1.转速表

转速表可用来测定电动机转轴旋转的速度,也可测定负载端机械轮的转速。转速表常用的是离心式手持转速表,近几年新型转速表不断涌现,有离心式电子显示板显示转速的转速表、感应式转速表等。

离心式手持转速表在使用中应注意以下事项:

(1)在测电动机轴的转速之前,要用眼观察电动机转速,大致判断其速度,然后把转速表的调速盘转到所要测的转速范围内。

(2)在一般没有多大把握判断电机转速时,要将调速盘调到高位观察,确定转速后再向低挡调,以使测试结果准确。

(3)换挡时要等转速表停转后再换挡,以免损坏表的机构。

(4)测量转速时,应将转速表的测试轴与被测轴轻轻接触并逐渐增加接触力,测试时要手持转速表保持平衡,转速表测试轴与电动机轴保持同心,直到测试指针稳定时再记录数据。

(5)转速表换轴后可测试设备的转速和线速度。

2.兆欧表

兆欧表俗称摇表、绝缘摇表,外形见图1-22。兆欧表主要用来测量电气设备的绝缘电阻。如电动机、电气线路的绝缘电阻,判断设备或线路有无漏电现象、绝缘损坏或短路。

兆欧表的主要组成部分是一个磁电式流比计和一只作为测量电源的手摇高压直流发电机,与兆欧表表针相连的有两个线圈,一个同表内的附加电阻Rf串联,另一个和被测的电阻R串联,然后一起接到手摇发电机上,当手摇动发电机时,两个线圈中同时有电流通过,在两个线圈上产生方向相反的转矩,表针就随着两个转矩的合成转矩的大小而偏转某一角度,这个偏转角度决定于两个电流的比流,附加电阻是不变的,所以电流值仅取决于待测电阻的大小值。

值得一提的是,兆欧表测得的是在额定电压作用下的绝缘电阻阻值。万用表虽然也能测得数千欧的绝缘阻值,但它所测得的绝缘阻值只能作为参考,因为万用表所使用的电池电压较低,绝缘物质在电压较低时不易击穿,而一般被测量的电气设备,均要接在较高的工作电压上,为此,只能采用兆欧表来测量。一般还规定测量额定电压在500V以上的电气设备的绝缘电阻时,必须选用1000～2500V的兆欧表,测量500V以下电压的电气设备,则以选用500V摇表为宜。

兆欧表使用时需注意以下几点:

(1)正确选择其电压和测量范围。选用兆欧表的电压等级应根据被测电气设备的额定电压而定,一般测量50V以下的用电设备电气绝缘,可选用250V兆欧表,50～380V的用电设备检查绝缘情况,可选用500V兆欧表,500V以下的电气设备,兆欧表应选用读数从零开始的,否则不易测量,因为在一般情况下,电气设备无故障时,由于绝缘受潮其绝缘电阻在0.5MΩ以上时,就能给电气设备通电试用,若选用读数从1MΩ开始的兆欧表,对小于1MΩ的绝缘电阻无法读数。

(2)选用兆欧表外接导线时,应选用单根的多股铜导线,不能用双股绝缘线。绝缘强度要在500V以上,否则会影响测量的精确度。

(3)测量电气设备绝缘电阻时,测量前必须先断开设备的电源,并验明无电。如果是电容器或较长的电缆线路须进行放电后再测量。

(4)兆欧表在使用时必须远离强磁场,并且平放。摇动摇表时切勿使表受振动。

(5)在测量前,兆欧表应先做一次开路试验,然后再做一次短路试验,表针在前次试验中应指到“∞”(无穷大)处,而后次表针能摆到“0”处,表明兆欧表工作状态正常。

(6)测量时,应清洁被测电气设备各表面,以免引起接触电阻大,测量结果不准。

图1-22　兆欧表外形

(7)在测电容器的绝缘电阻时须注意,电容器的耐压必须大于兆欧表发出的电压值,测完电容后应先取下摇表线再停止摇动摇把,以防已充电的电容向摇表放电损坏仪表,测完的电容要用电阻进行放电。

(8)兆欧表在测量时,还需注意摇表上标有“L”的端子通入电气设备的带电体一端,而标有“E”接地端子应接配电设备的外壳或接电动机外壳或地线,如果测量电缆的绝缘电阻时,除把兆欧表“接地端”接入电气设备接地外,另一端接线路后,还需再将电缆芯之间的内层绝缘物接“保护环”,以消除因表面漏电而引起的读数误差。

(9)若遇天气潮湿或降雨后空气湿度较大时,应使用“保护环”以消除绝缘物表面泄流,使被测物绝缘电阻比实际值偏低。

(10)使用兆欧表测试完毕后也要对电气设备进行一次放电。

(11)使用兆欧表时,要保持一定的转速,一般为120r/min,容许变动±20%,在1min后取一稳定读数,测量时不要用手触摸被测物及兆欧表接线柱,以防触电。

(12)摇动手柄时,应先慢再逐渐加快,待调速器发生滑动后,应保持转速稳定不变,如果被测电气设备短路,表针摆动至“0”时,应停止摇动手柄,以免兆欧表过流发热烧坏。

(13)兆欧表在不使用时应放于固定柜橱内,周围温度不宜太冷或太热,切忌放于污秽、潮湿的地面上,并避免置于含侵蚀作用的气体附近,以免兆欧表内部线圈、导流片等零件发生受潮、生锈、腐蚀等现象。

(14)应避免剧烈的、长期的振动,造成表头轴尖变秃或破裂弹簧宝石轴而影响指示。

(15)禁止在雷电时或在邻近有带高压导体的设备时用兆欧表进行测量,只有在设备不带电又不可能受其他电源感应而带电时才能进行。

兆欧表主要用于测量线路、电缆和电机的绝缘。兆欧表的使用见图1-23。

图1-23　兆欧表的使用

3.万用表

万用表见图1-24,它是一种多用途、多量程仪表。一般以测量电流、电压和电阻为主,习惯称为三用表。有的万用表还可以测量电感、电容、功率及晶体管的β值等。

万用表按其测量指示分为指针式万用表和数字式万用表两类。

使用万用表的注意事项如下:

(1)使用万用表测量高电压时,不要用手触及表笔的金属部分。测量电阻时,不能带电测量。测量电流时,应先切断电源,接好连线再行测量以保证安全。

(2)测量电压或电流,不可带电转动转换开关,以免烧坏万用表。

(3)万用表接入被测电路之前,要认真核对所选用的测量种类及量程。在测量电压时,误用电流挡、电阻挡测量电压是造成万用表损坏的主要原因之一。

万用表的使用方法:

(1)直流电压的测量。

1)将黑表笔插入“COM”插孔,红表笔插入“V/Ω”插孔。

2)将转换开关置于直流电压挡V-的合适量程。

3)表笔与被测电路并联,红表笔接被测电路高电位端,黑表笔接被测电路低电位端,则液晶显示屏显示测量数据。

(2)交流电压的测量。

1)黑表笔插入“COM”插孔,红表笔插入“V/Ω”插孔。

2)将转换开关置于交流电压挡V～的合适量程。

3)表笔与被测电路并联,则显示屏显示测量数据。

(3)直流电流的测量。

1)将黑表笔插入“COM”插孔。当测量值小于200mA时,红表笔插入“mA”插孔。当测量值大于200mA时,红表笔插入“20A”插孔。

2)将转换开关置于直流电流挡A-合适量程。(www.daowen.com)

3)将红、黑表笔串入被测电路。红表笔接高电位端,黑表笔接低电位端,则显示屏显示测量数据。

(4)交流电流的测量。

1)黑表笔插入“COM”插孔,红表笔插入“mA”或“20A”插孔,同直流电流的测量选择相同。

2)将转换开关置于交流电流挡A～的合适量程。

3)将红、黑表笔串入被测电路,则显示屏显示测量数据。

(5)电阻的测量。

1)将黑表笔插入“COM”插孔,红表笔插入“V/Ω”插孔。

2)将转换开关置于电阻挡Ω的合适量程。

图1-24　万用表

3)红、黑表笔分别与被测电阻相接,则显示屏显示测量数据。

(6)电容的测量。

1)将转换开关置于电容挡F的合适量程。

2)将待测电容器接线脚插入CX插孔,则显示屏显示测量数据。

(7)二极管的测试。

1)将黑表笔插入“COM”插孔,红表笔插入“V/Ω”插孔。

2)将转换开关置于二极管位置。

3)红表笔与二极管正极相连,黑表笔与二极管的负极相连,则显示屏显示二极管正向压降近似值。

(8)三极管hFE的测试。

1)将转换开关置于三极管放大倍数hFE位置。

2)将PNP型或NPN型三极管3只引线脚分别插入面板右上方对应插孔,则显示屏将显示出hFE的近似值。

4.电桥

电桥利用比较法测量电路参数,灵敏度和准确度很高,种类也很多。直流电桥有单臂电桥、双臂电桥和单双臂两用电桥,交流电桥有电容电桥、电感电桥、变压器电桥及多功能的万用电桥。常用的直流单臂电桥和直流双臂电桥见图1-25。

图1-25　电桥

(a)QJ23型电桥面板布置;(b)QJ42型电桥面板布置1,2—转换旋钮;3—接线端钮;4—按钮;5—检流计

(1)直流单臂电桥。直流单臂电桥又称惠斯登电桥,适用于测量1Ω～10MΩ的中值电阻,测量范围大,精度很高。

QJ23型电桥的测量范围是1Ω～9.999MΩ(4位有效数字),准确度为0.2级。右面的4个转换旋钮2称为比较臂转换开关,有×1、×10、×100、×10004挡,左上的转换旋钮1称为倍率转换开关或比例臂,有0.001、0.01、0.1、1、10、100和1000共7挡。倍率转换开关(旋钮1)下面是检流计5,实际上是一电流表;最左端上方是外接电源插孔B,下方为外接—内接检流计的转换接头,右下角为被测电阻Rx的接线端钮3,中间下方有两个按钮4,按B时电源接通,按G则检流计接通。

测量时,将被测电阻Rx接好,电源接通后,通过调节右面4个比较臂旋钮和左面的倍率转换开关,使检流计的表针指0时,则右面4个比较臂的4组数字(个、十、百、千)相加后,乘以倍率转换开关的所选值,得数即为所测电阻值。其使用步骤如下:

1)打开检流计锁扣,机械调零。

2)将被测电阻Rx接在接线端钮上,根据Rx的阻值范围选择合适的比较臂倍率,使比较臂的4组电阻都用上。例如,要测量几十欧左右的电阻,用比较臂的最高挡1000×0.01=10Ω,由此可知,选用0.01倍率时4组电阻都能用上。

3)调节平衡时,按下G钮,指针若向“+”移动,应增大比较臂电阻,若向“-” 移动,则应减小比较臂电阻。开始调节时注意应松开G钮再调,待调到表针接近平衡时,才可按住按钮进行细调,否则,调整中检流计指针可能受到猛烈撞击而损坏,另外,要先按电源按钮B,再按检流计按钮G,调节完后,先松开检流计按钮G,再松开电源按钮B,以防被测对象产生感应电动势而损坏检流计。

4)如使用外接电源,电压应符合规定,使用外接检流计时,应将内接检流计用短路片短路,将外接检流计接在“外接”端钮上。

5)测量结束后应锁上检流计锁扣,以免表针受震动而损坏。

(2)直流双臂电桥。直流双臂电桥又称凯尔文电桥,适用于测量1Ω以下的低阻值电阻,如大中型电机和变压器绕组的电阻、分流器及导线的电阻、开关的接触电阻等。其特点是可以避免测量时连线接触电阻造成的误差。国产直流双臂电桥的型号有QJ28、QJ42和QJ130等。

正确使用电桥应注意以下几点:

左端有4个接线端钮,C1、C2称为电流端钮,P1、P2称为电压端钮。测量时,被测电阻Rx的每端接出两根引线,一端接在C1、P1上,另一端接在C2、P2上。面板的右上角是外接或内部电源选择开关和外接电源端钮E外,下面的比较臂电阻调节盘可在0.5～11Ω范围内调节。左上方是倍率选择开关,有×10-4、×10-3、×10-2、×10-1、×15挡,下面是检流计,检流计下面是电源按钮(SB)和检流计按钮(SG)。使用时,按照与前面介绍的使用单臂电桥相同的步骤,调节至检流计平衡后,用比较臂电阻值乘以倍率,即得到所测的电阻值。

使用直流双臂电桥时还应注意,被测电阻与电桥的接线要正确。若被测电阻没有专门的接线,则每端要引出两根引线,分别接电压和电流端钮,引线应尽量短而粗,接头要牢靠,电压接头应比电流接头更靠近被测电阻。直流双臂电桥工作电流很大,测量时操作要快,以免耗电过多,测量结束后应立即关闭电源。

5.钳形表

钳形表是一种用于测量正在运行的电气线路中电流大小的仪表,可在不断电的情况下测量电流。钳形表分为两类,即测量交流电流的钳形表和测量交直电流的钳形表。

测量交流的钳形电流表,实质上是一个由电流互感器和一个整流系仪表所组成。被测载流导体相当于电流互感器的原绕组(只有一匝)。被测电流在铁心中产生磁通,这个磁通穿过副绕组,产生一个与原绕组成比例的电流,从而测出原绕组的电流大小。测量交、直流的钳形电表,是一种电磁系仪表。放置在钳口中的被测载流导体作为励磁线圈,磁通在铁心中形成回路,电磁系测量机构位于铁心缺口中间,受到磁场的作用,指针偏转获得读数,因其偏转不受电流方向的影响,所以可测交直流电流。

交流钳形表的外形和结构如图1-26所示。使用时握紧手柄,打开铁心,将被测导线从铁心开口处置于铁心中间,再放开手柄,便可获得读数。

图1-26　钳形表的外形和结构

1—表头;2—钳口;3—手柄;4—线圈

使用注意事项:

(1)进行电流测量时,被测载流导体位置应放在钳口中央,以免产生误差。

(2)测量前应先估计一下被测电流的数值在什么范围,选择合适的量程;或先选用较大量程测量,然后再视电流大小选择适当的量程。

(3)为使读数准确,钳口铁心的两个面应保证紧密吻合。如有杂声,可将钳口重新开合一次,若铁心仍有声音,可将接合面上的污垢擦干净再量。

(4)测量后应把调节开关放在最大电流的量程上,以免下次使用时由于未经选择量程而损坏仪表。

(5)测量小于5倍以下的电流时,为了得到较准确的读数,在条件许可时可把导线多绕几圈放进钳口进行测量。但实际电流应为读数除以放进钳口内导线根数。