图解常见电工仪表的使用

1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。2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139V干电池万用表打到电阻挡的R×10k挡时，由该电池供电141.5V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33．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。4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5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6（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。7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。8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。95．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10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）。11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12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