常用儀表講座二〇一〇年六月序目第一章儀表的標志第二章

指針式萬用表第三章數字萬用表第四章兆歐表第五章交直流兩用晶體管兆歐表第六章接地電阻表第七章鉗形表第一章儀表的標志常用標志常用計量單位符號及名稱電工儀表各類符號電源、端鈕元器件等設備符號數字表外殼及面板符號常用標志

不同種類的指示儀表，具有不同的技術特性，為了便于選擇和使用儀表，通常把這些技術特性用不同的符號標示在儀表的標度盤或面板上叫儀表標志。常用計量單位符號及名稱量符號名稱量符號名稱電流A安(培)電感H亨(利)mA毫安mH毫亨μA微安μH微亨電壓V伏(特)電容F法(拉)mV毫伏pF皮法μV微伏μF微法

功率W瓦(特)電量C庫(侖)kW千瓦磁通(量)Wb韋(伯)

無功功率var乏(爾)磁感應強度T特(斯拉)kvar千乏力N牛(頓)表觀功率(視在功率)VA伏安應力<壓力)Pa帕(斯卡)kVA千伏安頻率Hz赫(茲)力矩N·m牛(頓)米kHz千赫磁導率H／m亨(利)海米MHz兆赫相位差Φ

電阻Ω歐(姆)功率因數cosφ

kΩ干歐無功功率因數sinφ

名

稱

符

號

名

稱

·

符

號磁電系儀表靜電系儀表磁電系比率表整流系儀表電磁系儀表熱電系儀表電磁系比率表以標度尺量限百分數表示的準確度等級，例如1.5級電動系儀表以標度尺長度百分數表示的準確度等級，例如1.5級電動系比率表以指示值百分數表示的準確度等級，例如1.5級鐵磁電動系儀表標度尺位置為垂直的鐵磁電動系比率表標度尺位置為水平的感應系儀表標度尺位置與水平面傾斜成一角度，例如60°不進行絕緣強度試驗Ⅲ級防外磁場及電場絕緣強度試驗電壓為2kVⅣ級防外磁場及電場I級防外磁場(例如磁電系)A組儀表I級防外電場(例如靜電系)B組儀表Ⅱ級防外磁場及電場C組儀表電工儀表各類符號電源、端鈕元器件等設備符號名

稱符

號名

稱符

號直流公共端鈕交流(單相)與屏蔽相連接的端鈕直流和交流調零器具有單元件三相平衡負載的交流一般接地正端鈕抗干擾接地保護接地可變電容器接機殼或接底板半導體二極管電阻器變容二極管可變電阻器電流互感器、脈沖變壓器熔斷電阻器電壓互感器滑線式變阻器電感器電容器自耦變壓器穿心電容器熔斷器極性電容器電源數字表外殼及面板符號一、標示符號：mV：毫伏V：伏特kV：千伏mA：毫安

A：安培Ω：歐姆MΩ：兆歐ns：電導

Hz：頻率pF：皮法nF：納法uF：微法

C：電容T：溫度二、測量項目符號：AC：交流DC：直流Lon：局域操作網

MEM：顯示內存狀態VF:二極管正向壓降BZ：蜂鳴器檔

hFE：晶體管共發射極電流放大系數LOΩ:低功率法測電阻檔數字表外殼及面板符號三、特殊符號：LO：低電壓符號AUTO：自動量程符號X10：10倍乘號符LOLD：讀數保持LOGIC：邏輯測試TRMS：真有效值測量REL：相對值測量MER：數據存儲MEM：讀存儲數據

RST：變位COMM：數據輸出SFT：預置FAST：快速測量VP↑VP↓：設定測量范圍上下限AUTOCAL：自動校準dBm：功率電平測量AUTOOFFPOWER：自動關斷電源COM：地端，接“－”極LCDBargraph：液晶條圖顯示Min/MaxMode:最小值/最大值模式PKHOLD：峰值保持INT：正向積分ZI:另積分VP：峰值

COMP:比較器

DE:反向積分DDM：數字面板表DMM：數字萬用表DVM：數字電壓板SD110-83檢驗規程被檢儀表

準確

度被檢表標度尺的總分格數1030506075100120150300450小數點的位數/末位數的整數倍數0.13/23/52/12/12/12/22/22/22/52/50.23/52/22/22/22/22/52/52/51/11/10.52/12/22/52/52/51/11/11/11/21/20.5級以上表修約間隔等級指數標度尺格數修約間隔10305060751001201503004500.10.0020.0050.010.010.010.020.020.020.050.10.20.0050.010.020.020.020.050.050.050.10.20.50.010.020.050.050.050.10.10.10.20.5各等級儀表修約間隔

等級指數基本修約間隔等級指數0.050.10.20.51.01.52.02.55.010修約間隔0.010.020.020.10.20.20.50.512儀表使用條件

分類組別環境條件參數A組A1組B組B1組C組工作條件溫度0—40℃-20—+50℃-40—+60℃相對濕度（當時溫度）95%(+25℃)85%(+25℃)95%(+25℃85%(+25℃)95%(+35℃)最惡劣條件溫度-40—+60℃-40―+60℃-50—+60℃相對濕度（當時溫度）95%(+35℃)95%(+30℃)95%(+35℃)95%(+30℃)95%(+60℃)第二章

指針式萬用表一、萬用表的結構

萬用表是一種多用途的攜帶式儀表，主要由磁電系表頭，測量線路和轉換開關等組成，表頭用來指示被測量數值，測量線路是用來把各種被測量轉換到適合表頭測量的直流電流，轉換開關實現對不同測量線路的選擇，適應各種被測量要求。1、表頭：萬用表的表頭通常是采用高靈敏度的磁電系測量機構，為了滿足各量程的需要，如電壓的擋要求內阻高，電流擋要求有較小的量程；電阻擋要求能沒較高的電阻值，且電池電壓不能太高等，所以都要求表頭滿刻度電流愈小愈好，一般在10-100微安。2、測量線路：測量線路的主要作用是將被測的大電流、高電壓、交流，通過分流電阻，分壓電阻和整流器變換成表頭所需要的直流電流。3、轉換開關：萬用表中各種測量種類及量程的選擇是靠轉換開關來實現的，當固定觸點和活動觸點閉合時就接通電路。活動觸點通常稱“刀”，固定觸點通常稱為“擲”。二、萬用表電路1、萬用表的直流電流擋：萬用表的直流電流回路實質上是一個多量程的直流電流表，多量程電流表多采用閉路式連接分流器電路。（1）先計算回路總分流電阻R3一般應取整數，不足用電位器補償。（2）整個回路電壓降UK

UK=Ig(Rs+Rg),一般在1伏以下。（3）求各量限的分流電阻R4直流電流電壓測量電路直流電流測量電路直流電壓測量電路2、萬用表直流電壓擋：萬用表的直流電壓回路實質上是一個多量程的直流電壓表，采用不同的附加電阻，得到不同的電壓量程，只有1000V或2500V擋是采用單獨的端鈕配以單獨的附加電阻R17，在這個電路中表頭仍保持與電流擋分流電阻并聯，然后接入附加電阻，其好處是使直流電壓和交流電壓共用一些附加電阻。（1）直流電壓靈敏度：實際上就是萬用表表頭靈敏度電流的倒數

歐/伏。（2）各檔附加電阻R10V=10×SV3、萬用表的交流電壓檔萬用表的交流電壓檔實質上是一個多量程的整流式電壓表，在指針式萬用表中，因采用的磁電系測量機構，它只適應于測量直流量，不能直接測量交流量，若要用它測量交流量，需將它配合整流電路將變流量變為直流量后才能測量。（1）整流電路常用半波整流和全波整流兩種：a圖由中間抽頭的變壓器B與兩個整流器D1、D2聯接成的全波整流電路，這種電路優點是用變壓器將交直流電路彼此分隔開，被測電流電路的工作情況不致畸變。b圖是由四個整流二極管連成的橋式整流電路，這種電路優點交直流電路共用，不必進行轉換。c圖是由兩個整流器與兩個電阻聯成的橋式整流電路。在這種電路中，表頭在交流電的正負半周內分別與電阻r1、……、r2串聯，儀表溫度的影響小，全波式橋式整流電路流過儀表電流平均值IP與被測電流的峰值Im的關系被測電路的電流有效值I與峰值的Im的關系是波形因系數，Ip=0.9I,I=1.11Ip,通過儀表的電流，全波比半波增大一倍，因而全波整流應用較廣。當用直流表頭通過全波整流測定交流有效值時，標度盤應乘以1.11倍。（2）交流電壓各檔計算a整流效率k0=pnk=1×98%×0.9=0.88,p整流因數，全波為1，半波為0.5，n整流元件的整流效率98%，k系數平均值與有效值之比等于0.9。b在整流管取的直流電流

=得到交流電流。C交流電壓靈敏度

，R10U=10V×SV交流電流的測量，從交流電壓靈敏度的基礎上裝上分流器，使U~壓降在1V以內

，

。5、萬用表的直流電阻檔：實質上是一個多量程的歐姆表。萬用表的直流電阻檔（1）測量原理：被測量電阻RX與電流E，可調電阻RW和表頭串聯，此時電路中的電流為當RX=0時被測電路短路，此時回路電流最大，即I=Im=，表頭偏轉達最大。為了使回路中的電流剛好等于表頭的全偏轉電流，用可調電阻RW來調節，當Im=Io，該點即為歐姆擋的零刻度點。當RX=∞時電路處于開路狀態，因此回路電流等于零，儀表沒有偏轉，這個刻度定為歐姆表的無窮大刻度點。當電壓不變時在電路中接入一個標準電阻，指針偏轉大小與被測電阻大小一一對應，如果表頭刻度予先按電阻刻度，那么就可以直接用來測量電阻了。（2）零歐姆調整器

為了保證電壓在1.2-1.6V內變化都能保證測量準確，在每次測量前應先調RW，使RX=0，電位器把柄伸到表殼上，在實際歐表電路中，用得較多是B圖分壓式歐姆調整器，零歐姆調整器RW和固定電阻RS與表頭并聯，起分流作用，限制電流在一定范圍內。（3）歐姆中心值又叫值電阻

當被測電阻RX等于歐姆表內部綜合電阻，歐姆表總電路中的電流I減少了一半

Ig指針指示在中心位置，我們把RT叫中值電阻。（4）歐姆表量程擴大

在相同電壓條件下，如果電流靈敏度提高一倍，則中值電阻大一倍，若并上一只分流電阻，使電流靈敏度降低，到原來

，則中值電阻也下降到原來

，即歐姆表倍率降低一檔，也就是說歐姆表在中值電阻

和10倍范圍內測量精度高，在電流靈敏度相同條件下，若電壓增加10倍（1.5V增加到15V）則中值增加十倍，即倍率提高一檔。6、電平測量6、電平測量實際上，通過電壓來測量比平更為方便,6、電平測量7、穿透電流Iceo的測量三、萬用表的使用：一、使用萬用表應注意的問題正確選擇正確讀數正確測量(一)正確選擇(一)正確選擇(1)測量種類、測量范圍的選擇要慎重。每一次拿起表筆棒準備測量時，都要復查一下選擇開關的位置是否恰當。(2)將紅色表筆棒和黑色表筆棒分別與“+”端和“—”端連接。這樣在進行電流、電壓測量時，通過色標可使紅色表筆棒總與被測對象正極或高電位接觸，避免指針出現反偏。(二)正確讀數(二)正確讀數(1)表盤刻度尺分格對應的量值要分清。(2)標度尺與量限開關的示值要對應。(3)進行電流、電壓測量時，應使萬用表指針指示在滿偏值的

以上。否則應改變測量量限，使被測量有一最小誤差的讀數。(4)進行直流電阻測量時，應使萬用表指針指示在0．1-10倍歐姆中心值(標尺的幾何中心線)的刻度范圍內，否則應改變測量量限。(三)正確測量測量電阻測量電流、電壓電平的測量1．測量電阻(1)每次測量前必須調歐姆零位，更換量限后也要調歐姆零位。(2)被測電阻不能帶電，如電路有電容器，應先將電容器充分放電后方能進行測量。(3)測高阻值電阻時，不能用手接觸導電部分，以免人體電阻的引入而帶來測量誤差。(4)測量晶體管、電解電容器等有極性元器件的等效電阻時，要注意萬用表的電流是從“—”端流出的，即“—”端(黑色表筆棒)為萬用表內附電池的正極，

“+”端(紅色表筆棒)為內附電池的負極。同時，應將測量量限放在×100Ω或×1kΩ檔。量限太小，電流過大可能會燒毀晶體管；量限太大(如×lOkΩ檔)，則電壓過高可能會擊穿晶體管。(4)測量晶體管、電解電容器等有極性元器件的等效電阻時，要注意萬用表的電流是從“—”端流出的，即“—”端(黑色表筆棒)為萬用表內附電池的正極，

“+”端(紅色表筆棒)為內附電池的負極。同時，應將測量量限放在×100Ω或×1kΩ檔。量限太小，電流過大可能會燒毀晶體管；量限太大(如×lOkΩ檔)，則電壓過高可能會擊穿晶體管。(6)測量間歇中，應防止兩表筆棒短接，以免浪費電池能量。2．測量電流、電壓(1)測量電流時，萬用表串人電路，紅色表筆棒接被測對象正極，黑色表筆棒接被測對象負極。(2)測量電壓時，萬用表并入電路，紅色表筆棒接被測對象高電位，黑色表筆棒接至低電位。(3)在高壓測試中改變轉換開關量限時，應將表筆棒離開測試點，以免量限轉換開關接觸打火，燒毀量限轉換開關。(4)若不知被測對象數值大小，應先將萬用表放置在最大測量量限，視指針偏轉情況逐步減小測量量限。(5)在測量IOOV以上的電壓時，宜養成單手操作的習慣，先將黑色表筆棒置零電位處，再用單手將紅色表筆棒去碰觸被測端。(6)若被測對象波形為非正弦波，測量結果會產生波形誤差，需按表1-6進行校正，否則讀數會偏差很大。(7)測量完畢后，應將萬用表的量限轉換開關放至交流電壓最高檔或“．”檔。3．電平的測量萬用表只適應測量音頻電平。其電平測量刻度是利用交流1OV檔，并按照600Ω負載設計的。這是因為我國通信線路普遍是采用特性阻抗為600Ω的架空明線，通信終端設備及測量儀表的輸入、輸出阻抗也是按600Ω設計的。零電平表示在600Ω阻抗上產生lmW的電功率，它所對應的電壓為0.775V。電平的測量與測交流電壓的原理相同。如果被測的負載Z不等于600Ω，應按下式進行修正。實際值＝萬用表dB讀數+10lg600／Z模

擬式萬用表萬用表是由磁電系電流表、電阻和整流器、轉換開關、表盤、表筆、表箱等構成，是一種能夠測量直流電流、直流電壓、交流電壓和電阻的攜帶式儀表，旋動轉換開關，便可選擇不同的測量項目及量限。指針式萬用表又稱模擬式萬用表，人們把變化的物理量稱為模擬量，指針式萬用表的指針偏轉可隨時間作連續變化，并與輸入量保持一種對應的關系，故稱模擬式萬用表，測量原理是把被測量（UIR等）都轉換成直流電流信號，磁電系表頭與輸入量偏轉角保持一定函數關系。指針式萬用表它以功能繁多而得名，它以使用頻繁而被人們認識和掌握，80年代后數字萬用表更為普遍，由于它的體積小，重量輕，功能更多，讀數清晰，直觀更受到人們歡迎。但數字式萬用表還不能完全取代指針式萬用表，在測量變壓器、互感器極性有正反偏轉，有些測試項目需要觀察連續變化量，數字萬用表就不能滿足這種要求，數字用表誤差計算復雜，穩定性較差，它們各有優缺點，兩種都有共同互被優點。一、直流電流測量電路：

直流電流擋是萬用表的基本擋，蓁直流電流、交流電壓歐姆……等等都是從基本擋上分流、分壓串并聯而組成。不裝分流電阻，只能叫表頭，凡裝上分流電阻的表頭才稱電流表。一、直流電流測量電路：Uk=I1R1=I2R2=I3R3=InRn=Ig(Rg+Rf+Rn)Uk是萬用表直流電流擋的一個重要參數，它的數值等于表頭滿偏轉電流與閉合回路總電阻的乘積，它永遠大于任何擋的壓降，但更接近最大電流擋壓降，為了計算方便，它通常取小于1的整數，如MF10型表頭電流9.15-9.3μA最低量限取10μA。一、直流電流測量電路：二、直流電壓測量電路：二、直流電壓測量電路：3、各檔附加電阻：R2.5V=定檔電壓×電壓靈敏度，R2.5V=2.5V×20kΩ/v=50kΩ,R6=50kΩ-2.4kΩ=47.6kΩ,R10=10×20=200kΩ,R7=200kΩ-50kΩ=150kΩ,R50=50×20=1000kΩ＝1MΩR=1000-200=800kΩ,R250=250×20=5000kΩ=5MΩR9=5000kΩ-1000kΩ=4MΩR500=500×20=10000kΩ＝10MΩR50=50×20=1000kΩ,R=1000-200=800kΩ,R10=1000-50000=5MΩR500=500×20=10000kΩ=10MΩ,R10=1000-50000=5MΩ三、交流電壓測量電路：四、交流電流的測量：五、電阻測量電路五、電阻測量電路六，測量穿透電流Iceo和測量晶體管放大倍數β1、穿透電流Iceo的測量，當晶體三極管基極開路流過發射極和集電的電流叫做穿透電流。2、晶體管共發射極靜態直流電流放大系數hFE（β）的測量原理和計算3、用歐姆擋1.5V，P-n-p管eb結正向壓降約為0.25V，所以偏流電阻Rb=PNP管NPN管六，測量穿透電流Iceo和測量晶體管放大倍數β

又由于干電池的電壓在使用時要下降所以測量壓時不能直接運用直的流電流擋而要從電阻檔零歐姆調節電位器中心抽頭引出再并聯一只分流電阻RSā使滿度電流IC擴展為500μA，這樣不但可與電阻檔共用一節電源，并且在電壓下降過程中可用零歐姆調節電位器在R×1K擋進行調整，七、噪聲與分貝七、噪聲與分貝第三章

數字萬用表（DMM）一、綜述：前面介紹的是傳統的指針式萬用表（VOM），這種萬用表已有近百年的歷史，雖然不斷改進及不能滿足某些測量的需要，近30年來，隨著電子技術的迅速發展，各種數字萬用表相繼問世，特別是進入80年代，單片機CMOS，A/D轉換器已廣泛應用，新型袖珍式萬用表也迅速得到推廣和普及，顯示強大的生命力，并在許多情況下，正逐步的取代指針式萬用表。二、數字萬用表的構成數字萬用表的構成數字萬用表具有很高的準確度與分辨率、靈敏度從1μV~10μV，顯示位數3~，測量速度從2~20次/秒，輸入阻抗10M~1000M顯示清晰、直觀、功能齊全、性能穩定、測量速度快，過傳能力強，耗電小（幾十毫瓦），便于攜帶。過流保護裝置，快速熔絲管，熔斷電阻器，過壓保護裝置，雙向限幅二極管火花放電器，氖管，壓敏電阻器，瞬態電壓保護器。A/D轉換器是數字電壓表的核心部件，按原理劃分有四種類型，斜波型，積分型、比較型、復合型。類

型形

式斜波型斜波式、階梯斜波式積分型雙積分式、三次積分式V/f轉換式、脈沖調寬式比較型逐次比較式、跟隨比較式、再循環剩余比較式復合型積分斜波式、兩次取樣式三、數字萬用表的準確度四、典型3萬用表用7106集成電路接線圖R1C1為時鐘振蕩器RC網絡R2R3是基準電壓的分壓電路調整R2使基準電壓VREF=100mV，R4C3為輸入端阻容濾波電路，C2C4基準電容和自動調量電容7106的模擬公共端（第32腳）與面板上的表筆插孔COM連通。V+與COM之間有2.8V（一般2.7~2.9V）穩壓輸出。五、ICL7106的工作原理（一）介紹雙積分式A/D轉換器五、ICL7106的工作原理

雙積分式A/D轉換器的轉換準確度高，抗串模干擾能力強，適于低速A/D轉換器主要由基準電壓源，緩沖器、比較器和模擬開關組成。積分器是A/D轉換器的心臟，在一個測量周期內，積分器首先對輸入電壓進行正向積分，然后對基準電壓反向積分，積分結果送比較器與零電平進行比較，比較器的輸出作為數字電路的控制信號。在信號輸入電路與積分器之間，通過緩沖器進行隔離。1、基準電源：

由穩壓=極管D2，硅二極管D，電阻R1、R2組成。當加于V+~V-間電壓，E>R7伏時D2被反向擊穿，其穩定電壓V2=6.2V，V2經過D、R1、R2分壓后得到基準電壓，E0=2.8V（典型值）D具有負溫度系數，R1、R2的壓降具有正溫度系數，基準電源具有顯著低溫漂。2、模擬開關：

CMOS開關由一只P溝道MOS管和一只N溝道MOS管串聯而成，輸入端V1（I/O）與輸出端VO（O/I）可對調節器使用進行雙向轉輸。VC為控制端，VC為反相控制端。當VC=1（=0）時，模擬開關導通，電壓信號可從V1端傳輸到V0端（或從V0輸到V1），而當VC=0（或=1）時，模擬開關斷開，其截止電阻與導通電阻之比

3、雙積分A/D轉換器

工作原理：A/D轉換器的每個測量周期分成三個階段：自動調零（AZ）、正向積分（INT）、反向積分（DE）.自動調零（AZ）正向積分（INT）反向積分（DE）第一階段，自動調量在此階段，SAZ閉合SINT、SDE斷開完成下述工作：（1）的將IN+、IN+的外部引線斷開，并將緩沖器的同相輸入端與模擬地短接使芯片內部的輸入電壓VIN=OV。(2)把積分器反相輸入端與比較器輸出端短接，此時反映到比較器輸出端的總失調電壓，對自動調零電容CAZ充電以補償繪沖器，積分器和比較器本身的失調電壓可保證輸入失調電壓低10μV。（3）基準電壓VREF向基準電容CREF充電使之流到VREF值的為反向積分階段作準備。第二階段，正向積分

正向積分（亦稱信號積分或采樣）INT，此時SINT閉合、SAZ和SDZ斷開，切斷自動調量電路并去掉短路線，IN+、IN-端分別被接通積分器和比較器開始工作。被測電壓VIN經緩沖器和積分電阻送至積分器，當計數器計滿1000個脈沖時，積分器的輸出電壓為V0=K：緩沖器放大系數，T1：采樣時間，VIN：被測電壓。第三階段：反向積分反向積分亦稱解積分DE：在此階段SA2、SINT斷開，SDE+（或SDE-）閉合控制邏輯在對VIN進行極性判斷后，接通相應極性的模擬開關，將CREF上已充好的基準電壓按相反極性代替VIN進行反向積分。在測量過程中，ICL7106能自動完成下述循環：自動調零正向積分反向積分（二）數字電路主要包括8個單元電路1、時鐘振蕩器：為階低成本31/2，一般采用兩級反相式阻容振蕩器ICL7106內部反相器F1、F2及外部阻容元件R、.C組成

一般要求R≥1k，C≥51PF否則電路不易起振。求出儀表測量速率若R=100k，C=100PF，f0=48kHZ，MR=3次/秒。（二）數字電路（二）數字電路4、譯碼器：譯碼器的作用是將BCD碼譯成7段碼，供顯示用。數字萬用表所用LCD顯示器采用7段結構有a、b、c、d、e、f、g七個段，由這些筆段的可組成從0~9中的任何數字fab,edc筆段字形。（二）數字電路DT830A型數字萬用表的電路原理簡況準確度=±（0.5%Ydg+1字）整機電路可分10部份共使用4片集成電路。CMOS雙積分A/D轉換器，IC1（TSC7106，也可用ICL7106代替）。雙運算放大器IC2（TL062）；四異或門LC3（CD4070）；2輸入端四與非門IC4CD4011。圖：A/D轉換電路A/D轉換器：儀表選用TSC7106型31/2位A/D轉換器，并以200mV為基本表，時鐘振蕩器由R3C5組成。實選R3=100kn，C5=100PF，時鐘頻率f0≈48Hz,儀表測量速率MR=f0/16000≈3次/秒，模擬輸入端的高頻濾波器是由R2和C3構成的，R2兼作限流保護電阻。R1、C1分別為積分電阻與積分電容，C2是自動調零電容C4為基準電容。由R11、R12、RP1、R13構成分壓器向TSC7106提供基準電壓.DT830A型數字萬用表的電路原理當RP1調至最下端時:當RP1調到最上端時：小數點及低電壓指示符驅動電路。DP1、DP2、DP3液晶顯示器上十位、百位、千位的小數點，個位不需要加小數點，驅動電路未用一片四異或門CD4070異或門I、II、III分別用以驅動3個小數點R20-R21、R22均為偏置電阻。直流電壓測量電路直流電壓測量電路直流電流測量電路其原理是借助于分流器將200mV直流數字電壓表改裝成7量程數字電流表。200μAVIN=IM1?R37-33=200μA×1k=200mV2mAVIN=IM2?R36-33=2mA×100Ω=200mV20mAVIN=IM3?R35-33=20mA×10Ω=200mV200mA檔VIN=IM4?R34-33=200mA×1Ω=200mV2A檔VIN=2000mA×0.1Ω=200mV直流電流測量電路20A檔為專用插孔，其分流電阻R44采用0.01n錳銅絲制作，以便隨大電流因20A插孔未加保護裝置，故測量20A輸入電流的時間不得超過15S，20μA檔的設計比較特殊，該檔單獨使用一只10kΩ的分流電阻R45，由于R45>>R40，因此，該檔總分流電阻可視為R45，在滿度時，IIN=IM=20μA，由此計算出滿度壓降VIN=UM=INR45=20μA×10kΩ=200mV。保護電路由FU、D1、D2所組成，FU采用2A/250V熔絲管，實際上D1、D2均是將兩只1N4002（1A/100V）型硅管整流二極管反極性并聯，起到雙向限幅作用。交流電流測量電路在AC/DC轉換器的前級增加分流器，就構成交流電流表。電阻測量電路二極管測試電路晶體管HFE測量電路蜂鳴器電路蜂鳴器電路數字萬用表的使用要點1、使用之前應仔細閱讀說明書，熟悉電源開關，功能及量程轉換開關，功能鍵（如讀數保持鍵，峰值保持鍵，真有效值功能鍵，相對值功能鍵）輸入插孔、專用插孔、儀表附件，還應了解儀表極限參數，過壓，過流、極性、低電壓顯示，測量前檢查表筆、引線絕緣、插孔，確保安全。2、禁止在高溫、陽光直射、潮濕、寒冷、灰塵多的環境下使用或存放數字萬用表，以免損壞液晶顯示器和其它元器件，通常在0~40℃，RH<85%以下，才能保證測出數據有效。3、盡管數表有比較完善的保護措施，仍要盡量避免誤操作，數表損壞修理難度大，更換元件器價格貴，測量完備，應先將量程開關撥至最高電壓檔，再關閉電源，防止下次開始測量時不慎損壞儀表，剛開始測量時會出現跳數現象，等穩定再讀數。4、測量交流電壓時，應當用黑表筆接觸被測量電壓低電位端，以消除儀表輸入端對地分布電容影響，減小測量誤差，測量電阻以及二極管紅表筆應接V、Ω插孔帶正電，黑表筆接COM插孔帶負電，這與模擬式萬用表的電阻檔極性恰好相反。5、鑒于電阻檔所提供的測試電流很小，測量二極管、晶體管正向電阻時，要比用模擬式萬用表電阻檔測量值高出幾倍或幾十倍，建議改用二極管檔去測量PN結。6、不得隨意打開儀表拆卸線路，以免造成人為故障或改變出廠時已經調試好的技術指標，為了保證儀表技術指標，每年應進行一次檢定，修理完備需要對儀表重新檢定。數字萬用表的調試方法

對于測試人員來講，學會正確使用數字萬用表是工作的前提條件，熟悉儀表的電路原理是工作的基礎，而掌握調試與檢修技術是工作的可靠保證，數字萬用表屬于精密電子測量儀表，供測量準確度不僅取決于電路設計，元器件質量與安裝工藝與調試方法及所用調試儀器密切相關。調試程序（1）先調零點，后調功能。（2）先直流，后交流；（3）先電壓，后電流；（4）先低檔，后高檔，僅對ACV檔而言應先調2V檔，再調200mV20V；（5）先基本檔，后附加檔。二極管hFE。調試方法1、零點調整：當輸入端開路時在直流200mV檔，可能有數字出現，感應造成顯示10個字以下短路后顯示值應為零，電阻檔開路時應顯示“1”，溫度應顯示室溫。2、直流電壓檔調試：將被校表撥至DCV200mV量程，輸入100.0mV標準信號，調節基準電壓調整電位器，使被校表顯示值在規定mV，190.0mV，使被核表顯示值在規定范圍內；輸入-100.00mV要求與輸入+100.0mV相差不超過一個字。3、交流電壓檔的調試：將被校表撥至ACVIV量程，標準源輸出60HZ1V（RMS）的信號調節AC/DC轉換電路中的電位器，使被校表讀數在規定范圍內，依次將量程開關撥至200mV20V……700V均在合格范圍內；再將標準源頻率分別先50HZ400HZ重復上述步驟，顯示值應在規定范圍內。4、直流電流檔（DCA）的調試：將被測表撥至200μA，接好線，顯示均在合格范圍內。注意200mA檔的讀數若偏高，待調整好2A檔后再進行測試。5、交流電流檔（ACA）的調試：將交流頻率調至60HZ，在200μA，2mA，20mA，200mA，2A檔及20A檔分別輸入100μA，1mA，10mA，100mA，1A和10A顯示值應在規定范圍內。6、電阻檔（Ω）調試：接入標準電阻箱依次撥至各檔分別測量各檔中間刻度在合格范圍內。7、電容檔的調試：將被校表撥至200nF電容檔，把100nF(即0.1μF)的標準電容插入CX插座上，調節相應的電位器使顯示值在規定范圍內。調試方法8、頻率檔的調試：將頻率檔撥至20kHz檔輸入19kHZ5mV（RMS）的標準信號，調整相應的電位器，使顯示值在規定范圍內。9、溫度檔（T）的調試：將被校表撥至溫度擋，把測溫探頭置于相同環境溫度下放置20分鐘以上，再插入K型插座上，調好零點顯示000-001℃，再將插頭插入100℃在調節另一只電位器顯示99-100℃；將毫伏信號源的輸出接被校表的K型插座中，依次輸出12.21mV29.13mV41.27mV分別校℃、700℃和1000℃的顯示值，若超差則微調對應的電位器。10、電導檔（ns）的調試：將撥至200ns檔，然后測量100MN的標準電阻，調電位器至合格。11、邏輯測試檔（LOGIC）的調試：將標準直流電壓源2V接入被校表VN插孔與COM插孔之間，當V低于規定的閥值壓時被試表顯示“▼”符號同時蜂鳴器發聲；當V高于閥值電壓時應顯示“▲”符號，此時峰鳴器不發聲，對DT970數表閥值為1.9V。12、二極管及蜂鳴器檔的調試，被表放二極管檔，凈二極管的正極接VΩ插孔負極接COM插孔，顯示二極管正向壓降值，若反極性則儀表溢出應顯示“1”。13、電池低電壓批示的調試：當被測表的電池電壓E<7.5V應出現低電壓指示符。14、測試整機功耗：測整機工作電流（一般為4.5mA）再乘當時電池電壓31/2表為45mW。15、檢查儀表線性度：將開關撥至DCV200mV，從1mV……190mV檢查該檔線性度。檢修數字萬用表的方法DT830A型數字萬用表的調試方法和故障檢修1、直流電壓檔200mV；100mV應在99.4~100.6mV調RP1（220n）。2、交流電壓檔200mV；100mV應在98.5~101.5mV調RP2（220n）。3、直流電流檔200μA；100μA應在99.4~100.6mV4、交流電流檔200μA；100μA應在97.9~102.1mV，20A檔測10A應在9.63~10.375、歐姆表200檔；測100應在98.9~1016、DT830A常見故障分析DT830A故障分析表故障現象故障原因排除方法1、小數點不顯示1、IC3（CD4070）損壞2、IC1（TSC7106）的背電極信號（BP）未加至異或門輸入端3、量程開關接觸不良4、LCD上某個小數點損壞1、更換CD40702、檢查印制導線3、用砂紙打磨觸點或用小刀修理簧片4、更換液晶顯示器2、小數點亂顯示偏置電阻R20~R22中有開路的重新焊接或更換已經開路的電阻3、當電池電壓低于7V時不出現低電壓指示符1、晶體管T2損壞2、R17、R19的阻值改變3、C13嚴重漏電，使TSC7106無法工作1、更換JE90132、更換電阻3、更換C13（47uF）電解電容器4、DCV檔不能測量1、量程開關與印制導線之間接觸不良2、R2脫焊，使輸入通道開路1、修理簧片以增加彈性2、重焊R2（1MΩ）電阻5、DCV檔測量誤差明顯增大1、基準電壓值改變2、分壓電阻變值3、量程開關接觸不良1、重調RP1（220Ω），使VREF=100.0mV2、更換精密電阻3、修復6、ACV檔不能測量1、IC2損壞，沒有輸出2、R9脫焊3、C10極間短路4、整流管D5損壞1、更換TL06222、重新焊好3、更換10uF電容4、更換1N41487、ACV檔嚴重超差且讀數不穩定1、IC2性能變差，失調電壓增大2、C7或C9存在漏電，起不到隔直作用3、C10的容量減小，濾波不凈4、RP2的滑動觸頭松動，使通時斷1、更換TL06222、更換4.7uF電解電容3、更換10uF電解電容4、更換220Ω電位器DT830A故障分析表（續）故障現象故障原因排除方法8、DCA20uA~2A檔都不能測量1、熔絲管燒斷2、D1或D2擊穿短路3、量程開關在電流檔的引線脫開1、更換2A/250V熔絲管2、更換1N40023、焊好引線9、DCA檔嚴重超差1、量程開關的簧片變形，接觸電阻過大，影響了分壓比2、熔絲管插座銹蝕，接觸不良3、分流電阻值改變1、修復簧片2、用砂紙磨掉銅銹3、更換分流電阻10、Ω檔不能測量1、R11開路2、PTC元件性能不佳造成T1硬擊穿損壞3、C11短路1、重新焊好2、更換正溫度系數熱敏電阻和晶體管T13、更換0.1uF電容11、200Ω檔測量誤差增大1、R43阻值改變2、量程開關在該檔的接觸不好1、更換100Ω精密電阻2、修理量程開關12、20MΩ檔示值不穩且誤差偏大1、印制版上焊標準電阻處存在漏電2、該檔標準電阻值改變，不等于10MΩ3、外界干擾造成儀表跳數1、用無水酒精棉球擦洗印制板2、查明變值電阻，更換之3、遠離干擾，或將兩根表筆線互相絞合，減小干擾13、二極管檔不能測量1、保護元件D6，D7，R47損壞2、R48開路3、分壓電阻R14，R15的阻值改變1、更換損壞的元件2、重新焊好3、更換變值電阻14、蜂鳴器檔在表筆短路時不發聲1、IC2b，IC4損壞2、壓電蜂鳴片脫焊1、更換TL062、CD40112、重焊第四章兆歐表在電氣設備中，如發電機、電動機、變壓器等，在長期運行中，由于發熱和受潮，致使絕緣老化，造成漏電或燒壞設備以及人身事故，為了防止發生事故，要經常測量絕緣電阻的數值，分析絕緣電阻變化的規律，判斷其絕緣物的老化程度，制定檢修計劃，兆歐表攜帶方便，測量簡單，不需要其它輔助設備，直接從表盤上獲得測量值。兆歐表是由測量機構，高壓電源和測量線路組成，兆歐表中的高壓電源大多是使用手搖發電機，市電經整流，干電池及晶體管直流電壓變換器作電源的，電源規格有250V、500V、1000V、2500V、5000V多種。380/220V低壓設備用500V兆歐表，500V導線用1000V兆歐表，10kV高壓設備用2500V兆歐表。一、兆歐表測量機構的結構及工作原理工作原理工作原理二、手搖發電機的結構和工作原理

發電機的工作原理是屬于一種電磁感應現象，即利用磁能加上動能使之產生電能，當某一導體在磁場中做切割磁力線運動時，在導體中產生感應電勢，其感應電勢的大小由三種因素決定：（1）磁感應強度越強，感應電勢越大。（2）線圈匝數越多感應電勢越大。（3）導線在磁場內運動越快，即單位時間內的切割次數越多，感應電勢越大。為獲得交變的電動勢必須使磁力線不停地穿越導體，固定矽鋼片和線圈稱為定子，在磁場中作旋轉運動稱轉子。1、轉子線圈式發電機工作原理和整流原理這種發電機的結構、轉子是由一個按120o分布的“Y”形鐵芯制成，在鐵心的三個臂上繞有匝數相同的三個線圈，三個線圈作星形連接，其每個線圈的始端接在一起，末端接于與之相應的銅環上。轉子鐵芯制成Y形的目的是：當轉子在磁場中旋轉，任何瞬間都有交變磁力線通過鐵芯感應交變電動勢。定子是永久磁鐵，它產生一定方面的磁場，當轉子在磁場中按一定方向轉動時，轉子切割磁力線，產生交變感應電動勢。

兆歐表的測量機構需要的是直流電勢，故必須把發電機中發出的交變電動勢整流為直流電勢，在這種發電機中是采用同步整流子（整流環）整流。整流子是一個按120o分布成三段彼此絕緣的銅環，此銅環裝在轉子軸上，每一段銅環與轉子的一個極對正，再用石墨與銅粉壓制而成的兩個“電刷”，從銅環上將電流引出，其電流因銅環的同步整流作用而成為直流。2、轉子磁鐵式發電機工作原理2、轉子磁鐵式發電機工作原理第五章交直流兩用晶體管兆歐表電源電路整流電路直流穩壓電路晶體管磁場飽和振蕩電路倍壓整流電路測量回路整流電路

開關撥到220V交流電源，經變壓器降壓，由四個具有單向導電性能的半導體二極管組成單向全波整流電路，當電源j接通，T1變壓器次級e2極性上（+）下（一）、二極管D2、D3導通，電流IL由T1次級“+”端經D2RLD3回到T1次級“-”端，在負載RL上得到一個半波整流電壓。當電源極性反時，上“-”下“+”電流TL通過D4、RL、D1回到T1次級（-）端，同樣在負載RL上得到另一個半波整流電壓。如果電源的波形為正弦波，則變壓器二次電壓e2=,siwt,此時加在每個整流管的反向峰值電壓為

，該整流電路輸出電壓一般為VL=（1.1~1.4）E2(系數1.1-1.4決定于所接入的電容量，負載電流)整流電路串聯型負反饋穩壓電源工作原理串聯型負反饋穩壓電源工作原理磁飽和振蕩器工作原理

磁飽和振蕩器主要由具有矩形磁帶回線“鐵淦氧”制成的磁環所構成。這種磁性材料的B-H曲線，磁化過程簡述如下：設開始進行磁化時，鐵芯中的剩磁為另，在線圈中通以電流，使H由另逐漸增加到HM時，磁鐵的磁化過程沿著起始曲線oa進行，直至B達到飽和值+BM，然后減少通入的電流，去磁過程并不按原磁化曲線退磁，而是沿著另一條曲線a，b進行。當H降到另時，B=+Br，+Br稱為剩磁感應強。如果需要將剩磁感應強度退到零，就必須使通入線圈的電流反向，使H在反方向達到一定的-H值，恰好使Br降到零的-H稱為該磁性材料的矯頑力，即H=，以后H繼續在反方向增加時，則磁鐵開始沿著c，d反方向磁化，使-Br達到反向飽和值-Br，以下按d-e-f-a程序可畫出一條閉環的磁滯回線。磁飽和振蕩器工作原理磁飽和振蕩器工作原理兆歐表的正確使用兆歐表的正確使用

屏蔽端“G”是用來屏蔽表面電流的，在圖6-9中，測量的對象是電纜芯線和外層鉛皮之間的絕緣電阻，即電纜內體積電流Iv，途徑的電阻。但是，由于絕緣材料表面漏電流I的存在，會使測量結果不準確。特別是像電纜這類埋于地下運行，造成絕緣表面不干凈以及濕度很大的設備，表面漏電流就更大，它將使測量結果受到嚴重的歪曲。為了排除表面電流的影響，采用屏蔽端“G”的連接方式，如圖2所示。這樣，表面電流I將不會通過絕緣電阻表的測量機構，而直接和發電機構成回路，從而消除了它的影響。兆歐表的正確使用1、用兆歐表測量高壓設備絕緣，必須由兩人擔任，檢查被測電氣設備和電路是否全部切斷電源,充分放電，絕對不允許設備和線路帶電時用兆歐表去測量。2、禁止在雷電時或附近有高壓導體的設備測量絕緣電阻，只有在設備不帶電，又不可能受其他電源感應而帶電的情況下才能測量。3、根據電氣設備的電壓等級選用不同額定電壓兆歐表，以免將設備絕緣擊穿。4、將兆歐表放置在干燥、水平位置，與被測物連接線必須用絕緣良好，單根線，不得于其它線絞合，表面不得與被測物接觸，否則導線之間的絕緣電阻與被測對象之間的絕緣電阻相當于并聯，使測量結果受影響。5、在測量設備對地絕緣時應當用E接外殼，L接被測設備導電芯線，G接屏蔽層，否則將可能會由于大地雜散電流的影響，使測量不準。6、測量絕緣時，應保持絕緣電阻表的額定轉速為120轉/分，切忌勿快勿慢，遇到大型設備先搖動手柄才將導線搭到導電桿上，等到指針穩定不變，讀完數，測試線離開被測物后，才停止搖動，防止被測體反沖電、損壞兆歐表、測試后應對被測體多次放電，絕對保證安全。第六章接地電阻表

接地電阻表又稱接地搖表，是供測量各種接地電阻，土壤電阻率的專用儀器。(一)什么叫接地電阻？從接地體到零電位之間的電阻。(二)什么叫接地裝置？接地體和接地線的總稱叫接地裝置。

根據接地性質和接地設備技術要求可分為工作接地電氣設備因正常工作或排除事故需要將電路中某一點接地如發電機、變壓器中性點接地。保護接地為了預防危險的接觸電壓和垮步電壓，將與帶電部份絕緣的電氣外殼接地、互感器付邊一點接地，避雷器裝置接地，桿塔接地。過電壓的接地為了防止大氣過電壓擊穿設備造成損壞，高大建筑物上，避雷針、架空線路上的避雷線。弱電流接地防止通訊設備受高電壓危害，減小高電壓對通訊回路干擾對設備接地保護。重復接地就是在保護PE上再次接地，其接地電阻必須小于10Ω，重復接地可以起到保護線斷線后的補充保護作用，也可降低漏電設備對地電壓和縮短故障持續時間。接地電阻表

用電設備三相四線制：工地分散時，采用N線除了在電源中性點有一處接地外在線路的任何地方不能重復接地，而PW必須在配電室或總配電箱處作重復接地，還必須在配電線路的分支處末端做重復接地。接地電阻大小要求（1）短路電流>4000A，

（2）變壓器總容量小于100KVA允許大于4Ω，不得超過10Ω。（3）發電區專用設備集電裝置≤10Ω。（4）有架空線桿塔的接地電阻根據土壤電阻率10-15-20Ω。(二)結構ZC-8型接地電阻測量儀由于搖發電機，電流互感器，滑線電阻及檢流計等組成。全部置于一個鋁合金鑄成的外殼內，接地電阻測量儀的表面有三個端紐E、P、C；也有四個端紐的，即C1、P1、P2、C2

；四個端紐的儀表還可以用來測量土電阻率。（一）概述1.電氣設備運行時，為防止因某種原因絕緣被擊穿和漏電使電氣設備外殼帶電，危及人身安全，要求將設備外殼接地。另外，在高大建筑物、高壓輸電線、戶外高壓電氣設備上都裝有避雷裝置，如避雷針、避雷線、避雷器等。這些避雷裝置也要接地。如果接地不良，就可能使地電位升高，甚至引起危險的跨步電