电流电压的方法探讨电工常用仪表与电流电压测量技巧

（1）了解各种仪表的名称及功能，掌握其测量原理。

（2）通过操作示范及实践测量，强调电工仪表的使用方法及注意事项。

（3）通过学会电工仪表的操作方法，增强掌握电工技能的信心。

在进行电工作业时，需要对电力系统各种电压等级电气设备的技术参数、量值（模拟量）进行确定。进行该项工作，需要利用各种电工仪表确认电气参数是否满足技术要求，这是保证电力系统和电气设备安全运行的基本条件。

一、万用表

万用表是电工必备的仪表之一，它是一种多功能、多量程的便携式电工仪表，一般的万用表可以用于测量直流电流、交直流电压和电阻，有些万用表还可用于测量电容、功率、晶体管共射极直流放大系数hFE等。万用表分为指针万用表和数字万用表两种。

1.指针万用表

1）指针万用表结构

图2-2-1（a）所示为MF-47型指针万用表，它主要由表头、面板、挡位转换开关、红黑表笔等组成。

（1）表头。表头是万用表的测量显示装置，表头中间下方的小旋钮为机械零位调节旋钮。

表头共有7条刻度线，从上向下分别为电阻（黑色）、直流毫安（黑色）、交流电压（红色）、晶体管共射极直流放大系数hEF（绿色）、电容（红色）、电感（红色）、分贝（红色）。

（2）挡位转换开关。挡位转换开关用来选择被测电量的种类和量程，有5挡，分别为交流电压、直流电压、直流电流、电阻及晶体管，共24个量程。将挡位转换开关拨到直流电流挡，可分别与5个接触点接通，用于测量500 mA、50 mA、5 mA和500 μA、50 μA量程的直流电流。同样，当挡位转换开关拨到电阻挡时，可分别测量×1 Ω、×10 Ω、×100 Ω、×1 kΩ、×10 kΩ量程的电阻；当挡位转换开关拨到直流电压挡时，可分别测量0.25 V、1 V、2.5 V、10 V、50 V、250 V、500 V、1 000 V量程的直流电压；当挡位转换开关拨到交流电压挡时，可分别测量10 V、50 V、250 V、500 V、1 000 V量程的交流电压。

（3）插孔。MF-47型万用表共有4个插孔，左下角红色“+”为红表笔正极插孔，黑色“-”为公共黑表笔插孔；右下角“2 500 V”为交直流电压2 500 V插孔，“5 A”为直流电流5 A插孔。

（4）机械调零。旋动万用表面板上的机械零位调整螺钉，使指针对准刻度盘左端的“0”位置。读数时目光应与刻度盘的表面垂直，使万用表指针与反光铝膜中的指针重合，确保读数的精度。检测时先选用较高的量程，然后根据实际情况调整量程，最后使读数在满刻度的2/3附近。

图2-2-1　MF-47型指针万用表

（a）实物图；（b）原理简图

2）万用表的基本使用

（1）测量直流电压。把万用表两表笔插好，红表笔接“+”插孔，黑表笔接“-”插孔，把挡位转换开关拨到直流电压挡，并选择合适的量程。当被测电压数值范围不确定时，应先选用较高的量程，把万用表两表笔并联到被测电路上，红表笔接直流电压正极，黑表笔接直流电压负极，不能接反。根据测出电压值再逐步选用低量程，最后使读数在满刻度的2/3附近。

（2）测量交流电压。测量交流电压时将挡位转换开关拨到交流电压挡，表笔不分正负极，与测量直流电压时一样的方法进行读数，其读数为交流电压的有效值。

（3）测量直流电流。把万用表两表笔插好，红表笔接“+”插孔，黑表笔接“-”插孔，把挡位转换开关拨到直流电流挡，并选择合适的量程。当被测电流数值范围不确定时，应先选用较高的量程。把被测电路断开，将万用表两表笔串联到被测电路上，注意直流电流从红表笔流入、黑表笔流出，不能接反。根据测出电流值再逐步选用低量程，保证读数的精度。

（4）测量电阻。插好表笔，将挡位转换开关拨到电阻挡，并选择合适的量程。短接两表笔，旋动电阻调零旋钮进行电阻挡调零，使指针指到电阻刻度右边的“0”Ω处，将被测电阻脱离电源，用两表笔接触电阻两端，由表头指针显示的读数乘所选量程的分辨率数即为该电阻的阻值。如选用“R×10”挡测量，指针指示50，则被测电阻的阻值为50×10=500（Ω）。如果示值过大或过小，则要重新调整挡位，保证读数的精度。最好不使用刻度左边三分之一的部分，这部分刻度密集，读数误差大。

3）使用万用表的注意事项

使用万用表的注意事项有以下几点。

（1）测量时不能用手触摸表笔的金属部分，以保证安全和测量准确性。

（2）测量直流电流时要注意电流的极性，避免反偏打坏表头。

（3）不能带电调整挡位或量程，以避免电刷的触点在切换过程中产生电弧而烧坏线路板或电刷。

（4）测量完毕后应将挡位转换开关拨到交流电压的最高挡或空挡。

（5）不允许测量带电的电阻，否则会烧坏万用表。

（6）表内电池的正极与面板上的“-”插孔相连，负极与面板上的“+”插孔相连，如果不用时误将两表笔短接会使电池很快放电并流出电解液，腐蚀万用表，因此不用时应将电池取出。

（7）在测量电解电容和晶体管等器件的阻值时要注意其极性。由图2-2-1（b）所示万用表的原理简图可知，用电阻挡时已断开外电路中的电源，此时红表笔接表内电池负极，黑表笔接正极。

（8）电阻挡每次换挡都要进行调零。

（9）一定不能用电阻挡测电压，否则会烧坏熔断器或损坏万用表。

2.数字万用表

数字万用表的介绍详见本书项目六中的任务1。

二、钳形电流表

钳形电流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，可以在不用断电的情况下测量电流。钳形电流表有指针式钳形电流表和数字式钳形电流表，它们只是在显示的方式上不一样，其基本工作原理是一致的，它们的外形如图2-2-2（a）和图2-2-2（b）所示。

1.工作原理

当被测载流导线中有交变电流通过时，交变电流的磁通在互感器副绕组中感应出电流，使电磁式电流表的指针发生偏转，在表盘上即可读出被测电流值。

2.使用方法

钳形电流表的使用方法如下。

（1）测量前，应检查指针是否在零位，否则应进行机械调零。

（2）测量时，量程选择旋钮应置于适当位置，以便测量时指针处于刻度盘的中间区域，减少测量误差。

（3）如果被测电路电流太小，则可将被测载流导线在钳口部分的铁芯上缠绕几圈再测量，然后将读数除以穿入钳口内导线的根数即为实际电流值。

（4）测量时，将被测导线置于钳口内中心位置，可减小测量误差。

（5）钳形电流表用完后，应将量程选择旋钮旋至最高挡。

3.钳形电流表使用时的注意事项

钳形电流表使用时的注意事项如下。

（1）每次测量只能钳入一根导线，图2-2-3（a）所示为正确操作，图2-2-3（b）所示为不正确操作。(www.xing528.com)

（2）被测线路的电压要低于钳形电流表的额定电压。

（3）测量高压线路的电流时要戴绝缘手套、穿绝缘鞋，并站在绝缘垫上。

（4）钳口要闭合紧密，不能带电换量程。

图2-2-2　钳形电流表

（a）数字式；（b）指针式

图2-2-3　测量电流

（a）正确；（b）不正确

三、兆欧表

电气设备正常运行的条件之一就是各种电气设备的绝缘良好，而当受热或受潮时，绝缘材料老化，其绝缘性能便降低。为了避免事故发生，要求用兆欧表判断电气设备的绝缘电阻。兆欧表如图2-2-4所示，其中图2-2-4（a）所示为手摇式（也称摇表），图2-2-4（b）所示为数字式。

图2-2-4　兆欧表

（a）手摇式；（b）数字式

1.手摇式兆欧表的结构

兆欧表的类型很多，但其原理基本相同，手摇式兆欧表主要由测量机构和电源（一般为手摇发电机）两部分组成。

兆欧表中的电源部分产生的电压越高，其测量范围越广。兆欧表中的手摇直流发电机可以发出较高的电压，常用的电压规格有500 V、1 000 V、2 500 V等，最高电压为5 000 V，相应的量程为100 000 MΩ。

2.手摇式兆欧表使用前准备

兆欧表在使用前，首先要做好以下几项准备工作：

（1）测量前必须将被测设备的电源切断，并对地短路放电，以保证人身和设备的安全；

（2）被测物表面要进行清洁，减少接触电阻，确保测量结果的准确性；

（3）测量前要进行一次开路和短路试验，检查兆欧表是否良好，将兆欧表“L”（线路）和“E”（接地）两端钮开路，摇动手柄，指针应指在一处，再将两端钮短接，轻摇手柄，指针应指在“0”处，这样就说明兆欧表是好的；

（4）兆欧表使用时应放在平稳、牢固的地方，且远离磁场，以免影响测量的准确度。

3.兆欧表的使用方法

当用兆欧表测量电气设备的绝缘电阻时，一定要注意“L”和“E”的端钮不能接反，正确的接法是：“L”线端钮接被测设备导体，“E”地端钮接被测设备的外壳，“G”屏蔽端接被测设备的绝缘部分。如果将“L”和“E”接反了，则流过绝缘体内及表面的漏电流经外壳汇集到地，由地经“L”流进测量线圈，使“G”失去屏蔽作用而给测量带来很大误差。另外，因为“E”端内部引线同外壳的绝缘程度比“L”端与外壳的绝缘程度要低，若将兆欧表放在地上使用，当采用正确的接线方式时，“E”端对仪表外壳和外壳对地的绝缘电阻相当于短路，不会造成误差；而当“L”与“E”接反时，“E”对地的绝缘电阻同被测绝缘电阻并联，而使测量结果偏小，会给测量带来较大误差。

万用表的测量。

（1）测固定电阻的电阻值。用万用表测量图2-2-5所示电路板上固定电阻的电阻值，并将数据记入项目一任务完成考核表2-2-1中。

（2）测电容的电阻值。用万用表测量图2-2-5所示电路板上电容的绝缘电阻（每次测量前先将电容用导线短接放电一下），至稳态时将数据记入项目一任务完成考核表2-2-2中。观察现象：

①测量过程中指针并非立刻到位，且动态变化的快慢与R或C值有关；

②至稳态时测量电容的电阻值很大（趋于无穷大）。

（3）测电感线圈的电阻值。用万用表测量图2-2-5所示电路板上的镇流器及变压器原、副绕组电感线圈的电阻值，并将数据记入项目一任务完成考核表2-2-3中。和电容的稳态电阻值比较，电感线圈的电阻值几乎为零。

（4）测二极管的电阻值。用万用表测量图2-2-5所示电路板上二极管的正、反向电阻值，并将数据记入项目一任务完成考核表2-2-4中。观察正、反向电阻值的差别（普通电阻没有正反向之分）；观察用不同电阻挡位测量的二极管正向电阻值的差别（测量普通电阻基本一致）。

图2-2-5　组合实验电路模块

（5）测直流电压。用万用表测量图2-2-5所示电路板上直流电压源的电压。

（6）测交流电压。用万用表测量图2-2-5所示电路板上交流电压源的任意两相电压及一根相线与一根零线之间的电压。

表2-2-1　用万用表测量普通电阻的电阻值

表2-2-2　用万用表测量电容的电阻值

表2-2-3　用万用表测量电感线圈的电阻值

表2-2-4　用万用表测量二极管的正、反向电阻值

（1）连接电路前，先弄清仪器的接线方法和使用方法，明确各段线路中所连接仪表和仪器的规格。

（2）合理地安排仪表的位置，既要考虑到整齐和易于接线，又要照顾到操作和读数的方便以及操作安全。电路连线应尽量简单、整齐和清楚。

（3）任务实施过程中不能只埋头读数和记录，应时刻注意是否出现异常现象，如有异常现象，应先切断电源，然后查找原因，待问题解决后再继续测量。