电工电子仪器仪表使用

模块名称电工电子仪器仪表使用（I）（含基本电工仪表使用）模块级别中级（四级），初级（五级）模块代码WD-05-C2-2，WD-05-C2-3WD-04-B1-1，WD-04-B1-2WD-04-C1-2，WD-04-C1-3模块简介各种常用电工电子仪器仪表的使用方法模块目标掌握摇表的工作原理和正确使用方法；掌握小型变压器、三相交流异步电动机的同名段判别方法；掌握单臂电桥、双臂电桥的工作原理及使用方法；了解电流互感器及电压互感器的工作原理及应用方法；掌握钳形表的工作原理及使用方法；掌握信号发生器、示波器的使用方法实训内容1、教师准备各种测量仪器仪表的操作相关知识及操作方法，编写成操作说明并将其分发给培训对象，对其中的关键点、重点、难点进行讲解，示范操作2、利用摇表测量变压器、电动机、电气设备的绝缘性能3、小型变压器、三相交流异步电动机的同名端判别意义、方法天津工程师范学院工程实训中心维修电工实训指导14、单臂电桥，双臂电桥的工作原理及使用方法5、电流互感器、电压互感器的工作原理及应用方法、应用注意事项6、钳形表的工作原理及使用方法7、信号发生器、示波器的使用方法评价标准1、是否能够选用正确的摇表进行电气绝缘性能测量2、是否能够正确进行小型变压器的同名端判别，是否能够正确进行三相交流异步电动机的绕组、同名端判别3、是否能够选择合适的电桥对电阻进行精确测量4、是否了解电流互感器、电压互感器的工作原理及应用方法、注意事项5、是否能够正确使用钳形表测量电气线路中的电流6、是否能够正确操作示波器进行周期信号的测量7、测试完毕，仪器仪表是否能够按照规定复原8、数据处理是否正确，测量结果是否准确评价方法1、培训对象根据操作说明，选择摇表测量电气设备绝缘性能，教师观察其操作过程并评分（占本周平时成绩10%）2、培训对象随机选择变压器或三相交流异步电动机，进行同名端判别，教师观察其操作过程并评分（占本周平时成绩10%）3、培训对象选择合适的电桥对电阻进行精确测量，教师观察其操作过程并评分（占本周平时成绩5%）天津工程师范学院工程实训中心维修电工实训指导24、培训对象口述电流互感器、电压互感器工作原理及应用方法、注意事项，教师根据其回答得是否正确评分（占本周平时成绩5%）5、培训对象使用钳形表进行电流测量，教师观察其操作过程并评分（占本周平时成绩5%）6、培训对象操作示波器，对周期信号的幅值、周期、频率等参数进行测量，教师观察其操作过程并评分（占本周平时成绩的15%）7、本评价方法仅作为参考，实际训练过程中，教师可以进行科学、合理调整课题一摇表、钳形表的原理及使用摇表摇表亦称兆欧表，是专门用来检测电气设备、供电线路绝缘电阻的电工仪表。由于绝缘电阻的阻值比较大，测量时需要提供很高的直流电压。因此，仪表内装有手摇式直流发电机，并配有比率型磁电式测量机构以及测量电路。SNFR2R1R3LGERxI1I2.天津工程师范学院工程实训中心维修电工实训指导3根据发电机输出的额定电压的不同，摇表分为500V、1000V、2500V、5000V几种规格。摇表的使用（1）正确选择摇表一是其额定电压一定要与被测电气设备或线路的工作电压相适应，见表1所示；二是兆欧表的测量范围也应与被测绝缘电阻的范围相符合，以免引起大的读数误差。（2）摇表的正确接线摇表有三个接线端钮，分别标有L（线路）、E（接地）、G（屏蔽），使用时应按测量对象的不同来选用。当测量电力设备对地的绝缘电阻时，应将L接到被测设备上，E可靠接地即可。但当测量表面不干净或潮湿的电缆的绝缘电阻时，为了准确测量其绝缘材料内部的绝缘电阻（体积电阻），就必须使用G端钮（屏蔽G的作用是屏蔽表面漏电电流）。（见下图）（3）使用摇表前的检查使用摇表前要先检查其是否完好。检查步骤是：在摇表未接通被测电阻之前，摇动手柄使发电机达到120r/min的额定转速，观察指针是否指在标度尺的“∞”位置；再将端钮L和E短接，缓慢摇动手柄，观察指针是否指在标度尺的“0”位置，如果指针不能指在相应的位置，说明摇表有故障，必须检修后才能使电缆线芯L保护环G电缆外皮E天津工程师范学院工程实训中心维修电工实训指导4用。使用摇表的注意事项如下：①测量绝缘电阻必须在被测设备和线路停电的状态下进行。对含有大电容的设备，测量前应先进行放电，测量后也应及时放电，放电时间不得小于2min,以保证人身安全。②摇表与被测设备间的连接导线不能用双股绝缘线或绞线，应用单股线分开单独连接，以避免线间电阻引起的误差。③摇动手柄时应由慢渐快至额定转速120r/min，在此过程中，若发现指针指零，说明被测绝缘物发生短路，应立即停止摇动手柄，避免表内线圈因发热而损坏。④测量具有大电容设备的绝缘电阻，读数后不能立即停止摇动摇表，以防止已充电的设备放电而损坏摇表；应在读数后一边降低手柄转速，一边拆去接地线；在摇表停止转动和被测物充分放电之前，不能用手触及被测设备的导电部分。⑤测量设备的绝缘电阻时，应记下测量时的温度、湿度、被测设备的状况等，以便于分析测量结果。钳形表钳形表是一种用于测量正在运行的电气线路的电流大小的仪表，可在不断电的情况下测量电流。由一只开合式电流互感器、钳形扳手和一只整流式磁电系表头组成。钳形表的使用（1）根据预估的被测电流，选择适当规格的钳形表。天津工程师范学院工程实训中心维修电工实训指导5（2）测量前要机械调零。（3）选择合适的量程，先选大，后选小量程或看铭牌值估算。（4）测量时要注意与带电部位的安全距离，以防触电。（5）测量时，应使被测导线处在钳口的中央且与钳口所在平面垂直，并使钳口闭合紧密，以减少误差。（6）当使用最小量程测量，其读数还不明显时，可将被测导线绕几匝，匝数要以钳口中央的匝数为准，则读数＝指示值×量程/满偏×匝数（7）转换量程时，应先将钳口打开，再转换量程，以防损坏仪表。（8）测量完毕，要将转换开关放在最大量程处。以免下次使用时因疏忽量限的选择而损坏仪表。注：钳形表在使用时，钳口的结合面要保持良好的接触，如有杂声，应将钳口重新开合一次；若杂声依然存在，应检查钳口处有无污垢存在，如有可用汽油擦干净课题二变压器，三相交流异步电动机同名端的判别一、同名端的定义：同一磁路上的两个绕组，由于磁路中磁通量的变化而分别产生感应电动势。感应电动势极性相同的两个端子称为同名端，用*号加以标注。二、判别同名端的意义：（1）多台电力变压器并联运行时，其联结组标号必须相同，需要判别同名端。天津工程师范学院工程实训中心维修电工实训指导6（2）在可控整流或逆变电路中，为了保证触发脉冲的同步，要知道变压器原、副边电压相位关系，需要判别同名端。（3）为了保证三相交流异步电动机的正常运行，其定子绕组的连接要在弄清同名端的基础上进行。需要判别同名端。三、判别同名端的方法：（1）直流测定法：先假定一个绕组的两端分别为A、X。接入开关K和直流电源(3V)，电源正极接A。另一个绕组接直流电压表。合上开关K的瞬间，观察直流电压表指针的摆动。如指针向正向摆动，则电压表正极所接的一端与A为同名端，记为a。反之，则为异名端，记为x。（2）交流测定法：先假定两个绕组的始、末端分别为A、a；X、x。用导线将X和x短接，在A与X之间施加一个较低的交流电压（36V-220V），用交流电压表分别测量A与X、a与x、A与a之间的电压UAX、Uax、UAa.。如果UAa=UAX—Uax，则A与a为同名端。如果UAa=UAX+Uax，则A与a为异名端。（3）剩磁测定法：此法用于判别三相异步电动机的同名端。先判别出每个绕组的两端，再假定三个绕组的始端分别为D1、D2、D3，末端分别为D4、D5、D6。其中D1与D4、D2与D5、D3与D6为同一绕组的两端。天津工程师范学院工程实训中心维修电工实训指导7将D1、D2、D3连成一点，D4、D5、D6连成另一点，接入直流电流表。转动电动机转子，观察电流表指针状态。如指针不动，则连成一点的三个端子为同名端。如指针摆动，须对调一个绕组的两端后，再按上述方法判别。如指针仍摆动，应将该绕组的两端恢复，对调另一绕组的两端，再测。直至判明同名端。课题三电桥的工作原理及使用方法电桥是依据电路理论，采用比较法，对电路元件的参数进行高准确度测量的仪器。因其测量电路为桥式电路，故得名。电桥的类别：依据电桥电路的结构以及配置的电源类型的不同，电桥的类别有：直流单臂电桥、直流双臂电桥、交流电桥以及采用了数字电子技术的数字电桥。电桥的工作原理：（1）直流单臂电桥亦称惠斯顿电桥，用于测量大阻值电阻。测量电路如附图所示：根据电桥平衡条件（Va=Vb；Is=0），得Rx=Rn*R1/R2。由于Rn、R1、R2选用了高精度电阻器，因此测量的电阻值准确度很高。（2）直流双臂电桥亦称开尔文电桥，用于测量小阻值电阻。测量电路如附图所示：被测电阻采用四端法接入，以消除引线电阻和接触电阻的影响。根据电桥平衡条件（Va=Vb；Is=0），得天津工程师范学院工程实训中心维修电工实训指导8Rx=Rn*R1/R2+K(R1’/R1—R2’/R2)。令R1’/R1=R2’/R2，得Rx=Rn*R1/R2。（3）交流电桥交流电桥的电路结构和工作原理与直流单臂电桥相似。四个桥臂由阻抗元件（Zx、Zn、Z1、Z2）组成，电源为交流电源，检流计为交流电流表。电桥平衡时，Uac=Uad；Ucb=Udb；I1=I2；Ix=In；由此得Zx=Zn*Z1/Z2。测量电容时，采用维恩电桥。如附图所示：Cx=Cn*Rb/RaRx=Rn*Ra/Rb测量电感时，采用麦克斯韦电桥。如附图所示：Lx=Ra*Rb*CnRx=Ra*Rb/Rn测量电阻时，采用惠斯顿电桥。因此，交流电桥也称RLC测试仪，或万能电桥。实训项目1、QJ23型直流单臂电桥的使用天津工程师范学院工程实训中心维修电工实训指导9BG+B-4.5V-X0.001X0.01X0.1X1X10X100X1000G内接外接-RxΩ9X1Ω9X10Ω9X100Ω9X1000电路图使用说明：（1）将指零仪的连接片由“内接”换到“外接”，调节指针至零。（2）估计被测电阻近似值，然后根据表1将量程变换器转动到适当倍率。（3）按B与G按钮，同时调节测量盘示值，使指零仪指针和零线重合，此时电桥达到平衡。Rx=(量程倍率读数)*(桥标度盘示值)Ω（4）在测量10KΩ以上的电阻时，可外接高灵敏度指零仪，电源电压应相应提高，但不得超过表1所示数值。（5）用内附指零仪的灵敏度见表2。表1量程倍率有效量程分辨力准确度等级电源(V)X0.0010~9.999Ω0.0012天津工程师范学院工程实训中心维修电工实训指导10Ω4.5X0.010~99.99Ω0.01Ω0.2X0.10~999.9Ω0.1ΩX10~9.999KΩ1ΩX100~99.99KΩ10Ω0.56X1000~999.9KΩ100Ω15X10000~9.999MΩ1KΩ221**表2倍率R量程a*X0.0011~9.999Ω2X0.0110~99.99Ω0.2X0.1100~999.9ΩX11000~9999ΩX1010~99.99KΩ1X100100~499.9KΩ2500~999.9KΩ5X10001~9.999MΩ10*各量程测量段使用内附指零仪的灵敏度不低于1格/(a%xR)**测量5~9.999MΩ时电源电压最高为36V2、QJ42（QJ44）型携带式直流双臂电桥的使用天津工程师范学院工程实训中心维修电工实训指导11RxC1C2P1P2AB4.40.1181.1836181.18364.42504.418.183618.18364.4C2P1C1P2B11G11B12B13G12G-G短路B外B内1.5V-+X1X10ˉ1X10ˉ2X10ˉ3X10ˉ4B外-+-RNΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩ电源选择使用说明（1）在仪器背面电池盒中装上3~5节1号干电池，或在外接电源接线柱“B外”上接入1.5V容量大于10Ah的直流电源。并将“电源选择”开关拨向相应的位置。（2）将指零仪指针调到“0”位。（3）将被测电阻Rx按右图所示的四端钮接