）该旋钮，使指针停在此处
12
保险管安装位置
当挡位选择旋钮选择错误时，保险管会烧断，使内部电路得到保护
13
9V干电池
万用表打到电阻挡的R×10k挡时，由该电池供电
14
1.5V干电池
万用表打到电阻挡的R×1、R×10、R×100、R×1k挡时，由该电池供电
3．指针式万用表的基本工作原理
万用表的基本工作原理是利用一只灵敏的磁电式直流电流表（微安表）做表头。
当微小电流通过表头时，就会有电流指示。
但表头不能通过大电流，所以必须在表头上并联和串联一些电阻进行分流或降压，从而测出电路中的电流、电压和电阻，详见表2-2。
表2-2指针式万用表的原理
类别
示意图
说明
测电阻的
原理
在表头上联适当的电阻，同时串接一节电池，测量电阻时有电流I通过回路
待测电阻值不同，回路中产生的电流和指针的偏转角也不同。
根据电流（偏转角）的大小，就可测量出电阻值。
改变分流电阻的阻值，就能改变测量电阻的量程
虚框内为万用表的内部，下同
特别注意：
打到电阻挡时，黑、红表笔之间可输出直流电压，黑表笔为直流电压的正极，这对检测晶体管非常重要
测直流电流的原理
在表头上并联一个适当的电阻（叫分流电阻）进行分流，就可以扩展电流量程。
改变分流电阻的阻值，就能改变待测电流的测量范围
测直流电压的原理
在表头上串联一个适当的电阻行降压，就可以扩展电压量程。
改变该电阻的阻值，就能改变待测电压的测量范围
测交流电压的原理
因为表头是直流电表，所以测量交流时，需加装一个并串式半波整流器，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。
扩展交流电压量程的方法与直流电压量程相似
4．MF47型指针式万用表的使用方法
（1）指针式万用表测量电阻的阻值
使用指针式万用表测电阻阻值的方法，如图2-2所示。
图2-2指针式万用表测电阻阻值的方法
（2）指针式万用表测交流电压
使用指针式万用表测量交流电压的方法，如图2-3所示
图2-3指针式万用表测交流电压的方法
（3）指针式万用表测量直流电压
①将选择开关打到直流电压挡，即“DCV”范围某一挡，共有8个量程（从0.25V～1000V），如图2-4所示。
图2-4指针式万用表选择开关打到直流电压挡
②选量程：
方法与测交流电压一样，即量程要比待测电压大，但也不要大得太多。
③测量：
红表笔接电源的正极或高电位，黑表笔接电源的负极或低电位。
如果接反了，指针会向左偏，有可能损坏仪表。
④读数：
方法与测交流电压一样。
即所选的量程是多少伏，则满刻度就是多少伏。
再根据指针所指的刻线读出示数。
（4）指针式万用表测量直流电流
1）指针式万用表测直流电流的操作方法
（1）万用表选择开关打到直流电流挡，即图2-4中的“DCmA”范围的各量程（有0.05～500mA共5个量程）。
使用5A量程时，红笔插在“5A”插孔，选择开关置于500mA档位。
（2）测量时要将仪表串入电路，并要使电流从红表笔流进去，而从黑表笔流出。
否则，指针会反转，可能损坏仪表。
（3）读数：
方法与测交、直流电压的读数方法一样，即所选的量程是多少mA，则满刻度就是多少mA，再根据指针所指的刻线读出示数。
技能建构点2、数字式万用表的认识和使用
一、任务引导
二、任务目标
1）掌握数字万用表测电阻的方法
2）掌握MF47数字万用表测交、直流电压的方法
三、技能建构
2.1.2.1认识数字万用表
1．现以普通的DT9205型数字万用表为例进行介绍（其他类型与此基本相同）。
数字式万用表实物图及面板关键部件如图2-5所示。
图2-5数字式万用表实物图及面板关键部件
数字式万用表的功能比指针式万用表多了二极管挡和电容挡。
另外，要注意：
和指针式万用表相反，数字式万用表的选择旋钮打到电阻挡或二极管挡时，红表笔是和表内电池的正极相连的，也就是说红、黑表笔之间可输出直流电压，红表笔为直流电的正极。
技能建构点2、数字式万用表的使用方法
1．数字万用表测电阻
测电阻的方法与指针式万用表基本相同，不同之处有：
①选的量程的单位是什么，读出的示数的单位就是什么。
②如果示数为1，说明量程选小了，需改为大量程。
某电阻的检测过程如图2-6所示。
图2-6数字式万用表测电阻
2．数字万用测交流电压
选择开关打到交流电压“V～”挡，如图2-7所示。
测量方法与指针式万用表相同，如果量程选“200m”，则读出的数据单位为mV（毫伏），若选“2～750”之间的量程，则读出的数据单位为V（伏）。
图2-7数字式万用表测交流电压时供选的量程
3．数字万用表测直流电压
以检测某9V电池的电压是否正常为例进行介绍，如图2-8所示。
图2-8数字式万用表测直流电压
4．数字万用表测直流电流
与指针万用表不同之处如下：
①测量时可不分极性，如果示数前有个负号，说明红表笔接的是低电位。
②如果被测电流小于200mA，可选“200m、20m或2m”量程，红表笔应插入“mA”孔，如图2-9（a）所示。
③如果待测电压大于200mA，则需选“20A”量程，红表笔应插入“20A”插孔，如图2-9（b）所示。
图2-9数字式万用表测直流电流
同样需注意：
读出的数值的单位与量程的单位相同。
5．数字万用表测交流电流
用数字式万用表测量交流电流的方法和测直流电流的方法基本相同。
6．数字万用表二极管挡的使用方法
数字式万用表电阻挡所提供的测试电流较小，测二极管正向电阻时要比用指针式万用表电阻挡的测量值高出几倍，甚至几十倍，所以不宜用电阻挡检测二极管和三极管的PN结。
为了方便地测PN结的好坏，数字式万用表设置了二极管挡。
该挡是通过测PN结的正向压降来鉴别PN结的好坏的。
其使用方法如图2-10所示。
图2-10数字式万用表二极管挡的使用方法
7．数字万用表测电容器的容量
数字式万用表的电容挡有200μF、2μF、200nF、20nF、2nF五个量程。
现以对标称值为33μF的电容器的测量为例进行介绍，如图2-11所示。
图2-11数字式万用表测电容器的容量
注：
有的数字式万用表没有设置电容器的插孔，而是在选择电容挡的量程后，将表笔插入测量孔，用两表笔接触电容器的两端，再读数。
UT58A型数字式万用表的表笔插孔如图2-12所示。
图2-12UT58A数字式万用表的表笔插孔
插孔的用法：
（1）测交/直流电压、电阻、二极管时，红表笔插入“
”插孔，黑表笔插入“
”插孔。
（2）测直流电流时，红表笔插入“
”，黑表笔插入“
”插孔。
（3）测小于20A的交、直流电流时，红表笔插入“
”，黑表笔插入“
”。
（4）测电容时，将黑表笔插入“
”，红表笔插入“
”。
选择电容挡的量程后可用表笔接触电容器的两端（注意，若测电解电容器，红表笔应接电容器的正极，以免误差大），读出电容值。
也可以在这两个孔插入配套插座后，再将电容器两脚插入插座的孔内，再读数，如图2-13所示。
图2-13数字式万用表测电容器的电容
四、任务实训>>>>>>
1.分别练习用MF47型万用表和数字万用表测电阻（如测导线的电阻值、色环电阻的阻值、电气设备的导电部分与金属外壳之间的绝缘电阻值等），并通过阻值判断被测物在是否有异常。
2.分别练习用MF47型万用表和数字万用表测交流电压（如测多用电源输出的低压交流电压，然后测量交流市电的电压值）。
3.分别练习用MF47型万用表和数字万用表测直流电压（如测多用电源输出的低压直流电压，或干电池的电压）。
任务二、掌握钳形电流表的使用方法和技巧
一、任务引导>>>>>>
钳形电流表简称钳形表。
用普通电流表测量电路中的电流需要将被测电路断开，串入电流表后才能完成电流的测量工作，这在测量较大电流时非常不便。
而钳形表可以直接用钳口夹住被测导线进行测量，这使得电工测量过程变得简便、快捷，从而得到广泛应用。
尽管钳形表有多个种类，但工作原理和使用方法基本相同。
我们应着重掌握使用方法，以及用钳形表来帮助我们分析和解决实践中遇到的问题。
二、任务目标>>>>>>
1）掌握数字式钳形表测电流、电压、电阻、通断的方法
2）掌指针式钳形表测电流的方法
三、技能建构>>>>>>
技能建构点一、认识常见钳形表
1.钳形表的工作原理
钳形电流表是在万用表的基础上，添加电流传感器后组合而成的，故一般钳形表都具有万用表的基本功能，除了电流测量范围及电表接入方式不同外，其他与万用表基本相同。
钳形电流表的电流传感器的工作原理有互感式、电磁式、霍尔式三种。
常见的钳形电流表多为互感式，下面简要介绍其工作原理。
互感式钳形电流表是利用电磁感应原理来测量电流的，如图2-14所示。
图2-14互感式钳形表的工作原理图
电流互感器的铁心呈钳口形，当紧握钳形电流表的把手时，其铁心张开，将被测电流的导线放入钳口中。
松开把手后铁心闭合，通有被测电流的导线就成为电流互感器的原边，于是在副边就会产生感应电流，并送入整流式电流表进行测量。
电流表的刻度是按原边电流进行标度的，所以仪表的读数就是被测导线中的电流值。
互感式钳形电流表只能测交流电流。
2．钳形表的分类和特点
根据原理、用途、外形特点等钳形表有多种不同类型，钳形表的分类及特点见表2-3。
表2-3钳形表的分类及特点
分类方式
类型
图例
特点
显示方式
指针式
测量结果通过指针方式指示，结构简单；指针能直观反映示数的变化；电流测量是无源的，即不用电池也可测量。
但不能承受剧烈撞击、读数不直观
数字式
测量结果通过数字方式指示，读数直观、准确，功能多，能承受一定的撞击而不损坏
电流传感器
原理
互感式
该类型钳形电流表是由电流互感器和电流表组合而成的，用测量钳口只能测量交流电流，且一般准确度不高，通常为2.5～5级
霍尔式
该类型钳形电流表用霍尔传感器作为电流传感器，霍尔效应较敏感，能够用测量钳口测量直流和交流电流，与电流互感器式电流钳口没有区别，区别在于测量精度及测量电流种类上不同
电磁式
该类型的钳形表，其测试仪表中心的磁通直接驱动用于读数的铁片游标，用于直流或交流电流的测量，并给出了一个真正的非正弦交流波形的有效值
电流测量
范围
大电流
钳形表对非常大的电流比较容易测量，故一般钳形表的电流测量范围在几十安到几百安甚至几千安，而对较小毫安级电流则测量不出来
电流测量
范围
微电流
采用特殊钳口设计，既能测量微小电流，又能测量大电流，同时可以测量电路漏电所产生的泄漏电流
适用电压
范围
低压
一般仪表只能用在低压范围才能保证操作人员的安全，不能用在高压测量中，否则对仪表及操作人员都会产生安全事故
高压
由于采用了特殊操作规范，专门用于电力高压电网的电流测量，并能保证操作人员的安全
钳口形式
闭口式
电流钳口虽然在测量过程中可以张开和闭合，但在测量计数时，钳口必须闭合才能准确读数
开口式
电流钳口是张开的，不需要钳口张开扳机，测量时只要将被测导线卡入钳口，测量更便捷
3．常用钳形表结构、面板及说明
（1）MG28A型指针式钳形表结构及面板
MG28A型指针式钳形表的钳口可根据实际需要安装和分离，其面板结构如图2-15所示，各部分功能见表2-4。
图2-15MG28A型指针式钳形表面板结构
表2-4MG28A型指针式钳形表面板功能说明
结构部位
功能说明
钳口
测量交流大电流的一种传感器，通过电磁原理将穿过其中的导线中的电流转换为万用表头能测量的电流。
待测导体必须垂直穿过钳口中心
钳口扳机
按压扳机，使钳口顶部张开方便导体穿过钳口，松开扳机钳口闭合后才能读数测量
钳口锁紧旋钮
在用做一般万用表使用时，用此旋钮分离钳口与表头
钳口锁紧螺丝
配合钳口锁紧旋钮，锁紧钳口与表头
钳口输出端
钳口转换后的电流由此端口进入表头进行测量
表盘
显示各种测量结果
机械调零旋钮
当不进行测量时，指针不在左边零刻度时，可用此旋钮将指针调到左边零刻度处
欧姆挡调零旋钮
使用电阻挡时，每次换挡都要用此旋钮进行电阻调零
挡位/量程开关
用于进行功能与挡位转换
表笔插孔
除了测量交流大电流，其他挡位都用与此孔相连的表笔进行测量
（2）DM6266型数字钳形表结构及面板
DM6266型数字钳形表是一款应用很普遍的钳形表，有很多厂家都生产这款钳形表，型号后缀数字都是“6266”，结构与使用方法完全相同。
其面板结构如图2-16所示，各部分功能见表2-5。
图2-16DM6266型数字钳形表面板结构
表2-5DM6266型数字钳形表面板功能说明
图2-17中标号
部件名称
功能说明
①
钳口
测量交流大电流的一种传感器，通过电磁原理将穿过其中的导线中的电流转换为万用表头能测量的电流。
待测导体必须垂直穿过钳口中心
②
保持开关
测试完成后，按下保持开关（HOLD）可使显示屏读数处在锁定状态，测试读数还能保持，方便读数
③
钳口扳机
按压扳机，使钳口顶部张开方便导体穿过钳口，松开扳机，钳口闭合后才能读出数据
④
挡位/量程开关
用于进行功能与挡位转换
⑤
LCD显示屏
测试结果显示
⑥
电阻/电压输入端口
测量电阻、电压时，红表笔接该端口，黑表笔接“COM”端口
⑦
公共接地端
测试公共接地端口
⑧
绝缘测试附件接口端
本表通过附加DT261高阻附件可进行绝缘电阻测试，插接附件时用到此端口
⑨
手提带
方便携带的提带
技能建构点2、DM6266型数字钳形表使用方法
钳形表有很多型号、种类和款式。
不同厂家、不同型号的钳形表，其外壳的形状和键钮的部位也是不同的，但很多基本的键钮标记、功能和使用方法都是相同的，一般只有个别的键钮是不同的。
深入了解一个典型的钳形表键钮标记和调整方法，对于其他钳形表的使用是很有用的。
这里以常用DM6266型数字钳形表为示例进行说明。
1．交流电流测量
（1）将挡位开关旋至“AC1000A”挡，如图2-17（a）所示。
图2-17交流电流测量
（2）保持开关（HOLD）处于松开状态。
（3）按下钳口开关，钳住被测电流的一根导线，如图2-18（b）所示。
（钳口夹持两根以上导线无效，如图2-7所示，而高灵敏度的霍尔式钳形表可用此方式夹两根以上导线，测量电路泄漏电流。
）
图2-18交流电流测量导线错误夹持
（4）读取数值，如果读数小于200A，挡位开关旋至“AC200A”挡，以提高准确度。
如果因环境条件限制，如在暗处无法直接读数，按下保持开关，拿到亮处读取，如图2-19所示。
图2-19读数保持功能运用
2．交、直流电压测量
（1）测量直流电压时，挡位开关旋至“DC1000V”挡，如图2-20（a）所示；测量交流电压时，挡位开关旋至“AC750V”挡，如图2-20（b）所示。
图2-20交、直流电压测量挡位位置
（2）保持开关处于松开状态。
（3）红表笔接“V/”端，黑表笔接“COM”端。
（4）红、黑表笔并联到被测电路，如图2-21所示。
图2-21红、黑表笔并联到被测电路
3．电阻测量
（1）将挡位开关旋至适当量程的电阻挡。
（2）保持开关处于放松状态。
（3）红表笔接“V/”端，黑表笔接“COM”端。
（4）红、黑表笔分别接被测电阻的两端，测在线电阻时，电路应切断电源，与电阻所连接的电容应完全放电，如图2-22所示。
图2-22电阻测量
4．通断测试
（1）将挡位开关旋至“200”挡，如图2-23所示。
图2-23通断测量挡位位置
（2）红、黑表笔分别接“V/”端和“COM”端。
（3）如果红、黑表笔间的电阻小于几十欧姆（关于该数值，有的仪表为50左右，有的为90左右，不同类型的仪表有差异）时，内置蜂鸣器发声。
5．高阻测量
（1）正常情况下，将挡位开关旋至“EXTERNALUNIT”20M或2000M挡，显示值是不稳定的，处于游离状态。
（2）将如图2-24所示的DT261测试附件三个插头对应插入钳形表的三个输入插孔。
图2-24DT261测试附件
（3）钳形表挡位开关、测试附件量程开关置于2000M位置。
（4）测试附件输入端接被测电阻。
（5）测试附件电源开关置于“ON”位置，按下“PUSH”键，指示出被测值，如果读数小于19M，钳形表挡位开关与测试附件的量程开关均选择20M，以提高准确度。
如果测试附件低电压指示灯亮，应更换电池（4节1.5V五号电池）。
技能建构点3、指针式钳形表的使用方法
下面以指针式钳形表为例进行介绍，如图2-25所示。
（1）测量前，检查钳形电流表铁心的橡胶绝缘是否完好，钳口应清洁、无锈，闭合后无明显的缝隙。
（2）估计被测电流的大小，选择合适量程，若无法估计，应从最大量程开始测量，逐步变换。
（3）改变量程时应将钳形电流表的钳口断开。
（4）为减小误差，测量时被测导线应尽量位于钳口的中央，并垂直于钳口。
（5）测量结束，应将量程开关置于最高挡位，以防下次使用时由于疏忽未选准量程进行测量而损坏仪表。
图2-25指针式钳形表测电流
四、任务实训>>>>>>
1.练习用数字钳形表测交流电流（例如，将用单相电机或其它电器从220V的电源插座接入电源，测该用工器的工作电流），说明使用的档位及测量值是多少，并判断该用电器是否工作正常。
2.练习用指针钳形表测交流电流（例如，将用单相电机或其它电器从220V的电源插座接入电源，测该用工器的工作电流），说明使用的档位及测量值是多少，并判断该用电器是否工作正常。
任务三、掌握兆欧表的使用方法和技巧
一、任务引导>>>>>>
在电动机、电器和供电线路中，绝缘性能的好坏对电力设备的正常运行和安全用电起着至关重要的作用。
表示绝缘性能的参数是电气设备本身绝缘电阻值的大小，绝缘电阻值越大，其绝缘性能越好，电力设备线路也就越安全。
前面所学万用表的欧姆挡，是在低电压条件下测量电阻值。
如果用万用表来测量电气设备的绝缘电阻，其阻值一般都是无穷大。
而电气设备实际的工作条件是几百伏或几千伏，在这种工况下，绝缘电阻不再是无穷大，可能会变得比较小。
因此测量电气设备的绝缘电阻要根据电气设备的额定电压等级来选择仪表。
兆欧表是一种专用于测量绝缘电阻的直读式仪表，又称绝缘电阻测试仪。
兆欧表是专用于测量电气设备绝缘性能的仪表，有手摇式和电子式两种，我们应知道其基本的测量原理，着重于掌握测量方法。
二、任务目标>>>>>>
1）掌握手摇式兆欧表测绝缘电阻的方法
2）掌握电子式兆欧表测绝缘电阻的方法
三、技能建构>>>>>>
技能建构点1、认识常用兆欧表
1.兆欧表的分类和特点
常见兆欧表的分类和特点详见表2-6。
表2-6常见兆欧表的分类和特点
类别
图示
特点
手摇式
兆欧表
手摇式兆欧表由高压手摇发电机及磁电式双动圈流比计组成，具有输出电压稳定、读数正确、噪声小、振动轻等特点，且装有防止测量电路泄漏电流的屏蔽装置和独立的接线柱
有测试500V、1000V、2000V等规格（注：
该电压规格是与被测电气设备的工作电压相匹配的，即1000V的兆欧表宜用来测量工作电压为1000V以下的电气设备）
电子式
兆欧表
（a）数字式（b）指针式
采用干电池供电，带有电量检测，有模拟指针式和数字式两种。
操作方便
输出功率大、带载能力强，抗干扰能力强
输出短路电流可直接测量，不需带载测量进行估算
2.兆欧表的工作原理和面板介绍
1）手摇式兆欧表的工作原理
手摇式兆欧表的工作原理图如图2-26所示，其工作原理如下：
图2-26手摇式兆欧表的工作原理图
（1）摇动直流发电机的手柄，发电机两端产生较高的直流电压，线圈1和线圈2同时通电。
（2）通过线圈1的电流Il与气隙磁场相互作用产生转动力矩M1；通过线圈2的电流I2也与气隙磁场相互作用产生反作用力矩M2，M1与M2方向相反。
由于气隙磁场是不均匀的，所以转动力矩M1不仅与线圈1的电流I1成正比，而且还与线圈1所处的位置（用指针偏转角表示）有关。
在测量Rx时，随Rx的改变，I1改变，而I2基本不变。
线圈2主要是用来产生反作用力矩的，这个力矩基本不变。
①当Rx→0时，I1最大，兆欧表的指针在转动力矩和反作用力矩的作用下偏转到最大位置，即“0”位置。
②当Rx→∞时，I1→0，指针在反作用力矩的作用下偏转到最小位置，即“∞”位
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