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1、常用測試儀器的使用方法,魯仁山,一.測試儀器簡介,1.測試儀器一般是指用於觀測某些量值的裝置.2.測試儀器在計量學上一般也稱做計量或測量設備.3.測試儀器的分類請參看本人製作的測試基礎知識.,二.電子電工儀器的使用方法,1.電子電工儀器在計量學中一般分為電磁類和無線電類,不包括其他計量分類,結構為電子線路的測試儀器.2.常用的電子電工儀器有:1)電壓表2)電流表/檢流計3)電阻表/電橋,二.電子電工儀器的使用方法,4)多用表(萬用表,繁用表)5)兆歐表/絕緣電阻測試儀6)耐壓試驗儀7)漏電流測試表(儀)8)電感表9)電容表10)LCR綜合測量儀,二.電子電工儀器的使用方法,11)線圈測量儀12
2、)示波器13)晶體管特性圖示儀14)信號發生器15)函數發生器16)高斯計等,二.電子電工儀器的使用方法,3.各種測試儀器儀表的用法1)電壓表電壓表又可稱作伏特表(計),根據表頭上標示的單位,又分為伏特表,毫伏表,微伏表.現在一般通稱為電壓表,常用的電壓表以指針式為主,但現在高精度的測量多以數字式為主.,二.電子電工儀器的使用方法,(1)指針式電壓表指針式電壓表根據GB1776將其準確度等級劃分為7級.0.11.0級常用做較高精度的測量1.55.0級常用做較低精度的測量指針電壓表一般根據其安裝使用方式分為水平安裝使用和垂直安裝使用兩種.,二.電子電工儀器的使用方法,根據其動作原理又可分為磁電式
3、,電磁式和電動式.一般在0.5級以上的電壓表(電流表也同)中,為獲得較為準確的測量結果,在刻度線下面,有消除視覺誤差的鏡面.使用方法:在使用電壓表時,首先要對電壓表的特點進行確認,確認是否符合測試要求.,二.電子電工儀器的使用方法,a.首先要確認量程(包括有效量程),準確度等級,安裝使用方式,抗電強度,電源極性等.一般指針式電壓表都有調零裝置,一般位於指針.的根部的正上方,試用前要確認指針是否在零位,沒有可以通過該裝置進行調整.對於磁電式儀表,一般多是用於直接測量直流的,如果用於測試交流,必須用整流式磁電式電壓表.通常所謂的板表均為垂直安裝使用,其他的要看儀表上的指示符號,“”表示是垂直安裝使
4、用,“”表示是水平安裝使用.,二.電子電工儀器的使用方法,在許多電壓表的刻度線離始端較近的某個示值下面,標有一個黑色圓點,這表示該電壓表的有效示值是從這個值開始的.在電表的指示符號中,有一個五角星,五角星里的數字(以千為單位)表示電表的抗電強度(耐壓),測量時,最高電壓不能超過該數字,否則會有安全危險,如五角星里沒有數字,則表示該電表無抗電強度要求,測量,二.電子電工儀器的使用方法,時,最高電壓不能超過量程上限的120%.b.對於有極性要求的直流電壓表,要注意電表的極性與電源的極性相一致,否則,會造成電表的反向偏轉,引起電表失準或損壞.量測和準確度的選擇請參照測試基礎知識,但測量電壓的最大值不
5、可超過量程上限的120%,且不可以長時間測量,以免損壞電表.對於多量程的電壓表,有可能每個量程的準確度不一樣,所以,要選擇適當的量程,保證能得到準確的測試結果.,二.電子電工儀器的使用方法,c.在讀取測試數值時,要等指針完全靜止後再讀,要做到指針與刻度線重合,對於有鏡面的電表,指針要與鏡中的影像重合,以保證讀數的準確.d.對於高精度的測量,電表一般採用四線接法,且導線要盡可能短,以免由於導線的壓降影鄉測量結果.一般電壓表的測試電壓(量程)不會超過600V,如超過600V,一般是高壓電表.這裡不做介紹.,二.電子電工儀器的使用方法,一般交流電壓表的頻率適應範圍是4763Hz.超過頻率的範圍,電壓
6、表的示值會發生很大的誤差.電壓表一般都會在電表上標示其內阻,通常內阻越高,獲得測量結果越是準確,但過高的內阻有時會造成電表獲得驅動電流太低,而無法測量,因此,內阻與電表的測量量程關係很大.通常是高電壓量程的內阻比低電壓量程的內阻要大.,二.電子電工儀器的使用方法,e.電壓表量程的擴展當你需要測試一個較高電壓,但現有的電壓表量程又不夠,這時,你可以採取如下的方法進行擴展.首先要確定你測試的電壓的大概範圍,是現在量程的多少倍.其次要確認現有電壓表的內阻是多少.第三,計算擴展量程所用的電阻值,根據分壓原理,在串聯電路中,電阻分得的電壓與其電阻成正比列關係.那麼,現在擴展後的總電阻的數值,二.電子電工
7、儀器的使用方法,與電壓表本身內租的數值之比等於擴展後的量程與電壓表原有量程之比.用公式表示:V2/V1=(R1+R2)/R1V1=電壓表現有量程上限V2=擴展後的量程上限R1=電壓表的內阻R2=擴展所需串聯的電阻,二.電子電工儀器的使用方法,根據上式,可以求得所需串聯的電阻值:R2=(V2-V1)*R1/V1擴展後的電壓表的誤差是電阻誤差和電表本身誤差的合成:T=TV2+TR2 T擴展後的誤差TV電表本身誤差TR電阻誤差擴展後的電壓表示值要乘以擴展的倍數.,二.電子電工儀器的使用方法,(2)數字式電壓表數字式電壓表是技術進步的標誌,它具有體積小,直觀,準確度高,操作簡便,過載能力強等特點,特別
8、是準確度比指針式電壓表提高了很多.數字式電壓表與指針式電壓表的工作原理完全不同,它自身必須要有獨立的驅動電壓,才能正常工作,而指針式電壓表的驅動電壓就是被測量電壓本身.,二.電子電工儀器的使用方法,數字電壓表的計量特性與指針式電壓表也很不一樣,具體表現在以下幾個方面:a.指針式電壓表一般有有效量程,而數字式電壓表則沒有,數字式電壓表的有效量程就是它的量程.b.數字式電壓表的準確度隨著數字位數的增加而提高,但提高的比例不是呈線性的.,二.電子電工儀器的使用方法,一般說來,直流的數字電表準確度比同樣位數的交流數字電壓表高,3位半的直流數字電壓表一般被認為相當於指針式電壓表的0.5級,4位半的相當於
9、0.2級.其他的位數要看電壓表的規格說明.c.數字式電壓表的準確度表示方式與指針式不一樣,指針式電壓表的準確度等級一旦被確定,就對有效量程內的任何一個直有效,而數字式則不同.,二.電子電工儀器的使用方法,數字式電壓表的準確度可分為基本準確度,示值準確度和顯示誤差,一般表示成:量程*X%+讀數*Y%13個數字X和Y的值一般都會在電表的說明中注明.一般情況下,數字式電表在沒有信號輸入時,不允許末位有超過3的數字顯示,正常的是0或1.,二.電子電工儀器的使用方法,d.數字式電壓表的位數涵義:我們通常稱某個數字電表為3位半,4位半,3又3/4位等,這是甚麼意思呢?數字的位數怎麼會有半位和3/4位呢?下
10、面向大家解釋一下,以3位半為例:3表示該數字電表的有效顯示位數是3位,半位又稱為1/2位,其中2表示該數字電表的量程是2或2的10倍,100倍等,1表示該電表的最高位只能,二.電子電工儀器的使用方法,顯示1,最大顯示值為1999,因數字電表完整的數位是09,而這一位只能顯示1,不是一個完整的數位,所以被稱位半位.同理,3又3/4位則可理解成,有效位數為3位,最高位只能顯示3,最大顯示值為3999.e.數字式電壓表的使用方法:數字電壓表因需要獨立的驅動電壓,故在使用前要確認電表的驅動電壓是直流還是交流,是多少伏特.,二.電子電工儀器的使用方法,在測量前,將信號輸入線與驅動電源線正確區分開來,防止
11、因接線錯誤造成電表損壞.確認數字電壓表的量程,顯示位數,準確度是否符合測試要求.確認數字電壓表的使用環境周圍沒有強磁場存在,因強磁場會影響電表的準確度,甚至會導致電表不能正常工作或損壞.,二.電子電工儀器的使用方法,因數字式電壓表的工作原理不同,一般不主張採用量程擴展.一般數字電壓表的可直接接觸的最高電壓直流1000V,交流750V,超過會引起電表損壞,或安全事故.數字式電表的阻抗取決內部的線路架構,一般都比較高,基本上與量程關係不大.,二.電子電工儀器的使用方法,當沒有測量信號輸入,而電表有大於3的數字顯示,此時要確認是否周圍有強磁場干擾,驅動電壓是否穩定,如確認無強磁場干擾,驅動電壓也無異
12、常,可將輸入信號線短路,如果短路後能恢復回小於3的數字,表明電表收到一定的干擾,但不影響測量,如不能則說明電表已出現故障或誤差超限,應停止使用.,二.電子電工儀器的使用方法,以上數字電壓表的基本特性也適合於其他類型的數字電表.(3)LED型電壓表現在市場上有一種以LED顯示的電壓表,這種電壓表其實是數字式電壓表的一個變異,但結構與準確度都無法與數字式電壓表相比,無法提供準確的測量值,一般僅起指示監測作用.,二.電子電工儀器的使用方法,這種電壓表的原理是:用LED排列成一個類似於指針式電表的刻度線的弧形,有的在每個LED的上方或下方標以相應的數值,當電壓信號輸入後,通過內部的電路轉換,驅動相應的
13、LED(包括該電壓以下的所有LED)發光.當最高位電壓的LED閃爍時,表明電壓低於最高位,而高於下個數字.,二.電子電工儀器的使用方法,2)電流表/檢流計電流表是用來測量電流的,又稱安培表,根據表頭所表示的單位,又分為安培表,毫安表和微安表等,現在一般通稱為電流表.電流表一般也分為指針式和數字式兩大類,其結構都與電壓表很相似.其實電流表的工作原理是一個電流取樣電路再加上一個電壓表,只是電壓表顯示的值標成了電流.,二.電子電工儀器的使用方法,(1)指針式指針式電流表的基本特徵與指針式電壓表的基本特徵幾乎一樣,這裡不做介紹,僅向大家介紹電流表的量程擴展.一般指針式的電流表對於準確度較低的板表來說,
14、能直接測量的電流不會超過50A,對於準確度較高的表來說,能直接測量的電流不會超過100A,高於測量範圍的電流在測量時必須對電流表進行量程擴展,否則會損壞電流表.,二.電子電工儀器的使用方法,電流表的量程擴展有兩種方法:電阻法和電流互感器法.a.電阻法,因所到電阻的限制,一般僅用於電流較小的測試場合的量程擴展.並聯電路的分流原理:並聯電路中,流過電阻的電流與電阻的大小成反比.根據這一原理,我們可以將電流表的量程進行擴展.,二.電子電工儀器的使用方法,首先要確定你測試的電流的大概範圍,是現在量程的多少倍.其次要確認現有電流表的內阻是多少.第三,計算擴展量程所用的電阻值,根據分流原理,在並聯電路中,
15、電阻分得的電流與其電阻成反比列關係.那麼,現在擴展後的總電阻的數值與電流表本身內阻的數值之比等於電流表原有量程與擴展後的量程之比.用公式表示:,二.電子電工儀器的使用方法,I2/I1=R1/(R1+R2)I1=電流表現有量程上限I2=擴展後的量程上限R1=電流表的內阻R2=擴展所需並聯的電阻,二.電子電工儀器的使用方法,根據上式,可以求得所需並聯的電阻值:R2=(I1-I2)*R1/I2擴展後的電流表的誤差是電阻誤差和電表本身誤差的合成:T=TI2+TR2 T擴展後的誤差TI電表本身誤差TR電阻誤差擴展後的電流表示值要乘以擴展的倍數.,二.電子電工儀器的使用方法,因電阻的功率不能做得太大,所以
16、電阻法擴展的使用受到一定的限制,一般多用於5A以下的場合,電流太大電阻會嚴重發熱,甚至燒毀,對人也有一定的安全隱患.b.互感器法因電阻法擴展不能用於電流較大的測試場合,所以電流較大的擴展通常都採用互感器法.,二.電子電工儀器的使用方法,電流互感器其實就是繞在環形鐵芯上的一個線圈,利用電磁感應原理,將電路中的電流感應出來,提供給電流表.電流互感器只有一組線圈,這組線圈實際上是一個高壓變壓器的次級繞組,因此電流互感器在工作時,線圈絕對不允許開路,否則會產生很高的電壓,引起安全事故.,二.電子電工儀器的使用方法,電流互感器的初級其實就是你所需要測量的線路,在測量時,根據電流互感器的使用說明,將所需測
17、量的電路的導線在互感器上繞上一定的圈數即可.所繞的圈數與電流互感器的互感比有關.電流互感器的兩個重要指標:電壓等級通常電流互感器會標明它的等級,這裡的等級不是準確度等級,而是這個電流互感器適用的最高電壓等級.,二.電子電工儀器的使用方法,如:0.5級,表明這個電流互感器的適用電壓最高為500V.互感比互感比用來表明初級電路中的電流與次級感應出來的電流之比.如:50:1,則表明當電流互感器感應出來的(即電流表顯示的)電流是1A,則初級電路中有50A的電流.,二.電子電工儀器的使用方法,用了電流互感器之後,電流表的準確度應當要加上互感器的誤差,同樣採取合成的方法,即:T=TI2+TS2 T:合成後
18、的總誤差TI:電表本身誤差TS電流互感器誤差,二.電子電工儀器的使用方法,2)檢流計檢流計嚴格來講,它算不上電流表,因為它不能直接提供測試數據,但它也能測量電流,所以我們也可以把它作為電流表.檢流計通常不能單獨使用,一般是作為電橋的一個顯示裝置.檢流計測量的電流通常都很小,一般為微安級或毫安級.,二.電子電工儀器的使用方法,檢流計在電橋中一般僅起顯示電橋是否平衡的作用,電橋平衡時檢流計的指針應之相當中的零位,如果偏向左或右,則表示電橋失衡,要重新調節.3)數字式數字式電流表的基本特徵與數字式電壓表的基本特徵幾乎一樣,這裡不做介紹.僅介紹一下量程擴展.,二.電子電工儀器的使用方法,數字式電流表一般直接測量的電流不超過5A,如需擴展量程,一般只採用電流互感器的方式,不採用電阻法.,
