1.仪表的分类与符号

在电工作业中，电工仪表通常可分为安装式仪表、便携式仪表、电能表及实验室仪表。这些仪表的共同特点是可以通过读数直接获取测量结果，因此，也称它们为直读式电工仪表。

（1）指示仪表的分类

1）按作用原理可作如下分类：

①磁电系仪表。根据通电导体在磁场中产生电磁力的原理制成。

②电磁系仪表。根据铁磁物质在磁场中被磁化后，产生电磁力的原理制成。

③电动系仪表。根据各个通电线圈之间产生电动力的原理制成。

④感应系仪表。根据交变磁场中的导体感应涡流，与磁场产生电磁力的原理制成。

⑤其他。如整流系、热电系、电子系、铁磁电动系等。

2）按被测量的名称可作如下分类。

电流表（如安培表、毫安表、微安表等）、电压表（如伏特表、毫伏表等）、功率表（瓦特表）、欧姆表、绝缘电阻表、电能表（瓦时计）、频率表、相位表（功率因数表）、多用途仪表（万用表）等。

3）按测量的电流种类可作如下分类。

直流仪表、交流仪表和交直流两用仪表。常用仪表刻度盘上的标志符号见表2-3。

表2-3 仪表刻度盘上的标志符号

（2）电工仪表的型号

电工仪表的产品型号可以表示仪表的用途及作用原理。

安装式指示仪表型号由5部分组成，见图2-20。形状第一位代号按仪表的面板形状最大尺寸编制；形状第二位代号按仪表的外壳尺寸编制；系列代号按仪表工作原理的系列编制。

图2-20 安装式指示仪表型号的编制规则

2.常用的电工测量方法

使用电工测量仪器或电工仪表，对未知电量进行测量称之为电工测量。

（1）直接测量法

直接测量是指测量结果可在一次测量的过程中得到。它可以使用电工测量仪器或电工仪表直接测得被测量的数值。比如用电流表直接测量电流，用电压表直接测量电压，用电桥直接测量电阻等，都属于直接测量方法。直接测量法的优点是简便、读数迅速，缺点是它的准确度除受到仪表基本误差的影响外，由于仪表接入测量电路后，仪表的内阻被引入测量电路中，还使电路的工作状态发生了改变，因此，直接测量法的准确度比较低。

（2）比较测量法

比较法是将被测量与已知的标准值在仪表内部进行比较，从而测得被测量数值的一种方法。比较测量法可分为三种。

1）零值法。又称指零法。它是利用被测量对仪器的作用，与已知量对仪器的作用两者做比较的方法，由指零仪表做出判断。当指零仪表指零时，表明被测量与已知量相等。用零值法测量的准确度，取决于度量器的准确度和指零仪表的灵敏度。

2）较差法。是利用被测量与已知量的差值，作用于测量仪器而实现测量目的的一种测量方法。

3）代替法。用已知量代替被测量，若不改变测量器原来的读数状态，这时被测量与已知量相等从而获取测量结果。

比较测量法可采用比较式仪表，如电位差计等。它的优点是准确度和灵敏度都比较高，但缺点是操作麻烦、设备复杂、速度较慢。

（3）间接测量法

间接测量法是指测量时，只能测出与被测量有关的电量，然后经过计算求得被测量，如用伏特表、安培表测量电阻，先测得电阻两端的电压及电阻中的电流，然后根据欧姆定律算出被测的电阻值。

间接测量法的特点是误差比直接法大。但在工程中的某些场合，若对准确度的要求不高，进行估算还是一种可取的测量方法。

3.常用电工仪表使用

（1）钳形电流表

用电流表测量电流时，需断开被测电路，串入电流表。但在实际测量中，有时被测电路不允许断开，这时可采用钳形电流表进行测量。钳形电流表主要由两部分组成：电磁式仪表和电流互感器。T-301型钳形电流表量程有10A、25A、50A、100A、250A等几种，见图2-21。

钳形电流表是一种携带式仪表，常用于流动性测量交流电流用。用钳形电流表测量电流时，先按图2-21b那样让铁心张开，然后套住被测电流的导线。测量时铁心密合要好，表要放平，不能让其他交变磁场靠近电表，一定要离开其他通电导线或通电电磁铁一段距离。

图2-21 钳形电流表

1—导线 2—铁心 3—磁通 4—线圈 5—电流表 6—量程旋钮 7—铁心张开手柄

目前生产的钳形电流表还可以测量直流电压、直流电流、交流电压、电阻，具有同万用表一样的功能。如MG28型钳形电流表就具有这种功能。它的测量机构是一个电流互感器与一阻一电式仪表。测量直流电压、直流电流、交流电压、电阻的原理与万用表完全一样。测量交流电流时，利用电流互感器将电流变小，再利用万用表测交流电压的方法通过二极管使电流只从一个方向流过表头。

钳形电流表在使用中应注意以下几个问题：

1）测量时，应将转换开关置于合适量程，如果不知道被测量的电流大小时，应将转换开关置于最大量程挡，然后根据被测值的大小，变换到合适量程。应注意不要在测量过程中切换量程。

2）进行电流测量时，被测导线的位置放在钳口中央，以免发生误差。

3）为使读数准确，钳口两个面应接合良好，如有杂声，可将钳口重新开合一次。钳口有污垢，可用汽油擦净。

4）测量5A以下的电流时，为获得准确的读数，可将导线多绕几圈放进钳口进行测量，但实际的电流数值应为读数除以放进钳口内的导线根数。

5）不可用钳形电流表测量高压电路中的电流，以免发生事故。

（2）绝缘电阻表

绝缘电阻表俗称兆欧表，见图2-22，是用于检查电气设备或供电线路绝缘电阻的一种可携式仪表。

电气设备绝缘电阻数值较大，如几十兆欧或几百兆欧。在这个范围内万用表的刻度是不准确的，并且万用表测量电阻时所用的电源电压比较低。在低电压下呈现的绝缘电阻不能反映在高电压作用下的绝缘电阻的真正数值，因此，绝缘电阻必须用备有高压电源的兆欧表进行测量。

绝缘电阻表由手摇高压直流发电机、磁电式仪表两部分组成。因高压直流发电机产生的额定电压不同，有250V、500V、1000V、2500V等几种。一般低压电气设备（额定电压在500V及以下的）只推荐用1000V以下的绝缘电阻表，以免高的直流电压破坏电气设备的绝缘。电压较高的电气设备应用1500V、2500V的绝缘电阻表。

图2-22 绝缘电阻表

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图2-23 绝缘电阻测量

a）线路对地绝缘电阻 b）电动机对地绝缘电阻

有的三相电动机三相绕组引线是独立的，要测绕组相间绝缘，可将L、E分别接到二相绕组引线上。若空气潮湿或测电缆的绝缘电阻时，应接上屏蔽接线端子G（或叫保护环），以消除绝缘物表面泄漏电流的影响，见图2-24。

图2-24 测量电缆绝缘电阻

绝缘电阻表的正确使用方法为：

1）绝缘电阻表的连接线应是绝缘良好的单根线。

2）应将绝缘电阻表放置平稳，摇动手柄由慢到快至120r/min左右为宜。

3）测量前，应先对绝缘电阻表做一次开路试验（连线开路，摇动手柄，指针应指向∞）和一次短路实验（连线直接相连，摇动手柄，指针应指向0）。如果不准，说明仪表有故障。注意，不使用时仪表指针位置是随意的。

4）测量时，手柄应摇到使指针稳定。如果指针指零，应立即停摇，以免烧表。

5）测量绝缘电阻以前，电气设备应停电。对于有电容器的电气设备或本身有很大电容的（如电缆）电气设备，应接地放电或短路放电，以保障人身和设备的安全。

6）表手柄没有停止转动以前，切勿用手触及绝缘电阻表接线柱或设备带电部分，以防触电。

7）测量完毕时，应将被测设备放电。

（3）接地电阻测量仪

测量各种接地装置的接地电阻测量仪由手摇发电机、电流互感器、滑线电阻、转换开关及检流计等组成。

图2-25 测量接地电阻的接线方法

接地电阻测量仪一般有E、P、C三个端子。在进行测量时按图2-25所示接线。

首先将两根探针分别插入大地中，使接地极E′、电位探针P和电流探针C三点在一条直线上。E至P的距离为20m，E′至C′的距离为40m，然后用专用的导线分别将E′，P′和C′接至仪表相应的端钮上。将仪器置于水平位置，检查检流计的指针是否指在刻度中间的零位上，如有偏差应用零位调节螺母进行调整。接地电阻测量仪不仅有“倍率盘”，而且还有用来读数的“测量标度盘”。测量时将“倍率盘”置于最大倍数。在完成上述步骤后缓缓摇动发电机手柄，调节“测量标度盘”，使检流计的指针趋向零位。当指针接近零位时，加快发电机手柄的转速，达到120r/min左右，再调整“测量标度盘”，使指针指于零位上。如果“测量标度盘”的读数小于1，则应将“倍率盘”置于较小的倍数，再重新调整“测量标度盘”，以便得到正确的读数。当指针完全指零，则“测量标度盘”的读数乘以倍率标度，即为所测的接地电阻值。

在测量时若发现检流计的灵敏度过高，可将电位探测针P′插入土中浅一些。当发现检流计灵敏度不够时，可在电位探测针P′和电流探测针C′周围注水使其湿润。测量时，接地线路要与被保护的设备断开，以便得到准确的测量数据。

（4）万用表

万用表又称繁用表、多用表，它是一种多功能、多量程的测量仪表。万用表可以用来测量直流电压、直流电流、交流电压、电阻和其他电参数。有些万用表还可以测量交流电流、电容、电感、晶体管值等参数。目前使用的万用表有普通指针式和数字式两种。万用表测量功能多，操作简单，携带方便，是电工最常用的测量工具。现以500型万用表为例，介绍其测量电压、电流和电阻的使用方法。

万用表主要由表头、测量线路和转换开关三部分组成。外形为便携式或袖珍式，面板上装设标度盘、转换开关、调零旋钮以及插孔等。随着型号的不同，万用表外形布置也不完全相同，见图2-26。

图2-26500 型万用表

万用表表头上都装有一块刻度盘。刻度盘上的标尺一般有以下特点：直流电流和直流电压标度尺的刻度是均匀的，其一端用“”或“DC”表示。交流电压标度尺的刻度一般是不均匀的，其一端用“～”或“AC”表示。电流电压挡标度尺上还同时标上几组读数，以便于选择不同量程时进行换算。电阻（欧姆）标度尺的标度也是不均匀的，而且零点在右端，左端标∞，电阻标度尺的符号是Ω。表盘上一般还有一条非均匀标度的10V（有些表为5V）的交流电压挡专用标度尺，这是为提高低压测量精度而设置的。

500型万用表的刻度盘上共设置了4条刻度尺。最上面的是电阻标度尺；接下来依次是直流电流和交直流电压共用刻度尺；0～10V交流电压专用标度尺；最下面的一条是测音频电压用的标度尺。另外，测交直流高压2500V时，测笔应与2500V和“Ω”两个插孔相接，以保证安全。测量音频电压用“dB”与“*”两插孔。万用表面板的转换开关是用来选择不同的被测量和不同量程时的切换元件。

1）500型万用表标度尺的读法。万用表的标度尺只有一组数字，但是，对应每种测量项目都有好几种量程，同时这些标度尺的标度又有均匀和不均匀两类。在实际测量中要掌握正确、迅速读取数据的方法。现以交直流共用标度尺（均匀标度）和欧姆标度尺（非均匀标度）为例说明如何在标度尺上读取数据。

交直流共用标度尺下面有50、100、150、200、250和10、20、30、40、50两组数字（为方便选取不同量程时进行读取换算而设置，且图中只标出一组数字），其中除0～250和0～50的挡次可以直接从标度尺的上排和下排数字上直接读取数据外，其他各挡都要根据这两组数字中较方便的一组进行换算。

对于含有250数字的量程，在读取时可根据不同挡次，分别缩小100倍或10倍。例如，转换开关选择2.5V挡时，由于2.5是250缩小100倍的值，所以标度尺上50、100、150、200、250这组数字就应缩小100倍，分别为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5，这样换算后就能迅速读取数据了。

对于其余的量程，在读取数据时应以标度尺右边的50为依据，将整组数字分别缩小或扩大相应的倍数。例如，转换开关选择在10V挡时，由于50是10的5倍，所以10、20、30、40、50分别除以5后为2、4、6、8、10，这样换算后再读数就很方便了。

在均匀标度的标度尺上读数，当表头指针位于两个标度线之间的某个位置时，应将两根标度线之间距离等分后估读一个数值。

万用表的欧姆标度尺上只有一组数字，作为测量电阻专用。转换开关选R×1挡时，应从标度尺上直接读取数值。当选择其他挡时，应乘以相应的倍率。例如，选择R×1k挡时，要对读取的数据乘以1000。要注意的是，欧姆标度尺的标度是不均匀的。当表头指针位于两标度之间时，在估读数据时要根据左边和右边标度缩小和扩大的趋势进行。

2）500型万用表的测量方法如下。

①交流电压的测量方法和注意事项：

a.测量前，必须将转换开关拨到相应的交流电压量程档。如果误用直流电压挡，表头指针会不动或略微抖动；如果误用直流电流挡或电阻挡，轻则打弯指针，重则烧坏表头，这是很难修复的。

b.测量时，将测笔并联在被测电路、被测元器件两端。

c.严禁在测量中拨动转换开关选择量程。在测量较高电压时更是如此，这样可以避免电弧烧坏转换开关触点。

d.测电压时，必须养成单手操作习惯，即预先把一支表笔固定在被测电路的公共接地端（若表笔带鳄鱼夹则更方便），单手拿一支表笔进行测量。测量过程中必须集中精力。

②直流电压的测量方法和注意事项与测量交流电压基理相同，下面只介绍不同之处。

a.仍然要注意正确选择测量项目，如果误选了交流电压挡，读数可能会偏高，也可能为零（与万用表接法有关）；如果误选了电流挡或电阻挡，则会造成打弯指针或烧毁表头的后果。

b.测量前，必须注意表笔的正负极性。红表笔接高电位端，黑表笔接低电位端。若表笔接反了，表头指针会反向偏转，容易撞弯指针。如果事先不知道被测点电位的高低，可将任意一支表笔先接触被测电路的任一端，另一支表笔轻轻地试触一下另一被测端。若表头指针右偏，说明表笔正负极性接法正确；若表头指针左偏，说明表笔极性相反，交换表笔的极性即可。

③直流电流的测量方法与注意事项：

a.万用表必须串联到被测电路中。测量时必须先断开电路，串入电流表。如果将电流表误与负载并联，因它的内阻很小，会造成短路，导致电路和仪表被烧毁。

b.必须注意表笔的正负极性，即红表笔接电路端口高电位端，黑表笔接低电位端。如果事先不能判断端口处电位的高低，可按直流电压测量的注意事项进行。

c.严禁在测量过程中拨动转换开关选择量程，以免损坏转换开关触点，同时也可避免误拨到小量程挡而撞弯指针或烧毁表头。

④电阻的测量方法与注意事项

a.严禁在被测电路带电的情况下测量电阻（特别严禁用万用表直接测电池电阻），否则很容易烧坏表头。如果被测电路中有大容量的电容器，应先将该电容器两极短路放电，避免积存在其中的电荷通过万用表放电，导致表头损坏。

b.测电阻时直接将表笔跨接被测电阻的两端。

c.测量前或每次更换倍率挡时，都应重新调整欧姆零点。即将两端短接，并转动零欧姆调整旋钮，使表头指针准确停留在欧姆标度尺的零点上。如果指针不能调到欧姆零点，说明表内电池电压太低，已不符合要求，应该更换。如果连续使用R×1k挡时间较长（尤其是使用1.5V五号电池的万用表），也应重新校正欧姆零点，这是因为五号电池容量小，工作时间稍长，输出电压就会下降，内阻升高，会造成欧姆零点漂移。

d.用万用表判别电容器的好坏。根据电容器的充放电原理，用万用表的电阻挡（R×1k或R×10k）可以判别电容器的好坏。当电容器容量在1μF以上时，欧姆表内部电池对电容器的充电过程较明显。用两个测笔分别接触电容器两端时（注意黑表笔接表内电池正极），指针会很快按顺时针方向（R—0的方向）摆动一下，然后按逆时针方向逐步退回到R处。如果回不到“∞”，则指针所指的阻值就是漏电阻。

一般电容的漏电阻很大，约几十至几百兆欧，电解电容器的漏电阻约几兆欧。如比上述数值小得多，则说明电容器漏电严重，不能使用。指针摆动越大说明充电电流越大，即电容量越大，有时指针甚至摆过零位。如果接通时指针根本不动，说明电容器内部断路；如果指针指到零位不再返回，说明该电容器已被击穿。