| 常用仪器仪表
第一节 测量的基本知识
一、测量仪表的分类
测量仪表的分类如下： ●根据被测量的名称（或单位）分类：有电流表、电压表、功率表、兆欧表等； ●按作用原理分类：主要有磁电式、电磁式、电动式、感应式等； 磁电式—C、 整流式—L、热偶式—E、电磁式—T、 电动式、铁磁电动式—D、感应式—G、静电式—Q ●根据仪表的测量方式分类：有直读式仪表和比较式仪表； ●根据仪表所测的电流种类分类：有直流仪表、交流仪表、交直流两用仪表； ●按仪表的准确度等级分类； ●根据对磁场防御能力和使用条件分类等等。 二、测量方法
测量方法是制获得测量结果的手段或途径，对使用什么仪器，没有限制。测量方法可分为： 1.直接测量：未知量的测量结果直接由实验数据获得； 2.间接测量：未知量的结果由直接测量的量代入公式计算而得到； 3.组合测量：未知量与测量量的关系更为复杂，需通过较为复杂的运算、推导而得到其结果。 采用什么样的测量方法，要根据测量条件，被测量的特性以及对准确度的要求等进行选择，目的是得到合乎要求的、科学可靠的实验结果。 三、电工测量的内容
(1)“电磁能”量的测量，如电流、电压、电功率、电场强度，电磁干扰、噪声等的测量； (2)电信号的特性的测量，如波形、保真度(失真度)、频率(周期)、相位、脉冲参数、调制度、信号频谱、信／噪比以及逻辑状态等的测量； (3)元件及电路参数的测量，例如电阻、电感、电容、电子器件(电子管、晶体管、场效应管及集成电路等)的测量、电路(含电子设备及仪器等)的频率响应、通带宽度、品质因数、相位移、延时、衰减、增益的测量以及特性曲线(如频率特性曲线、器件的伏安特性曲线)的测量; (4)数字元件和微机系统的数据流的测量，如数字元件和微机系统的故障诊断和数据流的测量。 第二节 万用表
一、基本原理
万用表的基本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，就会有电流指示。但表头不能通过大电流，所以，必须在表头上并联与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。下面分别介绍，原理图如1-11-1所示。 （1）测直流电流原理 如图1a所示，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，就能改变电流测量范围。 （2）测直流电压原理 如图1b所示，在表头上串联一个适当的电阻（叫倍增电阻）进行降压，就可以扩展电压量程。改变倍增电阻的阻值，就能改变电压的测量范围。 图1-11-1扩展量程原理图 （3）测交流电压原理 如图1c所示，因为表头是直流表，所以测量交流时，需加装一个并、串式半波整流电路，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）测电阻原理 如图1d所示，在表头上并联和串联适当的电阻，同时串接一节电池，使电流通过被测电阻，根据电流的大小，就可测量出电阻值。改变分流电阻的阻值，就能改变电阻的量程。 二、指针式万用表
（1）指针万用表的表盘结构 指针万用表（以105型为例）的表盘如图1-11-2所示。通过转换开关的旋钮来改变测量项目和测量量程。机械调零旋钮用来保持指针在静止处在左零位。“Ω”调零旋钮是用来测量电阻时使指针对准右零位，以保证测量数值准确。 万用表的测量范围如下： 直流电压：分5档—0-6V；0-30V；0-150V；0-300V；0-600V。 交流电压：分5档—0-6V；0-30V；0-150V；0-300V；0-600V 直流电流：分3档—0-3mA；0-30mA；0-300mA。 电阻：分5档—R*1；R*10；R*100；R*1K；R*10K
图1-11-2 105型表盘结构
（2）测量方法 ①测量电阻：如图1-11-3所示先将表棒搭在一起短路，使指针向右偏转转，随即调整“Ω”调零旋钮，使指针恰好指到0。然后将两根表棒分别接触被测电阻（或电路）两端，读出指针在欧姆刻度线（第一条线）上的读数，再乘以该档标的数字，就是所测电阻的阻值。例如用R*100挡测量电阻，指针指在80，则所测得的电阻值为80*100=8K。由于“Ω”刻度线左部读数较密，难于看准，所以测量时应选择适当的欧姆档。使指针在刻度线的中部或右部，这样读数比较清楚准确。每次换档，都应重新将两根表棒短接，重新调整指针到零位，才能测准。
图1-11-3测量电阻接线图
②测量直流电压：如图1-11-4所示首先估计一下被测电压的大小，然后将转换开关拨至适当的V量程，将正表棒接被测电压“+”端，负表棒接被测量电压“-”端。然后根据该挡量程数字与标直流符号“DC-”刻度线（第二条线）上的指针所指数字，来读出被测电压的大小。如用V300伏档测量，可以直接读0-300的指示数值。如用V30伏档测量，只须将刻度线上300这个数字去掉一个“0”，看成是30，再依次把200、100等数字看成是20、10既可直接读出指针指示数值。例如用V6伏档测量直流电压，指针指在15，则所测得电压为1.5伏。
图1-11-4测量直流电压接线图
③测量直流电流：如图1-11-5所示先估计一下被测电流的大小，然后将转换开关拨至合适的mA量程，再把万用表串接在电路中，如图所示。同时观察标有直流符号“DC”的刻度线，如电流量程选在3mA档，这时，应把表面刻度线上300的数字，去掉两个“0”，看成3，又依次把200、100看成是2、1，这样就可以读出被测电流数值。例如用直流3mA档测量直流电流，指针在100，则电流为1mA。
图1-11-5测量直流电流接线图
④测量交流电压：测交流电压的方法与测量直流电压相似，所不同的是因交流电没有正、负之分，所以测量交流时，表棒也就不需分正、负。读数方法与上述的测量直流电压的读法一样，只是数字应看标有交流符号“AC”的刻度线上的指针位置。 （3）使用中的注意事项 万用表是比较精密的仪器，如果使用不当，不仅造成测量不准确且极易损坏。但是，只要我们掌握万用表的使用方法和注意事项，谨慎从事，那么万用表就能经久耐用。使用万用表时应注意如下事项： ①测量电流与电压不能旋错档位。如果误将电阻档或电流档去测电压，就极易烧坏电表。万用表不用时，最好将档位旋至交流电压最高档，避免因使用不当而损坏。 ②测量直流电压和直流电流时，注意“+”“-”极性，不要接错。如发现指针开反转，既应立即调换表棒，以免损坏指针及表头。 ③如果不知道被测电压或电流的大小，应先用最高档，而后再选用合适的档位来测试，以免表针偏转过度而损坏表头。所选用的档位愈靠近被测值，测量的数值就愈准确。 ④测量电阻时，不要用手触及元件的裸体的两端（或两支表棒的金属部分），以免人体电阻与被测电阻并联，使测量结果不准确。 ⑤测量电阻时，如将两支表棒短接，调“零欧姆”旋钮至最大，指针仍然达不到0点，这种现象通常是由于表内电池电压不足造成的，应换上新电池方能准确测量。 ⑥万用表不用时，不要旋在电阻档，因为内有电池，如不小心易使两根表棒相碰短路，不仅耗费电池，严重时甚至会损坏表头。 三、数字式万用表
（1）概述 数字万用表与模拟表相比，具有更高的精度和更大的输人阻抗，目视距离较远且不易造成误读，尺寸小．能提供数字式的电输出(用于与外部设备接口)。数字电压表的三种主要类型是：面板式、台式和系统式。各种数字万用表都采用了某种类型的A／D转换器(通常是双斜积分式)，而且具有目视的读出装置来显示转换器(LED数码管)的输出。它具有小列优越性： ①高准确度和高分辨率，数字式电压表的准确度可以达到相当高，这是指针式万用表望尘莫及的。目前大量使用的3 位或4位数字式万用表的测量准确度为±0.5%至±0.03%。数字式万用表的分辨率越是很高的。这里所说的分辨率，是指最低量程上末位一个字所对应的电压值。需要指出的是，分辨立标争议标的灵敏性，而准确度则是反映测量结果与真值一致的程度，两者是不同的概念。在实用上，并不是准确度和灵敏度越高越好，这要看被测的具体对象而定，否则也是一种浪费。一般来讲，3位或4 位数字式万用表已能满足通常测量需要。 ②高输入阻抗，数字万用表的输入阻抗很高，因而在测量过程中对被测电路的影响小，从而能提高测量的准确性。 ③测量速率快。 ④过载能力强等特点。 （2）基本工作原理 系统式数字电压表，可用在数据采集系统中以提供基本的A／D转换功能，只需用数字电压表(DvM)来和各外部设备接口，即可组成这种数据采集系统。图1-11-6所示系统式数字万用表的构成方框图。
图1-11-6数字万用表构成方框图
图1-11-6所示的测量框图，其基本电路是测电压的电路。测电流时，让电流通过一精密的低阻的分流电阻器，就可把电流转换成电压；测交流，则把交流转换成直流，即采用整流器和滤波器。为了测量电阻，这种数字表采用了一个精密的小电流源．加在被测电阻器的两端，这样产生的直流电压，经转换成数字量后，作为电阻的欧姆数而读出。 除了测量电压、电流和电阻，数字万用表一般还具有二极管、三极管测试，导通指示器(即当连接电路的电阻)小于几个欧姆时，可发出嘟嘟声，这样，用户无需看表可集中注意力进行电路检查。 （3）使用中的注意事项 在测量时，为了使测量精度达到最大，电表测量档最好用比被测电压大但量档最小的档，否则，会使测量精度降低；若电表的测量档比被测电压低，会使电表过荷从而可能损坏电表。若不知道被测电压的大概值，最好开始时，用最大档测量。 （4）测量技巧 ①测喇叭、耳机、动圈式话筒：用R×1Ω档，任一表笔接一端，另一表笔点触另一端，正常时会发出清脆响量的“哒”声。如果不响，则是线圈断了，如果响声小而尖，则是有擦圈问题，也不能用。 ②测电容：用电阻档，根据电容容量选择适当的量程，并注意测量时对于电解电容黑表笔要接电容正极。①、估测微波法级电容容量的大小：可凭经验或参照相同容量的标准电容，根据指针摆动的最大幅度来判定。所参照的电容不必耐压值也一样，只要容量相同即可，例如估测一个100μF/250V的电容可用一个100μF/25V的电容来参照，只要它们指针摆动最大幅度一样，即可断定容量一样。②、估测皮法级电容容量大小：要用R×10kΩ档，但只能测到1000pF以上的电容。对1000pF或稍大一点的电容，只要表针稍有摆动，即可认为容量够了。③、测电容是否漏电：对一千微法以上的电容，可先用R×10Ω档将其快速充电，并初步估测电容容量，然后改到R×1kΩ档继续测一会儿，这时指针不应回返，而应停在或十分接近∞处，否则就是有漏电现象。对一些几十微法以下的定时或振荡电容（比如彩电开关电源的振荡电容），对其漏电特性要求非常高，只要稍有漏电就不能用，这时可在R×1kΩ档充完电后再改用R×10kΩ档继续测量，同样表针应停在∞处而不应回返。 ③在路测二极管、三极管、稳压管好坏：因为在实际电路中，三极管的偏置电阻或二极管、稳压管的周边电阻一般都比较大，大都在几百几千欧姆以上，这样，我们就可以用万用表的R×10Ω或R×1Ω档来在路测量PN结的好坏。在路测量时，用R×10Ω档测PN结应有较明显的正反向特性（如果正反向电阻相差不太明显，可改用R×1Ω档来测），一般正向电阻在R×10Ω档测时表针应指示在200Ω左右，在R×1Ω档测时表针应指示在30Ω左右（根据不同表型可能略有出入）。如果测量结果正向阻值太大或反向阻值太小，都说明这个PN结有问题，这个管子也就有问题了。这种方法对于维修时特别有效，可以非常快速地找出坏管，甚至可以测出尚未完全坏掉但特性变坏的管子。比如当你用小阻值档测量某个PN结正向电阻过大，如果你把它焊下来用常用的R×1kΩ档再测，可能还是正常的，其实这个管子的特性已经变坏了，不能正常工作或不稳定了。 ④测电阻：重要的是要选好量程，当指针指示于1/3～2/3满量程时测量精度最高，读数最准确。要注意的是，在用R×10k电阻档测兆欧级的大阻值电阻时，不可将手指捏在电阻两端，这样人体电阻会使测量结果偏些 ⑤测稳压二极管：我们通常所用到的稳压管的稳压值一般都大于1.5V，而指针表的R×1k以下的电阻档是用表内的1.5V电池供电的，这样，用R×1k以下的电阻档测量稳压管就如同测二极管一样，具有完全的单向导电性。但指针表的R×10k档是用9V或15V电池供电的，在用R×10k测稳压值小于9V或15V的稳压管时，反向阻值就不会是∞，而是有一定阻值，但这个阻值还是要大大高于稳压管的正向阻值的。如此，我们就可以初步估测出稳压管的好坏。但是，好的稳压管还要有个准确的稳压值，业余条件下怎么估测出这个稳压值呢？不难，再去找一块指针表来就可以了。方法是：先将一块表置于R×10k档，其黑、红表笔分别接在稳压管的阴极和阳极，这时就模拟出稳压管的实际工作状态，再取另一块表置于电压档V×10V或V×50V（根据稳压值）上，将红、黑表笔分别搭接到刚才那块表的的黑、红表笔上，这时测出的电压值就基本上是这个稳压管的稳压值。说“基本上”，是因为第一块表对稳压管的偏置电流相对正常使用时的偏置电流稍小些，所以测出的稳压值会稍偏大一点，但基本相差不大。这个方法只可估测稳压值小于指针表高压电池电压的稳压管。如果稳压管的稳压值太高，就只能用外加电源的方法来测量了（这样看来，我们在选用指针表时，选用高压电池电压为15V的要比9V的更适用些）。 6、测三极管：通常我们要用R×1kΩ档，不管是NPN管还是PNP管，不管是小功率、**率、大功率管，测其be结cb结都应呈现与二极管完全相同的单向导电性，反向电阻无穷大，其正向电阻大约在10K左右。为进一步估测管子特性的好坏，必要时还应变换电阻档位进行多次测量，方法是：置R×10Ω档测PN结正向导通电阻都在大约200Ω左右；置R×1Ω档测PN结正向导通电阻都在大约30Ω左右，（以上为47型表测得数据，其它型号表大概略有不同，可多试测几个好管总结一下，做到心中有数）如果读数偏大太多，可以断定管子的特性不好。还可将表置于R×10kΩ再测，耐压再低的管子（基本上三极管的耐压都在30V以上），其cb结反向电阻也应在∞，但其be结的反向电阻可能会有些，表针会稍有偏转（一般不会超过满量程的1/3，根据管子的耐压不同而不同）。同样，在用R×10kΩ档测ec间(对NPN管）或ce间（对PNP管）的电阻时，表针可能略有偏转，但这不表示管子是坏的。但在用R×1kΩ以下档测ce或ec间电阻时，表头指示应为无穷大，否则管子就是有问题。应该说明一点的是，以上测量是针对硅管而言的，对锗管不适用。不过现在锗管也很少见了。另外，所说的“反向”是针对PN结而言，对NPN管和PNP管方向实际上是不同的。 现在常见的三极管大部分是塑封的，如何准确判断三极管的三只引脚哪个是b、c、e？三极管的b极很容易测出来，但怎么断定哪个是c哪个是e？这里推荐三种方法：第一种方法：对于有测三极管hFE插孔的指针表，先测出b极后，将三极管随意插到插孔中去（当然b极是可以插准确的），测一下hFE值，然后再将管子倒过来再测一遍，测得hFE值比较大的一次，各管脚插入的位置是正确的。第二种方法：对无hFE测量插孔的表，或管子太大不方便插入插孔的，可以用这种方法：对NPN管，先测出b极（管子是NPN还是PNP以及其b脚都很容易测出，是吧？），将表置于R×1kΩ档，将红表笔接假设的e极（注意拿红表笔的手不要碰到表笔尖或管脚），黑表笔接假设的c极，同时用手指捏住表笔尖及这个管脚，将管子拿起来，用你的舌尖舔一下b极，看表头指针应有一定的偏转，如果你各表笔接得正确，指针偏转会大些，如果接得不对，指针偏转会小些，差别是很明显的。由此就可判定管子的c、e极。对PNP管，要将黑表笔接假设的e极（手不要碰到笔尖或管脚），红表笔接假设的c极，同时用手指捏住表笔尖及这个管脚，然后用舌尖舔一下b极，如果各表笔接得正确，表头指针会偏转得比较大。当然测量时表笔要交换一下测两次，比较读数后才能最后判定。这个方法适用于所有外形的三极管，方便实用。根据表针的偏转幅度，还可以估计出管子的放大能力，当然这是凭经验的。第三种方法：先判定管子的NPN或PNP类型及其b极后，将表置于R×10kΩ档，对NPN管，黑表笔接e极，红表笔接c极时，表针可能会有一定偏转，对PNP管，黑表笔接c极，红表笔接e极时，表针可能会有一定的偏转，反过来都不会有偏转。由此也可以判定三极管的c、e极。不过对于高耐压的管子，这个方法就不适用了。 对于常见的进口型号的大功率塑封管，其c极基本都是在中间。中、小功率管有的b极可能在中间。比如常用的9014三极管及其系列的其它型号三极管、2SC1815、2N5401、2N5551等三极管，其b极有的在就中间。当然它们也有c极在中间的。所以在维修更换三极管时，尤其是这些小功率三极管，不可拿来就按原样直接安上，一定要先测一下。 第三节 兆欧表
兆欧表又称摇表，表面上标有符号“M配”(兆欧)，是测量高电阻的仪表。一般用来测量电机、电缆、变压器和其它电气设备的绝缘电阻。因而也称绝缘电阻测定器。设备投入运行前，绝缘电阻应该符合要求。如果绝缘电阻降低（往王由于受潮、发热、受污、机戒损伤等因素所致），不仅会造成较大的电能损耗，严重时还会造成设备损伤或人身伤亡事故。 常用的兆欧表由ZC-7、ZC-11、ZC-25等型号。兆欧标的额定电压有250、500、1000、2500V等几种；测量范围由50、1000、2000M欧姆等几种。 （一）兆欧表的构造和工作原理 兆欧表主要由作为电源的手摇发电机 ( 或其他直流电源 ) 和作为测量机构的磁电式流比计( 双动线圈流比计)组成。测量时，实际上是给被测物加上直流电压，测量其通过的泄漏电流，在表的盘面上读到的是经过换算的绝缘电阻值。 兆欧表的测量原理如图 1-11-6所示。在接入被测电阻 Rx后，构成了两条相互并联的支路，当摇动手摇发电机时，两个支路分别通过电流 I1 和 I2 。可以看出
考虑到两电流之比与偏转角满足的函数关系，不难得出
α =f(Rx) 可见，指针的偏转角α仅仅是被测绝缘电阻 Rx 的函数，而与电源电压没有直接关系。
图 1-11-6兆欧表的测量原理如
（二）怎样正确使用兆欧表 在兆欧表上有三个接线端钮，分别标为接地 E 、电路 L 和屏蔽 G 。一般测量仅用 E，L 两端，E 通常接地或接设备外壳，L接被测线路，电机、电器的导线或电机绕组。测量电缆芯线对外皮的绝缘电阻时，为消除芯线绝缘层表面漏电引起的误差，还应在绝缘上包以锡箔，并使之与G 端连接，如图 1-11-7 所示。这样就使得流经绝缘表面的电流不再经过流比计的测量线圈，而是直接流经 G端构成回路，所以，测得的绝缘电阻只是电缆绝缘的体积电阻。
图 1-11-7电缆绝缘电阻测量接线图
（三）兆欧表测量绝缘电阻注意事项 (1)测量前应正确选用表计的规范，使表计的额定电压与被测电气设备的额定电压相适应，额定电压500V及以下的电气设备一般选用500～1000V的兆欧表，500V以上的电气设备选用2500V兆欧表，高压设备选用2500～5000V兆欧表。 (2)使用兆欧表时，首先鉴别兆欧表的好坏，在未接被试品时，先驱动净欧表，其指针可以上升到"∞"处，然后再将两个接线端钮短路，慢慢摇动兆欧表，指针应指到"0"处，符合上述情况说是兆欧表是好的，否则不能使用。 (3) 使用时必须水平放置，且远离外磁场。 (4) 接线柱与被试品之间的两根导线不能绞线，应分开单独连接，以防止绞线绝缘不良而影响读数。 (5)测量时转动手柄应由慢渐快并保持150r/min转速，待调速器发生滑动后，即为稳定的读数，一般应取1min后的稳定值，如发现指针指零时不允许连续摇动，以防线圈损坏。 (6) 在雷电和邻近有带高压导体的设备时，禁止使用仪表进行测量，吸有在设备不带电，而又不可能受到其他感应电而带电时，才能进行。 (7) 在进行测量前后对被试品一定要进行充分放电，以保障设备及人身安全。 (8) 测量电容性电气设备的绝缘电阻时，应在取得稳定值读数后，先取下测量线，再停止转动手柄。测完后立即对被测设备接地放电。 (9) 避免剧烈长期震动，使表头轴尖、宝石受损而影响刻度指示。 (10) 仪表在不使用时应放在固定的地方，环境温度不宜太热和太冷，切勿放在潮湿、污秽的地面上。并避免置于含腐蚀作用的空气附近。 第三节 接地电阻测试仪
通信设备的良好接地是设备正常运行的重要保证，对于交换机、光端机、计算机等电信网络中精密通信设备更是如此。设备使用的地线通常分为工作地（电源地）、保护地，防雷地，有些设备还有单独的信号地，以将强、弱电地隔离，保证数字弱信号免遭强电地线浪涌的冲击，这些地线的主要作用有：提供电源回路、保护人体免受电击，此外还可屏蔽设备内部电路免受外界电磁干扰或防止干扰其他设备。 设备接地的方式通常是埋设金属接地桩、金属网等导体，导体再通过电缆线与设备内的地线排或机壳相连。当多个设备连接于同一接地导体时，通常需安装接地排，接地排的位置应尽可能靠近接地桩，不同设备的地线分开接在地线排上，以减小相互影响。 通常，设备的接地电阻应尽可能地小，设备说明书上应给出对接地电阻的要求。设备的接地电阻包括了从设备内地线排到机房总地线排连线电阻、总地线排至接地桩的电阻、接地桩与大地间的电阻（地阻）以及彼此间的连接电阻，通常情况下，接地桩与大地间的电阻（地阻）是其中最主要的可变部分，除地阻外的其它部分总电阻在多数情况下总是小于１Ω。 接地电阻测试仪是检验测量接地电阻的常用仪表，也是电气安全检查与接地工程竣工验收不可缺少的工具，进年来由于计算机技术的飞速发展，因此接地电阻测试仪也渗透了大量的微处理机技术，其测量功能，内容与精度是一般仪器所不能相比的。目前先进地电阻测试仪能满足所有接地测量要求。运用新式钳口法，无需打装桩放线进行在线直接测量。一台功能强大的地阻测试仪均由微处理器控制，可自动检测各接口连接状况及地网的干扰电压、干扰频率，并具有数值保持及智能提示等独特功能。 一、手摇式地阻表
（一）测量原理 手摇式地阻表是一种较为传统的测量仪表，它的基本原理是采用三点式电压落差法，如图１-11-8所示。其测量手段是在被测地线接地桩（暂称为Ｘ）一侧地上打入两根辅助测试桩，要求这两根测试桩位于被测地桩的同一侧，三者基本在一条直线上，距被测地桩较近的一根辅助测试桩（称为Ｙ）距离被测地桩２０米左右，距被测地桩较远的一根辅助测试桩（称为Ｚ）距离被测地桩４０米左右。测试时，按要求的转速转动摇把，测试仪通过内部磁电机产生电能，在被测地桩Ｘ和较远的辅助测试桩（称为Ｚ）之间“灌入”电流，此时在被测地桩Ｘ和辅助地桩Ｙ之间可获得一电压，仪表通过测量该电流和电压值，即可计算出被测接地桩的地阻。 （二）使用方法 （1）测量接地电阻前的准备工作及正确接线 ①地阻仪有三个接线端子和四个接线端子两种，它的附件包括两支接地探测针、三条导线(其中5m长的用于接地板，20m长的用于电位探测针，40m长的用于电流探测针)，如图所示。
②测量前做机械调零和短路试验，将接线端子全部短路，慢摇摇把，调整测量标度盘,使指针返回零位，这时指针盘零线、表盘零线大体重合，则说明仪表是好的。按图接好测量线。
（2）摇测方法 ①选择合适的倍率。②以每分钟120转的速度均匀地摇动仪表的摇把，旋转刻度盘，使指针指向表盘零位.③读数，接地电阻值为刻度盘读数乘以倍率。 （三）使用地阻仪的注意事项 (1)二人操作；(2)被测量电阻与辅助接地极三点所成直线不得与金属管道或邻近的架空线路平行；(3)在测量时被测接地极应与设备断开；(4)地阻仪不允许做开路试验。 二、数字式钳形地阻表
（一）测量原理 钳形地阻表是一种新颖的测量工具，它方便、快捷，外形酷似钳形电流表，测试时不需辅助测试桩，只需往被测地线上一夹，几秒钟即可获得测量结果，极大地方便了地阻测量工作。钳形地阻表还有一个很大的优点是可以对在用设备的地阻进行在线测量，而不需切断设备电源或断开地线。通常，一个常见的分布式接地系统可以被表示为图２所示的电路。 电路中Ｅ和Ｉ旁的圆环表示钳形地阻表的环形卡口，Ｒｘ为被测地线桩的地阻，Ｒ１、Ｒ２．．．Ｒｎ为分布式接地系统中其它接地点的地阻。该图可以进一步等效为图３。测量时，钳形地阻表利用电磁感应原理通过其前端卡口（内有电磁线圈）所构成的环向被测线缆送入一恒定电压Ｅ，该电压被施加在图３所示的回路中，地阻表可同时通过其前端卡口测出回路中的电流Ｉ，根据Ｅ和Ｉ，即可计算出回路中的总电阻，即： Ｅ／Ｉ＝Ｒｘ＋ １／（１／Ｒ１＋１／Ｒ２＋ ．．． ＋１／Ｒｎ） １／（１／Ｒ１＋１／Ｒ２＋ ．．． ＋１／Ｒｎ）为Ｒ１、Ｒ２ ．．． Ｒｎ并联后的总电阻在分布式多点接地系统中，通常有Ｒｘ＞＞１／（１／Ｒ１＋１／Ｒ２＋ ．．． ＋１／Ｒｎ）， “＞＞”意为“远远大于”假设上述条件成立，则被测地阻Ｒｘ＝Ｅ／Ｉ。 事实上，钳形地阻表通过其前端卡环这一特殊的电磁变换器送入线缆的是１．７ｋＨｚ的交流恒定电压，在电流检测电路中，经过滤波、放大、Ａ／Ｄ转换，只有１.７ｋＨｚ的电压所产生的电流被检测出来。正因这样，钳形地阻表才排除了商用交流电和设备本身产生的高频噪声所带来的地线上的微小电流，以获得准确的测量结果，也正因为如此，钳形地阻表才具有了在线测量这一优势。实际上，该表测出的是整个回路的阻抗，而不是电阻，不过在通常情况下他们相差极小。钳形地阻表可即刻将结果显示在ＬＣＤ显示屏上，当卡口没有卡好时，它可在ＬＣＤ上显示“ｏｐｅｎｊａｗ”或类似符号。 由于钳形地阻表的特殊结构，使它可以很方便地作为电流表使用，很多这类仪表同时具有钳形电流表的功能。另一方面，虽然钳形地阻表测试时使用一定频率的信号以排除干扰，但在被测线缆上有很大电流存在的情况下，测量也会受到干扰，导致结果不准确。所以，按照要求，在使用时应先测线缆上的电流，只有在电流不是非常大时才可进一步测量地阻。有些仪表在测量地阻时自动进行噪声干扰检测，当干扰太大以致测量不能进行时会给出提示。 （三）钳形地阻表测量注意事项 从上面的介绍可以看出，钳形地阻表和手摇式地阻表的测量原理完全不同。手摇式地阻表在使用时，应将接地桩与设备断开，以避免设备自身接地体影响测量的准确性，手摇式地阻表可获得较高的精度，而不管是单点接地和多点接地系统；对于钳形地阻表，其最理想的应用是用在分布式多点接地系统中，此时应对接地系统的所用接地桩依次进行测量，并记录下测量结果，然后进行对比，对测量结果明显大于其它各点的接地桩，要着重检查，必要时将该地桩与设备断开后用手摇式地阻表进行复测，以暴露出不良的接地桩。 在单点接地系统中应慎用钳形地阻表，从它的工作原理中可以看出：钳形地阻表测出的电阻值是回路中的总电阻，只有Ｒｘ＞＞１／（１／Ｒ１＋１／Ｒ２＋．．．＋１／Ｒｎ）时，该阻值才近似于我们要测的接地桩地阻，而这个条件，在很多情况下，尤其是在单点接地系统中是不满足的。对于已埋设好而尚未与设备连接的开路接地桩，其地阻根本不能用该仪表进行测量。钳形地阻表在使用中应注意以下几点： １．注意是否单点接地，被测地线是否已与设备连接，有无可靠的接地回路。 开路接地桩，不能测量；接地回路不可靠，测量结果不准确（偏高）。我们在实际使用中曾遇到过这种情况，在我局Ｆ１５０模块局验收中，我们曾使用这种仪表进行接地线地阻检查，（设备已开通运行）如图４所示。 我们用钳形地阻表分别在Ａ、Ｂ、Ｃ三处进行测量，发现许多局地阻偏高，尤其是Ｃ位置，许多局超过５０Ω，有些局高达１２０Ω，于是开始怀疑测量结果不准确，后用老式的三点式测试法进行复测证实了这一点。图４为典型的单点接地情况，在这种情况下，由于ＭＤＦ架除地线外只有架底膨胀螺丝接地，膨胀螺丝插入室内地面不足１０ｃｍ，其接地电阻必然很大，在Ｃ位置测得的回路总电阻其中包含此电阻，此时钳形地阻表工作原理中所提的假设条件不能满足，故而导致测量结果有较大偏差。 ２．注意测量位置，选取合适的测量点 选取的测量点不同，测得的结果是不同的，如在图４中的Ａ、Ｂ、Ｃ三点测得的结果是不同的，而且差别很大，根据钳形地阻表的工作原理，这不难理解，这就要求在使用中要对测量点的选取加以注意。测量有时会遇到无处可夹的情况，在条件允许的情况下，可暂断开原地线连线，临时接入一段可夹持的跳线进行测量。 ３．注意“噪声”干扰 地线上较大的回路电流对测量会造成干扰，导致测量结果不准确，甚至使测试不能进行，很多仪表在这种情况下会显示出“Ｎｏｉｓｅ”或类似符号。 第四节 杂音的测量 一、电话衡重杂音电压 (1)定义：整流设备输出电压中的交流分量通过国际电联规定的电话衡重网络(A)后测得的杂音电压值。 (2)使用仪表： QZY11型高低频杂音测试仪 (3)测量方法： 按图5—10接好测试电路
图5—10 杂音电压测试接线图
1)打开电源开关、电源指示灯亮，预热20分钟后即可进行稳定测试； 2)测量前应先进行仪器自校，将频段开关置于测试的频段上，阻抗开关置75Ω，调节调零电位器，使仪表指示∞；再将阻抗开关置于自校，调节自校电位器，使表针指示0dB。以后每转换一次频段测试前，应重复以上过程，方能保证每一频段的测量精度。 3)按下平衡测量按钮a／b，阻抗开关置600Ω。电平转换开关置+40dB频段开关置电话加权。时间常数开关置200ms，将测试线接人平衡输入插座，串人大于10μF的隔直电容器。 4)将测试线接人直流屏的输出段，调节电平转换开关使表针指出清晰的读数，记下指针的读数与电平转换开关的读数的代数和，即为衡重杂音电压值，应小于2mV。 二．宽频杂音电压 (1)定义：整流设备输出电压中一定频宽内的交流分量的方均根值。 (2)测试用仪表： QZYll高低频杂音测试仪 (3)测试方法： 测试接线见图4-52 在上述测试衡重杂音电压后，将阻抗开关置75Ω，电平转换开关置+10dB，测试线接同轴输入插座，频段开关分别置于3kHz～150kHz档，150kHz～30MHz档，改变电平转换开关的灵敏度，直到表头指示出清晰的读数、测试值应为表头的读数与电平转换开关读数的代数和。(在电磁干扰严重的环境下测试时，测试线两端应并入0.lμf的无极性电容。) 三．峰—峰值杂音电压 (1)定义：整流设备输出电压中交流分量的峰一峰值。 (2)测试用仪表： 示波器(20MHz) (3)测试方法： 测试接线见图5—11
图5-11 峰—峰值杂音电压测试图
在直流配电屏输出端并接0.1μF直流无极性电容器，电容器两端以绞线平衡接人示波器探头，示波器须与市电隔离，其机壳应悬浮。测量时，示波器的水平扫描速度应低于0.5s，使被测峰—峰值杂音电压波形清晰稳定时读出。 四．离散频率杂音电压 (1)定义：整流配电设备输出电压的交流分量中各个频率的准峰值。它分四个频段进行测量，即： 3.4～150kHz≤5mV 150kHz～200kHz≤3mV 200kHz～500kHz≤2mV 500kHz～30MHz≤1mV (2)使用仪表： 选频表或频谱分析仪 (3)测量方法： 测试接线见图5—52将杂音计换成选频表 1)打开选频电平表的电源开关，待仪表工作正常后，进行校准；首先校准“零”点，然后再校准满度； 2)将选频表的输人衰减倍率旋钮放在适当位置； 3)将频段开关旋钮放在3.4kHz～150kHz范围内； 4)将选频表的输入电缆线接在直流配电屏的输出端； 5)慢慢旋转频率微调旋钮，使表头指针指在最大的位置上，如果表头无指示，则应减小 输人衰减量，如果表头指针已达满度则应增加输入衰减量。杂音电压的数值应等于表头的指示数加上衰减量。 6)用同样的方法，将频段选择开关旋到(150kHz～200kHz)、(200～500kHz)、(500kHz～30MHz)频率段进行测量，即能测出各频段任一频率的杂音电压值。
常用仪器仪表
第一节 测量的基本知识
一、测量仪表的分类
测量仪表的分类如下： ●根据被测量的名称（或单位）分类：有电流表、电压表、功率表、兆欧表等； ●按作用原理分类：主要有磁电式、电磁式、电动式、感应式等； 磁电式—C、 整流式—L、热偶式—E、电磁式—T、 电动式、铁磁电动式—D、感应式—G、静电式—Q ●根据仪表的测量方式分类：有直读式仪表和比较式仪表； ●根据仪表所测的电流种类分类：有直流仪表、交流仪表、交直流两用仪表； ●按仪表的准确度等级分类； ●根据对磁场防御能力和使用条件分类等等。 二、测量方法
测量方法是制获得测量结果的手段或途径，对使用什么仪器，没有限制。测量方法可分为： 1.直接测量：未知量的测量结果直接由实验数据获得； 2.间接测量：未知量的结果由直接测量的量代入公式计算而得到； 3.组合测量：未知量与测量量的关系更为复杂，需通过较为复杂的运算、推导而得到其结果。 采用什么样的测量方法，要根据测量条件，被测量的特性以及对准确度的要求等进行选择，目的是得到合乎要求的、科学可靠的实验结果。 三、电工测量的内容
(1)“电磁能”量的测量，如电流、电压、电功率、电场强度，电磁干扰、噪声等的测量； (2)电信号的特性的测量，如波形、保真度(失真度)、频率(周期)、相位、脉冲参数、调制度、信号频谱、信／噪比以及逻辑状态等的测量； (3)元件及电路参数的测量，例如电阻、电感、电容、电子器件(电子管、晶体管、场效应管及集成电路等)的测量、电路(含电子设备及仪器等)的频率响应、通带宽度、品质因数、相位移、延时、衰减、增益的测量以及特性曲线(如频率特性曲线、器件的伏安特性曲线)的测量; (4)数字元件和微机系统的数据流的测量，如数字元件和微机系统的故障诊断和数据流的测量。 第二节 万用表
一、基本原理
万用表的基本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，就会有电流指示。但表头不能通过大电流，所以，必须在表头上并联与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。下面分别介绍，原理图如1-11-1所示。 （1）测直流电流原理 如图1a所示，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，就能改变电流测量范围。 （2）测直流电压原理 如图1b所示，在表头上串联一个适当的电阻（叫倍增电阻）进行降压，就可以扩展电压量程。改变倍增电阻的阻值，就能改变电压的测量范围。 图1-11-1扩展量程原理图 （3）测交流电压原理 如图1c所示，因为表头是直流表，所以测量交流时，需加装一个并、串式半波整流电路，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）测电阻原理 如图1d所示，在表头上并联和串联适当的电阻，同时串接一节电池，使电流通过被测电阻，根据电流的大小，就可测量出电阻值。改变分流电阻的阻值，就能改变电阻的量程。 二、指针式万用表
（1）指针万用表的表盘结构 指针万用表（以105型为例）的表盘如图1-11-2所示。通过转换开关的旋钮来改变测量项目和测量量程。机械调零旋钮用来保持指针在静止处在左零位。“Ω”调零旋钮是用来测量电阻时使指针对准右零位，以保证测量数值准确。 万用表的测量范围如下： 直流电压：分5档—0-6V；0-30V；0-150V；0-300V；0-600V。 交流电压：分5档—0-6V；0-30V；0-150V；0-300V；0-600V 直流电流：分3档—0-3mA；0-30mA；0-300mA。 电阻：分5档—R*1；R*10；R*100；R*1K；R*10K
图1-11-2 105型表盘结构
（2）测量方法 ①测量电阻：如图1-11-3所示先将表棒搭在一起短路，使指针向右偏转转，随即调整“Ω”调零旋钮，使指针恰好指到0。然后将两根表棒分别接触被测电阻（或电路）两端，读出指针在欧姆刻度线（第一条线）上的读数，再乘以该档标的数字，就是所测电阻的阻值。例如用R*100挡测量电阻，指针指在80，则所测得的电阻值为80*100=8K。由于“Ω”刻度线左部读数较密，难于看准，所以测量时应选择适当的欧姆档。使指针在刻度线的中部或右部，这样读数比较清楚准确。每次换档，都应重新将两根表棒短接，重新调整指针到零位，才能测准。
图1-11-3测量电阻接线图
②测量直流电压：如图1-11-4所示首先估计一下被测电压的大小，然后将转换开关拨至适当的V量程，将正表棒接被测电压“+”端，负表棒接被测量电压“-”端。然后根据该挡量程数字与标直流符号“DC-”刻度线（第二条线）上的指针所指数字，来读出被测电压的大小。如用V300伏档测量，可以直接读0-300的指示数值。如用V30伏档测量，只须将刻度线上300这个数字去掉一个“0”，看成是30，再依次把200、100等数字看成是20、10既可直接读出指针指示数值。例如用V6伏档测量直流电压，指针指在15，则所测得电压为1.5伏。
图1-11-4测量直流电压接线图
③测量直流电流：如图1-11-5所示先估计一下被测电流的大小，然后将转换开关拨至合适的mA量程，再把万用表串接在电路中，如图所示。同时观察标有直流符号“DC”的刻度线，如电流量程选在3mA档，这时，应把表面刻度线上300的数字，去掉两个“0”，看成3，又依次把200、100看成是2、1，这样就可以读出被测电流数值。例如用直流3mA档测量直流电流，指针在100，则电流为1mA。
图1-11-5测量直流电流接线图
④测量交流电压：测交流电压的方法与测量直流电压相似，所不同的是因交流电没有正、负之分，所以测量交流时，表棒也就不需分正、负。读数方法与上述的测量直流电压的读法一样，只是数字应看标有交流符号“AC”的刻度线上的指针位置。 （3）使用中的注意事项 万用表是比较精密的仪器，如果使用不当，不仅造成测量不准确且极易损坏。但是，只要我们掌握万用表的使用方法和注意事项，谨慎从事，那么万用表就能经久耐用。使用万用表时应注意如下事项： ①测量电流与电压不能旋错档位。如果误将电阻档或电流档去测电压，就极易烧坏电表。万用表不用时，最好将档位旋至交流电压最高档，避免因使用不当而损坏。 ②测量直流电压和直流电流时，注意“+”“-”极性，不要接错。如发现指针开反转，既应立即调换表棒，以免损坏指针及表头。 ③如果不知道被测电压或电流的大小，应先用最高档，而后再选用合适的档位来测试，以免表针偏转过度而损坏表头。所选用的档位愈靠近被测值，测量的数值就愈准确。 ④测量电阻时，不要用手触及元件的裸体的两端（或两支表棒的金属部分），以免人体电阻与被测电阻并联，使测量结果不准确。 ⑤测量电阻时，如将两支表棒短接，调“零欧姆”旋钮至最大，指针仍然达不到0点，这种现象通常是由于表内电池电压不足造成的，应换上新电池方能准确测量。 ⑥万用表不用时，不要旋在电阻档，因为内有电池，如不小心易使两根表棒相碰短路，不仅耗费电池，严重时甚至会损坏表头。 三、数字式万用表
（1）概述 数字万用表与模拟表相比，具有更高的精度和更大的输人阻抗，目视距离较远且不易造成误读，尺寸小．能提供数字式的电输出(用于与外部设备接口)。数字电压表的三种主要类型是：面板式、台式和系统式。各种数字万用表都采用了某种类型的A／D转换器(通常是双斜积分式)，而且具有目视的读出装置来显示转换器(LED数码管)的输出。它具有小列优越性： ①高准确度和高分辨率，数字式电压表的准确度可以达到相当高，这是指针式万用表望尘莫及的。目前大量使用的3 位或4位数字式万用表的测量准确度为±0.5%至±0.03%。数字式万用表的分辨率越是很高的。这里所说的分辨率，是指最低量程上末位一个字所对应的电压值。需要指出的是，分辨立标争议标的灵敏性，而准确度则是反映测量结果与真值一致的程度，两者是不同的概念。在实用上，并不是准确度和灵敏度越高越好，这要看被测的具体对象而定，否则也是一种浪费。一般来讲，3位或4 位数字式万用表已能满足通常测量需要。 ②高输入阻抗，数字万用表的输入阻抗很高，因而在测量过程中对被测电路的影响小，从而能提高测量的准确性。 ③测量速率快。 ④过载能力强等特点。 （2）基本工作原理 系统式数字电压表，可用在数据采集系统中以提供基本的A／D转换功能，只需用数字电压表(DvM)来和各外部设备接口，即可组成这种数据采集系统。图1-11-6所示系统式数字万用表的构成方框图。
图1-11-6数字万用表构成方框图
图1-11-6所示的测量框图，其基本电路是测电压的电路。测电流时，让电流通过一精密的低阻的分流电阻器，就可把电流转换成电压；测交流，则把交流转换成直流，即采用整流器和滤波器。为了测量电阻，这种数字表采用了一个精密的小电流源．加在被测电阻器的两端，这样产生的直流电压，经转换成数字量后，作为电阻的欧姆数而读出。 除了测量电压、电流和电阻，数字万用表一般还具有二极管、三极管测试，导通指示器(即当连接电路的电阻)小于几个欧姆时，可发出嘟嘟声，这样，用户无需看表可集中注意力进行电路检查。 （3）使用中的注意事项 在测量时，为了使测量精度达到最大，电表测量档最好用比被测电压大但量档最小的档，否则，会使测量精度降低；若电表的测量档比被测电压低，会使电表过荷从而可能损坏电表。若不知道被测电压的大概值，最好开始时，用最大档测量。 （4）测量技巧 ①测喇叭、耳机、动圈式话筒：用R×1Ω档，任一表笔接一端，另一表笔点触另一端，正常时会发出清脆响量的“哒”声。如果不响，则是线圈断了，如果响声小而尖，则是有擦圈问题，也不能用。 ②测电容：用电阻档，根据电容容量选择适当的量程，并注意测量时对于电解电容黑表笔要接电容正极。①、估测微波法级电容容量的大小：可凭经验或参照相同容量的标准电容，根据指针摆动的最大幅度来判定。所参照的电容不必耐压值也一样，只要容量相同即可，例如估测一个100μF/250V的电容可用一个100μF/25V的电容来参照，只要它们指针摆动最大幅度一样，即可断定容量一样。②、估测皮法级电容容量大小：要用R×10kΩ档，但只能测到1000pF以上的电容。对1000pF或稍大一点的电容，只要表针稍有摆动，即可认为容量够了。③、测电容是否漏电：对一千微法以上的电容，可先用R×10Ω档将其快速充电，并初步估测电容容量，然后改到R×1kΩ档继续测一会儿，这时指针不应回返，而应停在或十分接近∞处，否则就是有漏电现象。对一些几十微法以下的定时或振荡电容（比如彩电开关电源的振荡电容），对其漏电特性要求非常高，只要稍有漏电就不能用，这时可在R×1kΩ档充完电后再改用R×10kΩ档继续测量，同样表针应停在∞处而不应回返。 ③在路测二极管、三极管、稳压管好坏：因为在实际电路中，三极管的偏置电阻或二极管、稳压管的周边电阻一般都比较大，大都在几百几千欧姆以上，这样，我们就可以用万用表的R×10Ω或R×1Ω档来在路测量PN结的好坏。在路测量时，用R×10Ω档测PN结应有较明显的正反向特性（如果正反向电阻相差不太明显，可改用R×1Ω档来测），一般正向电阻在R×10Ω档测时表针应指示在200Ω左右，在R×1Ω档测时表针应指示在30Ω左右（根据不同表型可能略有出入）。如果测量结果正向阻值太大或反向阻值太小，都说明这个PN结有问题，这个管子也就有问题了。这种方法对于维修时特别有效，可以非常快速地找出坏管，甚至可以测出尚未完全坏掉但特性变坏的管子。比如当你用小阻值档测量某个PN结正向电阻过大，如果你把它焊下来用常用的R×1kΩ档再测，可能还是正常的，其实这个管子的特性已经变坏了，不能正常工作或不稳定了。 ④测电阻：重要的是要选好量程，当指针指示于1/3～2/3满量程时测量精度最高，读数最准确。要注意的是，在用R×10k电阻档测兆欧级的大阻值电阻时，不可将手指捏在电阻两端，这样人体电阻会使测量结果偏些 ⑤测稳压二极管：我们通常所用到的稳压管的稳压值一般都大于1.5V，而指针表的R×1k以下的电阻档是用表内的1.5V电池供电的，这样，用R×1k以下的电阻档测量稳压管就如同测二极管一样，具有完全的单向导电性。但指针表的R×10k档是用9V或15V电池供电的，在用R×10k测稳压值小于9V或15V的稳压管时，反向阻值就不会是∞，而是有一定阻值，但这个阻值还是要大大高于稳压管的正向阻值的。如此，我们就可以初步估测出稳压管的好坏。但是，好的稳压管还要有个准确的稳压值，业余条件下怎么估测出这个稳压值呢？不难，再去找一块指针表来就可以了。方法是：先将一块表置于R×10k档，其黑、红表笔分别接在稳压管的阴极和阳极，这时就模拟出稳压管的实际工作状态，再取另一块表置于电压档V×10V或V×50V（根据稳压值）上，将红、黑表笔分别搭接到刚才那块表的的黑、红表笔上，这时测出的电压值就基本上是这个稳压管的稳压值。说“基本上”，是因为第一块表对稳压管的偏置电流相对正常使用时的偏置电流稍小些，所以测出的稳压值会稍偏大一点，但基本相差不大。这个方法只可估测稳压值小于指针表高压电池电压的稳压管。如果稳压管的稳压值太高，就只能用外加电源的方法来测量了（这样看来，我们在选用指针表时，选用高压电池电压为15V的要比9V的更适用些）。 6、测三极管：通常我们要用R×1kΩ档，不管是NPN管还是PNP管，不管是小功率、**率、大功率管，测其be结cb结都应呈现与二极管完全相同的单向导电性，反向电阻无穷大，其正向电阻大约在10K左右。为进一步估测管子特性的好坏，必要时还应变换电阻档位进行多次测量，方法是：置R×10Ω档测PN结正向导通电阻都在大约200Ω左右；置R×1Ω档测PN结正向导通电阻都在大约30Ω左右，（以上为47型表测得数据，其它型号表大概略有不同，可多试测几个好管总结一下，做到心中有数）如果读数偏大太多，可以断定管子的特性不好。还可将表置于R×10kΩ再测，耐压再低的管子（基本上三极管的耐压都在30V以上），其cb结反向电阻也应在∞，但其be结的反向电阻可能会有些，表针会稍有偏转（一般不会超过满量程的1/3，根据管子的耐压不同而不同）。同样，在用R×10kΩ档测ec间(对NPN管）或ce间（对PNP管）的电阻时，表针可能略有偏转，但这不表示管子是坏的。但在用R×1kΩ以下档测ce或ec间电阻时，表头指示应为无穷大，否则管子就是有问题。应该说明一点的是，以上测量是针对硅管而言的，对锗管不适用。不过现在锗管也很少见了。另外，所说的“反向”是针对PN结而言，对NPN管和PNP管方向实际上是不同的。 现在常见的三极管大部分是塑封的，如何准确判断三极管的三只引脚哪个是b、c、e？三极管的b极很容易测出来，但怎么断定哪个是c哪个是e？这里推荐三种方法：第一种方法：对于有测三极管hFE插孔的指针表，先测出b极后，将三极管随意插到插孔中去（当然b极是可以插准确的），测一下hFE值，然后再将管子倒过来再测一遍，测得hFE值比较大的一次，各管脚插入的位置是正确的。第二种方法：对无hFE测量插孔的表，或管子太大不方便插入插孔的，可以用这种方法：对NPN管，先测出b极（管子是NPN还是PNP以及其b脚都很容易测出，是吧？），将表置于R×1kΩ档，将红表笔接假设的e极（注意拿红表笔的手不要碰到表笔尖或管脚），黑表笔接假设的c极，同时用手指捏住表笔尖及这个管脚，将管子拿起来，用你的舌尖舔一下b极，看表头指针应有一定的偏转，如果你各表笔接得正确，指针偏转会大些，如果接得不对，指针偏转会小些，差别是很明显的。由此就可判定管子的c、e极。对PNP管，要将黑表笔接假设的e极（手不要碰到笔尖或管脚），红表笔接假设的c极，同时用手指捏住表笔尖及这个管脚，然后用舌尖舔一下b极，如果各表笔接得正确，表头指针会偏转得比较大。当然测量时表笔要交换一下测两次，比较读数后才能最后判定。这个方法适用于所有外形的三极管，方便实用。根据表针的偏转幅度，还可以估计出管子的放大能力，当然这是凭经验的。第三种方法：先判定管子的NPN或PNP类型及其b极后，将表置于R×10kΩ档，对NPN管，黑表笔接e极，红表笔接c极时，表针可能会有一定偏转，对PNP管，黑表笔接c极，红表笔接e极时，表针可能会有一定的偏转，反过来都不会有偏转。由此也可以判定三极管的c、e极。不过对于高耐压的管子，这个方法就不适用了。 对于常见的进口型号的大功率塑封管，其c极基本都是在中间。中、小功率管有的b极可能在中间。比如常用的9014三极管及其系列的其它型号三极管、2SC1815、2N5401、2N5551等三极管，其b极有的在就中间。当然它们也有c极在中间的。所以在维修更换三极管时，尤其是这些小功率三极管，不可拿来就按原样直接安上，一定要先测一下。 第三节 兆欧表
兆欧表又称摇表，表面上标有符号“M配”(兆欧)，是测量高电阻的仪表。一般用来测量电机、电缆、变压器和其它电气设备的绝缘电阻。因而也称绝缘电阻测定器。设备投入运行前，绝缘电阻应该符合要求。如果绝缘电阻降低（往王由于受潮、发热、受污、机戒损伤等因素所致），不仅会造成较大的电能损耗，严重时还会造成设备损伤或人身伤亡事故。 常用的兆欧表由ZC-7、ZC-11、ZC-25等型号。兆欧标的额定电压有250、500、1000、2500V等几种；测量范围由50、1000、2000M欧姆等几种。 （一）兆欧表的构造和工作原理 兆欧表主要由作为电源的手摇发电机 ( 或其他直流电源 ) 和作为测量机构的磁电式流比计( 双动线圈流比计)组成。测量时，实际上是给被测物加上直流电压，测量其通过的泄漏电流，在表的盘面上读到的是经过换算的绝缘电阻值。 兆欧表的测量原理如图 1-11-6所示。在接入被测电阻 Rx后，构成了两条相互并联的支路，当摇动手摇发电机时，两个支路分别通过电流 I1 和 I2 。可以看出
考虑到两电流之比与偏转角满足的函数关系，不难得出
α =f(Rx) 可见，指针的偏转角α仅仅是被测绝缘电阻 Rx 的函数，而与电源电压没有直接关系。
图 1-11-6兆欧表的测量原理如
（二）怎样正确使用兆欧表 在兆欧表上有三个接线端钮，分别标为接地 E 、电路 L 和屏蔽 G 。一般测量仅用 E，L 两端，E 通常接地或接设备外壳，L接被测线路，电机、电器的导线或电机绕组。测量电缆芯线对外皮的绝缘电阻时，为消除芯线绝缘层表面漏电引起的误差，还应在绝缘上包以锡箔，并使之与G 端连接，如图 1-11-7 所示。这样就使得流经绝缘表面的电流不再经过流比计的测量线圈，而是直接流经 G端构成回路，所以，测得的绝缘电阻只是电缆绝缘的体积电阻。
图 1-11-7电缆绝缘电阻测量接线图
（三）兆欧表测量绝缘电阻注意事项 (1)测量前应正确选用表计的规范，使表计的额定电压与被测电气设备的额定电压相适应，额定电压500V及以下的电气设备一般选用500～1000V的兆欧表，500V以上的电气设备选用2500V兆欧表，高压设备选用2500～5000V兆欧表。 (2)使用兆欧表时，首先鉴别兆欧表的好坏，在未接被试品时，先驱动净欧表，其指针可以上升到"∞"处，然后再将两个接线端钮短路，慢慢摇动兆欧表，指针应指到"0"处，符合上述情况说是兆欧表是好的，否则不能使用。 (3) 使用时必须水平放置，且远离外磁场。 (4) 接线柱与被试品之间的两根导线不能绞线，应分开单独连接，以防止绞线绝缘不良而影响读数。 (5)测量时转动手柄应由慢渐快并保持150r/min转速，待调速器发生滑动后，即为稳定的读数，一般应取1min后的稳定值，如发现指针指零时不允许连续摇动，以防线圈损坏。 (6) 在雷电和邻近有带高压导体的设备时，禁止使用仪表进行测量，吸有在设备不带电，而又不可能受到其他感应电而带电时，才能进行。 (7) 在进行测量前后对被试品一定要进行充分放电，以保障设备及人身安全。 (8) 测量电容性电气设备的绝缘电阻时，应在取得稳定值读数后，先取下测量线，再停止转动手柄。测完后立即对被测设备接地放电。 (9) 避免剧烈长期震动，使表头轴尖、宝石受损而影响刻度指示。 (10) 仪表在不使用时应放在固定的地方，环境温度不宜太热和太冷，切勿放在潮湿、污秽的地面上。并避免置于含腐蚀作用的空气附近。 第三节 接地电阻测试仪
通信设备的良好接地是设备正常运行的重要保证，对于交换机、光端机、计算机等电信网络中精密通信设备更是如此。设备使用的地线通常分为工作地（电源地）、保护地，防雷地，有些设备还有单独的信号地，以将强、弱电地隔离，保证数字弱信号免遭强电地线浪涌的冲击，这些地线的主要作用有：提供电源回路、保护人体免受电击，此外还可屏蔽设备内部电路免受外界电磁干扰或防止干扰其他设备。 设备接地的方式通常是埋设金属接地桩、金属网等导体，导体再通过电缆线与设备内的地线排或机壳相连。当多个设备连接于同一接地导体时，通常需安装接地排，接地排的位置应尽可能靠近接地桩，不同设备的地线分开接在地线排上，以减小相互影响。 通常，设备的接地电阻应尽可能地小，设备说明书上应给出对接地电阻的要求。设备的接地电阻包括了从设备内地线排到机房总地线排连线电阻、总地线排至接地桩的电阻、接地桩与大地间的电阻（地阻）以及彼此间的连接电阻，通常情况下，接地桩与大地间的电阻（地阻）是其中最主要的可变部分，除地阻外的其它部分总电阻在多数情况下总是小于１Ω。 接地电阻测试仪是检验测量接地电阻的常用仪表，也是电气安全检查与接地工程竣工验收不可缺少的工具，进年来由于计算机技术的飞速发展，因此接地电阻测试仪也渗透了大量的微处理机技术，其测量功能，内容与精度是一般仪器所不能相比的。目前先进地电阻测试仪能满足所有接地测量要求。运用新式钳口法，无需打装桩放线进行在线直接测量。一台功能强大的地阻测试仪均由微处理器控制，可自动检测各接口连接状况及地网的干扰电压、干扰频率，并具有数值保持及智能提示等独特功能。 一、手摇式地阻表
（一）测量原理 手摇式地阻表是一种较为传统的测量仪表，它的基本原理是采用三点式电压落差法，如图１-11-8所示。其测量手段是在被测地线接地桩（暂称为Ｘ）一侧地上打入两根辅助测试桩，要求这两根测试桩位于被测地桩的同一侧，三者基本在一条直线上，距被测地桩较近的一根辅助测试桩（称为Ｙ）距离被测地桩２０米左右，距被测地桩较远的一根辅助测试桩（称为Ｚ）距离被测地桩４０米左右。测试时，按要求的转速转动摇把，测试仪通过内部磁电机产生电能，在被测地桩Ｘ和较远的辅助测试桩（称为Ｚ）之间“灌入”电流，此时在被测地桩Ｘ和辅助地桩Ｙ之间可获得一电压，仪表通过测量该电流和电压值，即可计算出被测接地桩的地阻。 （二）使用方法 （1）测量接地电阻前的准备工作及正确接线 ①地阻仪有三个接线端子和四个接线端子两种，它的附件包括两支接地探测针、三条导线(其中5m长的用于接地板，20m长的用于电位探测针，40m长的用于电流探测针)，如图所示。
②测量前做机械调零和短路试验，将接线端子全部短路，慢摇摇把，调整测量标度盘,使指针返回零位，这时指针盘零线、表盘零线大体重合，则说明仪表是好的。按图接好测量线。
（2）摇测方法 ①选择合适的倍率。②以每分钟120转的速度均匀地摇动仪表的摇把，旋转刻度盘，使指针指向表盘零位.③读数，接地电阻值为刻度盘读数乘以倍率。 （三）使用地阻仪的注意事项 (1)二人操作；(2)被测量电阻与辅助接地极三点所成直线不得与金属管道或邻近的架空线路平行；(3)在测量时被测接地极应与设备断开；(4)地阻仪不允许做开路试验。 二、数字式钳形地阻表
（一）测量原理 钳形地阻表是一种新颖的测量工具，它方便、快捷，外形酷似钳形电流表，测试时不需辅助测试桩，只需往被测地线上一夹，几秒钟即可获得测量结果，极大地方便了地阻测量工作。钳形地阻表还有一个很大的优点是可以对在用设备的地阻进行在线测量，而不需切断设备电源或断开地线。通常，一个常见的分布式接地系统可以被表示为图２所示的电路。 电路中Ｅ和Ｉ旁的圆环表示钳形地阻表的环形卡口，Ｒｘ为被测地线桩的地阻，Ｒ１、Ｒ２．．．Ｒｎ为分布式接地系统中其它接地点的地阻。该图可以进一步等效为图３。测量时，钳形地阻表利用电磁感应原理通过其前端卡口（内有电磁线圈）所构成的环向被测线缆送入一恒定电压Ｅ，该电压被施加在图３所示的回路中，地阻表可同时通过其前端卡口测出回路中的电流Ｉ，根据Ｅ和Ｉ，即可计算出回路中的总电阻，即： Ｅ／Ｉ＝Ｒｘ＋ １／（１／Ｒ１＋１／Ｒ２＋ ．．． ＋１／Ｒｎ） １／（１／Ｒ１＋１／Ｒ２＋ ．．． ＋１／Ｒｎ）为Ｒ１、Ｒ２ ．．． Ｒｎ并联后的总电阻在分布式多点接地系统中，通常有Ｒｘ＞＞１／（１／Ｒ１＋１／Ｒ２＋ ．．． ＋１／Ｒｎ）， “＞＞”意为“远远大于”假设上述条件成立，则被测地阻Ｒｘ＝Ｅ／Ｉ。 事实上，钳形地阻表通过其前端卡环这一特殊的电磁变换器送入线缆的是１．７ｋＨｚ的交流恒定电压，在电流检测电路中，经过滤波、放大、Ａ／Ｄ转换，只有１.７ｋＨｚ的电压所产生的电流被检测出来。正因这样，钳形地阻表才排除了商用交流电和设备本身产生的高频噪声所带来的地线上的微小电流，以获得准确的测量结果，也正因为如此，钳形地阻表才具有了在线测量这一优势。实际上，该表测出的是整个回路的阻抗，而不是电阻，不过在通常情况下他们相差极小。钳形地阻表可即刻将结果显示在ＬＣＤ显示屏上，当卡口没有卡好时，它可在ＬＣＤ上显示“ｏｐｅｎｊａｗ”或类似符号。 由于钳形地阻表的特殊结构，使它可以很方便地作为电流表使用，很多这类仪表同时具有钳形电流表的功能。另一方面，虽然钳形地阻表测试时使用一定频率的信号以排除干扰，但在被测线缆上有很大电流存在的情况下，测量也会受到干扰，导致结果不准确。所以，按照要求，在使用时应先测线缆上的电流，只有在电流不是非常大时才可进一步测量地阻。有些仪表在测量地阻时自动进行噪声干扰检测，当干扰太大以致测量不能进行时会给出提示。 （三）钳形地阻表测量注意事项 从上面的介绍可以看出，钳形地阻表和手摇式地阻表的测量原理完全不同。手摇式地阻表在使用时，应将接地桩与设备断开，以避免设备自身接地体影响测量的准确性，手摇式地阻表可获得较高的精度，而不管是单点接地和多点接地系统；对于钳形地阻表，其最理想的应用是用在分布式多点接地系统中，此时应对接地系统的所用接地桩依次进行测量，并记录下测量结果，然后进行对比，对测量结果明显大于其它各点的接地桩，要着重检查，必要时将该地桩与设备断开后用手摇式地阻表进行复测，以暴露出不良的接地桩。 在单点接地系统中应慎用钳形地阻表，从它的工作原理中可以看出：钳形地阻表测出的电阻值是回路中的总电阻，只有Ｒｘ＞＞１／（１／Ｒ１＋１／Ｒ２＋．．．＋１／Ｒｎ）时，该阻值才近似于我们要测的接地桩地阻，而这个条件，在很多情况下，尤其是在单点接地系统中是不满足的。对于已埋设好而尚未与设备连接的开路接地桩，其地阻根本不能用该仪表进行测量。钳形地阻表在使用中应注意以下几点： １．注意是否单点接地，被测地线是否已与设备连接，有无可靠的接地回路。 开路接地桩，不能测量；接地回路不可靠，测量结果不准确（偏高）。我们在实际使用中曾遇到过这种情况，在我局Ｆ１５０模块局验收中，我们曾使用这种仪表进行接地线地阻检查，（设备已开通运行）如图４所示。 我们用钳形地阻表分别在Ａ、Ｂ、Ｃ三处进行测量，发现许多局地阻偏高，尤其是Ｃ位置，许多局超过５０Ω，有些局高达１２０Ω，于是开始怀疑测量结果不准确，后用老式的三点式测试法进行复测证实了这一点。图４为典型的单点接地情况，在这种情况下，由于ＭＤＦ架除地线外只有架底膨胀螺丝接地，膨胀螺丝插入室内地面不足１０ｃｍ，其接地电阻必然很大，在Ｃ位置测得的回路总电阻其中包含此电阻，此时钳形地阻表工作原理中所提的假设条件不能满足，故而导致测量结果有较大偏差。 ２．注意测量位置，选取合适的测量点 选取的测量点不同，测得的结果是不同的，如在图４中的Ａ、Ｂ、Ｃ三点测得的结果是不同的，而且差别很大，根据钳形地阻表的工作原理，这不难理解，这就要求在使用中要对测量点的选取加以注意。测量有时会遇到无处可夹的情况，在条件允许的情况下，可暂断开原地线连线，临时接入一段可夹持的跳线进行测量。 ３．注意“噪声”干扰 地线上较大的回路电流对测量会造成干扰，导致测量结果不准确，甚至使测试不能进行，很多仪表在这种情况下会显示出“Ｎｏｉｓｅ”或类似符号。 第四节 杂音的测量 一、电话衡重杂音电压 (1)定义：整流设备输出电压中的交流分量通过国际电联规定的电话衡重网络(A)后测得的杂音电压值。 (2)使用仪表： QZY11型高低频杂音测试仪 (3)测量方法： 按图5—10接好测试电路
图5—10 杂音电压测试接线图
1)打开电源开关、电源指示灯亮，预热20分钟后即可进行稳定测试； 2)测量前应先进行仪器自校，将频段开关置于测试的频段上，阻抗开关置75Ω，调节调零电位器，使仪表指示∞；再将阻抗开关置于自校，调节自校电位器，使表针指示0dB。以后每转换一次频段测试前，应重复以上过程，方能保证每一频段的测量精度。 3)按下平衡测量按钮a／b，阻抗开关置600Ω。电平转换开关置+40dB频段开关置电话加权。时间常数开关置200ms，将测试线接人平衡输入插座，串人大于10μF的隔直电容器。 4)将测试线接人直流屏的输出段，调节电平转换开关使表针指出清晰的读数，记下指针的读数与电平转换开关的读数的代数和，即为衡重杂音电压值，应小于2mV。 二．宽频杂音电压 (1)定义：整流设备输出电压中一定频宽内的交流分量的方均根值。 (2)测试用仪表： QZYll高低频杂音测试仪 (3)测试方法： 测试接线见图4-52 在上述测试衡重杂音电压后，将阻抗开关置75Ω，电平转换开关置+10dB，测试线接同轴输入插座，频段开关分别置于3kHz～150kHz档，150kHz～30MHz档，改变电平转换开关的灵敏度，直到表头指示出清晰的读数、测试值应为表头的读数与电平转换开关读数的代数和。(在电磁干扰严重的环境下测试时，测试线两端应并入0.lμf的无极性电容。) 三．峰—峰值杂音电压 (1)定义：整流设备输出电压中交流分量的峰一峰值。 (2)测试用仪表： 示波器(20MHz) (3)测试方法： 测试接线见图5—11
图5-11 峰—峰值杂音电压测试图
在直流配电屏输出端并接0.1μF直流无极性电容器，电容器两端以绞线平衡接人示波器探头，示波器须与市电隔离，其机壳应悬浮。测量时，示波器的水平扫描速度应低于0.5s，使被测峰—峰值杂音电压波形清晰稳定时读出。 四．离散频率杂音电压 (1)定义：整流配电设备输出电压的交流分量中各个频率的准峰值。它分四个频段进行测量，即： 3.4～150kHz≤5mV 150kHz～200kHz≤3mV 200kHz～500kHz≤2mV 500kHz～30MHz≤1mV (2)使用仪表： 选频表或频谱分析仪 (3)测量方法： 测试接线见图5—52将杂音计换成选频表 1)打开选频电平表的电源开关，待仪表工作正常后，进行校准；首先校准“零”点，然后再校准满度； 2)将选频表的输人衰减倍率旋钮放在适当位置； 3)将频段开关旋钮放在3.4kHz～150kHz范围内； 4)将选频表的输入电缆线接在直流配电屏的输出端； 5)慢慢旋转频率微调旋钮，使表头指针指在最大的位置上，如果表头无指示，则应减小 输人衰减量，如果表头指针已达满度则应增加输入衰减量。杂音电压的数值应等于表头的指示数加上衰减量。 6)用同样的方法，将频段选择开关旋到(150kHz～200kHz)、(200～500kHz)、(500kHz～30MHz)频率段进行测量，即能测出各频段任一频率的杂音电压值。
常用仪器仪表
第一节 测量的基本知识
一、测量仪表的分类
测量仪表的分类如下： ●根据被测量的名称（或单位）分类：有电流表、电压表、功率表、兆欧表等； ●按作用原理分类：主要有磁电式、电磁式、电动式、感应式等； 磁电式—C、 整流式—L、热偶式—E、电磁式—T、 电动式、铁磁电动式—D、感应式—G、静电式—Q ●根据仪表的测量方式分类：有直读式仪表和比较式仪表； ●根据仪表所测的电流种类分类：有直流仪表、交流仪表、交直流两用仪表； ●按仪表的准确度等级分类； ●根据对磁场防御能力和使用条件分类等等。 二、测量方法
测量方法是制获得测量结果的手段或途径，对使用什么仪器，没有限制。测量方法可分为： 1.直接测量：未知量的测量结果直接由实验数据获得； 2.间接测量：未知量的结果由直接测量的量代入公式计算而得到； 3.组合测量：未知量与测量量的关系更为复杂，需通过较为复杂的运算、推导而得到其结果。 采用什么样的测量方法，要根据测量条件，被测量的特性以及对准确度的要求等进行选择，目的是得到合乎要求的、科学可靠的实验结果。 三、电工测量的内容
(1)“电磁能”量的测量，如电流、电压、电功率、电场强度，电磁干扰、噪声等的测量； (2)电信号的特性的测量，如波形、保真度(失真度)、频率(周期)、相位、脉冲参数、调制度、信号频谱、信／噪比以及逻辑状态等的测量； (3)元件及电路参数的测量，例如电阻、电感、电容、电子器件(电子管、晶体管、场效应管及集成电路等)的测量、电路(含电子设备及仪器等)的频率响应、通带宽度、品质因数、相位移、延时、衰减、增益的测量以及特性曲线(如频率特性曲线、器件的伏安特性曲线)的测量; (4)数字元件和微机系统的数据流的测量，如数字元件和微机系统的故障诊断和数据流的测量。 第二节 万用表
一、基本原理
万用表的基本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，就会有电流指示。但表头不能通过大电流，所以，必须在表头上并联与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。下面分别介绍，原理图如1-11-1所示。 （1）测直流电流原理 如图1a所示，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，就能改变电流测量范围。 （2）测直流电压原理 如图1b所示，在表头上串联一个适当的电阻（叫倍增电阻）进行降压，就可以扩展电压量程。改变倍增电阻的阻值，就能改变电压的测量范围。 图1-11-1扩展量程原理图 （3）测交流电压原理 如图1c所示，因为表头是直流表，所以测量交流时，需加装一个并、串式半波整流电路，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）测电阻原理 如图1d所示，在表头上并联和串联适当的电阻，同时串接一节电池，使电流通过被测电阻，根据电流的大小，就可测量出电阻值。改变分流电阻的阻值，就能改变电阻的量程。 二、指针式万用表
（1）指针万用表的表盘结构 指针万用表（以105型为例）的表盘如图1-11-2所示。通过转换开关的旋钮来改变测量项目和测量量程。机械调零旋钮用来保持指针在静止处在左零位。“Ω”调零旋钮是用来测量电阻时使指针对准右零位，以保证测量数值准确。 万用表的测量范围如下： 直流电压：分5档—0-6V；0-30V；0-150V；0-300V；0-600V。 交流电压：分5档—0-6V；0-30V；0-150V；0-300V；0-600V 直流电流：分3档—0-3mA；0-30mA；0-300mA。 电阻：分5档—R*1；R*10；R*100；R*1K；R*10K
图1-11-2 105型表盘结构
（2）测量方法 ①测量电阻：如图1-11-3所示先将表棒搭在一起短路，使指针向右偏转转，随即调整“Ω”调零旋钮，使指针恰好指到0。然后将两根表棒分别接触被测电阻（或电路）两端，读出指针在欧姆刻度线（第一条线）上的读数，再乘以该档标的数字，就是所测电阻的阻值。例如用R*100挡测量电阻，指针指在80，则所测得的电阻值为80*100=8K。由于“Ω”刻度线左部读数较密，难于看准，所以测量时应选择适当的欧姆档。使指针在刻度线的中部或右部，这样读数比较清楚准确。每次换档，都应重新将两根表棒短接，重新调整指针到零位，才能测准。
图1-11-3测量电阻接线图
②测量直流电压：如图1-11-4所示首先估计一下被测电压的大小，然后将转换开关拨至适当的V量程，将正表棒接被测电压“+”端，负表棒接被测量电压“-”端。然后根据该挡量程数字与标直流符号“DC-”刻度线（第二条线）上的指针所指数字，来读出被测电压的大小。如用V300伏档测量，可以直接读0-300的指示数值。如用V30伏档测量，只须将刻度线上300这个数字去掉一个“0”，看成是30，再依次把200、100等数字看成是20、10既可直接读出指针指示数值。例如用V6伏档测量直流电压，指针指在15，则所测得电压为1.5伏。
图1-11-4测量直流电压接线图
③测量直流电流：如图1-11-5所示先估计一下被测电流的大小，然后将转换开关拨至合适的mA量程，再把万用表串接在电路中，如图所示。同时观察标有直流符号“DC”的刻度线，如电流量程选在3mA档，这时，应把表面刻度线上300的数字，去掉两个“0”，看成3，又依次把200、100看成是2、1，这样就可以读出被测电流数值。例如用直流3mA档测量直流电流，指针在100，则电流为1mA。
图1-11-5测量直流电流接线图
④测量交流电压：测交流电压的方法与测量直流电压相似，所不同的是因交流电没有正、负之分，所以测量交流时，表棒也就不需分正、负。读数方法与上述的测量直流电压的读法一样，只是数字应看标有交流符号“AC”的刻度线上的指针位置。 （3）使用中的注意事项 万用表是比较精密的仪器，如果使用不当，不仅造成测量不准确且极易损坏。但是，只要我们掌握万用表的使用方法和注意事项，谨慎从事，那么万用表就能经久耐用。使用万用表时应注意如下事项： ①测量电流与电压不能旋错档位。如果误将电阻档或电流档去测电压，就极易烧坏电表。万用表不用时，最好将档位旋至交流电压最高档，避免因使用不当而损坏。 ②测量直流电压和直流电流时，注意“+”“-”极性，不要接错。如发现指针开反转，既应立即调换表棒，以免损坏指针及表头。 ③如果不知道被测电压或电流的大小，应先用最高档，而后再选用合适的档位来测试，以免表针偏转过度而损坏表头。所选用的档位愈靠近被测值，测量的数值就愈准确。 ④测量电阻时，不要用手触及元件的裸体的两端（或两支表棒的金属部分），以免人体电阻与被测电阻并联，使测量结果不准确。 ⑤测量电阻时，如将两支表棒短接，调“零欧姆”旋钮至最大，指针仍然达不到0点，这种现象通常是由于表内电池电压不足造成的，应换上新电池方能准确测量。 ⑥万用表不用时，不要旋在电阻档，因为内有电池，如不小心易使两根表棒相碰短路，不仅耗费电池，严重时甚至会损坏表头。 三、数字式万用表
（1）概述 数字万用表与模拟表相比，具有更高的精度和更大的输人阻抗，目视距离较远且不易造成误读，尺寸小．能提供数字式的电输出(用于与外部设备接口)。数字电压表的三种主要类型是：面板式、台式和系统式。各种数字万用表都采用了某种类型的A／D转换器(通常是双斜积分式)，而且具有目视的读出装置来显示转换器(LED数码管)的输出。它具有小列优越性： ①高准确度和高分辨率，数字式电压表的准确度可以达到相当高，这是指针式万用表望尘莫及的。目前大量使用的3 位或4位数字式万用表的测量准确度为±0.5%至±0.03%。数字式万用表的分辨率越是很高的。这里所说的分辨率，是指最低量程上末位一个字所对应的电压值。需要指出的是，分辨立标争议标的灵敏性，而准确度则是反映测量结果与真值一致的程度，两者是不同的概念。在实用上，并不是准确度和灵敏度越高越好，这要看被测的具体对象而定，否则也是一种浪费。一般来讲，3位或4 位数字式万用表已能满足通常测量需要。 ②高输入阻抗，数字万用表的输入阻抗很高，因而在测量过程中对被测电路的影响小，从而能提高测量的准确性。 ③测量速率快。 ④过载能力强等特点。 （2）基本工作原理 系统式数字电压表，可用在数据采集系统中以提供基本的A／D转换功能，只需用数字电压表(DvM)来和各外部设备接口，即可组成这种数据采集系统。图1-11-6所示系统式数字万用表的构成方框图。
图1-11-6数字万用表构成方框图
图1-11-6所示的测量框图，其基本电路是测电压的电路。测电流时，让电流通过一精密的低阻的分流电阻器，就可把电流转换成电压；测交流，则把交流转换成直流，即采用整流器和滤波器。为了测量电阻，这种数字表采用了一个精密的小电流源．加在被测电阻器的两端，这样产生的直流电压，经转换成数字量后，作为电阻的欧姆数而读出。 除了测量电压、电流和电阻，数字万用表一般还具有二极管、三极管测试，导通指示器(即当连接电路的电阻)小于几个欧姆时，可发出嘟嘟声，这样，用户无需看表可集中注意力进行电路检查。 （3）使用中的注意事项 在测量时，为了使测量精度达到最大，电表测量档最好用比被测电压大但量档最小的档，否则，会使测量精度降低；若电表的测量档比被测电压低，会使电表过荷从而可能损坏电表。若不知道被测电压的大概值，最好开始时，用最大档测量。 （4）测量技巧 ①测喇叭、耳机、动圈式话筒：用R×1Ω档，任一表笔接一端，另一表笔点触另一端，正常时会发出清脆响量的“哒”声。如果不响，则是线圈断了，如果响声小而尖，则是有擦圈问题，也不能用。 ②测电容：用电阻档，根据电容容量选择适当的量程，并注意测量时对于电解电容黑表笔要接电容正极。①、估测微波法级电容容量的大小：可凭经验或参照相同容量的标准电容，根据指针摆动的最大幅度来判定。所参照的电容不必耐压值也一样，只要容量相同即可，例如估测一个100μF/250V的电容可用一个100μF/25V的电容来参照，只要它们指针摆动最大幅度一样，即可断定容量一样。②、估测皮法级电容容量大小：要用R×10kΩ档，但只能测到1000pF以上的电容。对1000pF或稍大一点的电容，只要表针稍有摆动，即可认为容量够了。③、测电容是否漏电：对一千微法以上的电容，可先用R×10Ω档将其快速充电，并初步估测电容容量，然后改到R×1kΩ档继续测一会儿，这时指针不应回返，而应停在或十分接近∞处，否则就是有漏电现象。对一些几十微法以下的定时或振荡电容（比如彩电开关电源的振荡电容），对其漏电特性要求非常高，只要稍有漏电就不能用，这时可在R×1kΩ档充完电后再改用R×10kΩ档继续测量，同样表针应停在∞处而不应回返。 ③在路测二极管、三极管、稳压管好坏：因为在实际电路中，三极管的偏置电阻或二极管、稳压管的周边电阻一般都比较大，大都在几百几千欧姆以上，这样，我们就可以用万用表的R×10Ω或R×1Ω档来在路测量PN结的好坏。在路测量时，用R×10Ω档测PN结应有较明显的正反向特性（如果正反向电阻相差不太明显，可改用R×1Ω档来测），一般正向电阻在R×10Ω档测时表针应指示在200Ω左右，在R×1Ω档测时表针应指示在30Ω左右（根据不同表型可能略有出入）。如果测量结果正向阻值太大或反向阻值太小，都说明这个PN结有问题，这个管子也就有问题了。这种方法对于维修时特别有效，可以非常快速地找出坏管，甚至可以测出尚未完全坏掉但特性变坏的管子。比如当你用小阻值档测量某个PN结正向电阻过大，如果你把它焊下来用常用的R×1kΩ档再测，可能还是正常的，其实这个管子的特性已经变坏了，不能正常工作或不稳定了。 ④测电阻：重要的是要选好量程，当指针指示于1/3～2/3满量程时测量精度最高，读数最准确。要注意的是，在用R×10k电阻档测兆欧级的大阻值电阻时，不可将手指捏在电阻两端，这样人体电阻会使测量结果偏些 ⑤测稳压二极管：我们通常所用到的稳压管的稳压值一般都大于1.5V，而指针表的R×1k以下的电阻档是用表内的1.5V电池供电的，这样，用R×1k以下的电阻档测量稳压管就如同测二极管一样，具有完全的单向导电性。但指针表的R×10k档是用9V或15V电池供电的，在用R×10k测稳压值小于9V或15V的稳压管时，反向阻值就不会是∞，而是有一定阻值，但这个阻值还是要大大高于稳压管的正向阻值的。如此，我们就可以初步估测出稳压管的好坏。但是，好的稳压管还要有个准确的稳压值，业余条件下怎么估测出这个稳压值呢？不难，再去找一块指针表来就可以了。方法是：先将一块表置于R×10k档，其黑、红表笔分别接在稳压管的阴极和阳极，这时就模拟出稳压管的实际工作状态，再取另一块表置于电压档V×10V或V×50V（根据稳压值）上，将红、黑表笔分别搭接到刚才那块表的的黑、红表笔上，这时测出的电压值就基本上是这个稳压管的稳压值。说“基本上”，是因为第一块表对稳压管的偏置电流相对正常使用时的偏置电流稍小些，所以测出的稳压值会稍偏大一点，但基本相差不大。这个方法只可估测稳压值小于指针表高压电池电压的稳压管。如果稳压管的稳压值太高，就只能用外加电源的方法来测量了（这样看来，我们在选用指针表时，选用高压电池电压为15V的要比9V的更适用些）。 6、测三极管：通常我们要用R×1kΩ档，不管是NPN管还是PNP管，不管是小功率、**率、大功率管，测其be结cb结都应呈现与二极管完全相同的单向导电性，反向电阻无穷大，其正向电阻大约在10K左右。为进一步估测管子特性的好坏，必要时还应变换电阻档位进行多次测量，方法是：置R×10Ω档测PN结正向导通电阻都在大约200Ω左右；置R×1Ω档测PN结正向导通电阻都在大约30Ω左右，（以上为47型表测得数据，其它型号表大概略有不同，可多试测几个好管总结一下，做到心中有数）如果读数偏大太多，可以断定管子的特性不好。还可将表置于R×10kΩ再测，耐压再低的管子（基本上三极管的耐压都在30V以上），其cb结反向电阻也应在∞，但其be结的反向电阻可能会有些，表针会稍有偏转（一般不会超过满量程的1/3，根据管子的耐压不同而不同）。同样，在用R×10kΩ档测ec间(对NPN管）或ce间（对PNP管）的电阻时，表针可能略有偏转，但这不表示管子是坏的。但在用R×1kΩ以下档测ce或ec间电阻时，表头指示应为无穷大，否则管子就是有问题。应该说明一点的是，以上测量是针对硅管而言的，对锗管不适用。不过现在锗管也很少见了。另外，所说的“反向”是针对PN结而言，对NPN管和PNP管方向实际上是不同的。 现在常见的三极管大部分是塑封的，如何准确判断三极管的三只引脚哪个是b、c、e？三极管的b极很容易测出来，但怎么断定哪个是c哪个是e？这里推荐三种方法：第一种方法：对于有测三极管hFE插孔的指针表，先测出b极后，将三极管随意插到插孔中去（当然b极是可以插准确的），测一下hFE值，然后再将管子倒过来再测一遍，测得hFE值比较大的一次，各管脚插入的位置是正确的。第二种方法：对无hFE测量插孔的表，或管子太大不方便插入插孔的，可以用这种方法：对NPN管，先测出b极（管子是NPN还是PNP以及其b脚都很容易测出，是吧？），将表置于R×1kΩ档，将红表笔接假设的e极（注意拿红表笔的手不要碰到表笔尖或管脚），黑表笔接假设的c极，同时用手指捏住表笔尖及这个管脚，将管子拿起来，用你的舌尖舔一下b极，看表头指针应有一定的偏转，如果你各表笔接得正确，指针偏转会大些，如果接得不对，指针偏转会小些，差别是很明显的。由此就可判定管子的c、e极。对PNP管，要将黑表笔接假设的e极（手不要碰到笔尖或管脚），红表笔接假设的c极，同时用手指捏住表笔尖及这个管脚，然后用舌尖舔一下b极，如果各表笔接得正确，表头指针会偏转得比较大。当然测量时表笔要交换一下测两次，比较读数后才能最后判定。这个方法适用于所有外形的三极管，方便实用。根据表针的偏转幅度，还可以估计出管子的放大能力，当然这是凭经验的。第三种方法：先判定管子的NPN或PNP类型及其b极后，将表置于R×10kΩ档，对NPN管，黑表笔接e极，红表笔接c极时，表针可能会有一定偏转，对PNP管，黑表笔接c极，红表笔接e极时，表针可能会有一定的偏转，反过来都不会有偏转。由此也可以判定三极管的c、e极。不过对于高耐压的管子，这个方法就不适用了。 对于常见的进口型号的大功率塑封管，其c极基本都是在中间。中、小功率管有的b极可能在中间。比如常用的9014三极管及其系列的其它型号三极管、2SC1815、2N5401、2N5551等三极管，其b极有的在就中间。当然它们也有c极在中间的。所以在维修更换三极管时，尤其是这些小功率三极管，不可拿来就按原样直接安上，一定要先测一下。 第三节 兆欧表
兆欧表又称摇表，表面上标有符号“M配”(兆欧)，是测量高电阻的仪表。一般用来测量电机、电缆、变压器和其它电气设备的绝缘电阻。因而也称绝缘电阻测定器。设备投入运行前，绝缘电阻应该符合要求。如果绝缘电阻降低（往王由于受潮、发热、受污、机戒损伤等因素所致），不仅会造成较大的电能损耗，严重时还会造成设备损伤或人身伤亡事故。 常用的兆欧表由ZC-7、ZC-11、ZC-25等型号。兆欧标的额定电压有250、500、1000、2500V等几种；测量范围由50、1000、2000M欧姆等几种。 （一）兆欧表的构造和工作原理 兆欧表主要由作为电源的手摇发电机 ( 或其他直流电源 ) 和作为测量机构的磁电式流比计( 双动线圈流比计)组成。测量时，实际上是给被测物加上直流电压，测量其通过的泄漏电流，在表的盘面上读到的是经过换算的绝缘电阻值。 兆欧表的测量原理如图 1-11-6所示。在接入被测电阻 Rx后，构成了两条相互并联的支路，当摇动手摇发电机时，两个支路分别通过电流 I1 和 I2 。可以看出
考虑到两电流之比与偏转角满足的函数关系，不难得出
α =f(Rx) 可见，指针的偏转角α仅仅是被测绝缘电阻 Rx 的函数，而与电源电压没有直接关系。
图 1-11-6兆欧表的测量原理如
（二）怎样正确使用兆欧表 在兆欧表上有三个接线端钮，分别标为接地 E 、电路 L 和屏蔽 G 。一般测量仅用 E，L 两端，E 通常接地或接设备外壳，L接被测线路，电机、电器的导线或电机绕组。测量电缆芯线对外皮的绝缘电阻时，为消除芯线绝缘层表面漏电引起的误差，还应在绝缘上包以锡箔，并使之与G 端连接，如图 1-11-7 所示。这样就使得流经绝缘表面的电流不再经过流比计的测量线圈，而是直接流经 G端构成回路，所以，测得的绝缘电阻只是电缆绝缘的体积电阻。
图 1-11-7电缆绝缘电阻测量接线图
（三）兆欧表测量绝缘电阻注意事项 (1)测量前应正确选用表计的规范，使表计的额定电压与被测电气设备的额定电压相适应，额定电压500V及以下的电气设备一般选用500～1000V的兆欧表，500V以上的电气设备选用2500V兆欧表，高压设备选用2500～5000V兆欧表。 (2)使用兆欧表时，首先鉴别兆欧表的好坏，在未接被试品时，先驱动净欧表，其指针可以上升到"∞"处，然后再将两个接线端钮短路，慢慢摇动兆欧表，指针应指到"0"处，符合上述情况说是兆欧表是好的，否则不能使用。 (3) 使用时必须水平放置，且远离外磁场。 (4) 接线柱与被试品之间的两根导线不能绞线，应分开单独连接，以防止绞线绝缘不良而影响读数。 (5)测量时转动手柄应由慢渐快并保持150r/min转速，待调速器发生滑动后，即为稳定的读数，一般应取1min后的稳定值，如发现指针指零时不允许连续摇动，以防线圈损坏。 (6) 在雷电和邻近有带高压导体的设备时，禁止使用仪表进行测量，吸有在设备不带电，而又不可能受到其他感应电而带电时，才能进行。 (7) 在进行测量前后对被试品一定要进行充分放电，以保障设备及人身安全。 (8) 测量电容性电气设备的绝缘电阻时，应在取得稳定值读数后，先取下测量线，再停止转动手柄。测完后立即对被测设备接地放电。 (9) 避免剧烈长期震动，使表头轴尖、宝石受损而影响刻度指示。 (10) 仪表在不使用时应放在固定的地方，环境温度不宜太热和太冷，切勿放在潮湿、污秽的地面上。并避免置于含腐蚀作用的空气附近。 第三节 接地电阻测试仪
通信设备的良好接地是设备正常运行的重要保证，对于交换机、光端机、计算机等电信网络中精密通信设备更是如此。设备使用的地线通常分为工作地（电源地）、保护地，防雷地，有些设备还有单独的信号地，以将强、弱电地隔离，保证数字弱信号免遭强电地线浪涌的冲击，这些地线的主要作用有：提供电源回路、保护人体免受电击，此外还可屏蔽设备内部电路免受外界电磁干扰或防止干扰其他设备。 设备接地的方式通常是埋设金属接地桩、金属网等导体，导体再通过电缆线与设备内的地线排或机壳相连。当多个设备连接于同一接地导体时，通常需安装接地排，接地排的位置应尽可能靠近接地桩，不同设备的地线分开接在地线排上，以减小相互影响。 通常，设备的接地电阻应尽可能地小，设备说明书上应给出对接地电阻的要求。设备的接地电阻包括了从设备内地线排到机房总地线排连线电阻、总地线排至接地桩的电阻、接地桩与大地间的电阻（地阻）以及彼此间的连接电阻，通常情况下，接地桩与大地间的电阻（地阻）是其中最主要的可变部分，除地阻外的其它部分总电阻在多数情况下总是小于１Ω。 接地电阻测试仪是检验测量接地电阻的常用仪表，也是电气安全检查与接地工程竣工验收不可缺少的工具，进年来由于计算机技术的飞速发展，因此接地电阻测试仪也渗透了大量的微处理机技术，其测量功能，内容与精度是一般仪器所不能相比的。目前先进地电阻测试仪能满足所有接地测量要求。运用新式钳口法，无需打装桩放线进行在线直接测量。一台功能强大的地阻测试仪均由微处理器控制，可自动检测各接口连接状况及地网的干扰电压、干扰频率，并具有数值保持及智能提示等独特功能。 一、手摇式地阻表
（一）测量原理 手摇式地阻表是一种较为传统的测量仪表，它的基本原理是采用三点式电压落差法，如图１-11-8所示。其测量手段是在被测地线接地桩（暂称为Ｘ）一侧地上打入两根辅助测试桩，要求这两根测试桩位于被测地桩的同一侧，三者基本在一条直线上，距被测地桩较近的一根辅助测试桩（称为Ｙ）距离被测地桩２０米左右，距被测地桩较远的一根辅助测试桩（称为Ｚ）距离被测地桩４０米左右。测试时，按要求的转速转动摇把，测试仪通过内部磁电机产生电能，在被测地桩Ｘ和较远的辅助测试桩（称为Ｚ）之间“灌入”电流，此时在被测地桩Ｘ和辅助地桩Ｙ之间可获得一电压，仪表通过测量该电流和电压值，即可计算出被测接地桩的地阻。 （二）使用方法 （1）测量接地电阻前的准备工作及正确接线 ①地阻仪有三个接线端子和四个接线端子两种，它的附件包括两支接地探测针、三条导线(其中5m长的用于接地板，20m长的用于电位探测针，40m长的用于电流探测针)，如图所示。
②测量前做机械调零和短路试验，将接线端子全部短路，慢摇摇把，调整测量标度盘,使指针返回零位，这时指针盘零线、表盘零线大体重合，则说明仪表是好的。按图接好测量线。
（2）摇测方法 ①选择合适的倍率。②以每分钟120转的速度均匀地摇动仪表的摇把，旋转刻度盘，使指针指向表盘零位.③读数，接地电阻值为刻度盘读数乘以倍率。 （三）使用地阻仪的注意事项 (1)二人操作；(2)被测量电阻与辅助接地极三点所成直线不得与金属管道或邻近的架空线路平行；(3)在测量时被测接地极应与设备断开；(4)地阻仪不允许做开路试验。 二、数字式钳形地阻表
（一）测量原理 钳形地阻表是一种新颖的测量工具，它方便、快捷，外形酷似钳形电流表，测试时不需辅助测试桩，只需往被测地线上一夹，几秒钟即可获得测量结果，极大地方便了地阻测量工作。钳形地阻表还有一个很大的优点是可以对在用设备的地阻进行在线测量，而不需切断设备电源或断开地线。通常，一个常见的分布式接地系统可以被表示为图２所示的电路。 电路中Ｅ和Ｉ旁的圆环表示钳形地阻表的环形卡口，Ｒｘ为被测地线桩的地阻，Ｒ１、Ｒ２．．．Ｒｎ为分布式接地系统中其它接地点的地阻。该图可以进一步等效为图３。测量时，钳形地阻表利用电磁感应原理通过其前端卡口（内有电磁线圈）所构成的环向被测线缆送入一恒定电压Ｅ，该电压被施加在图３所示的回路中，地阻表可同时通过其前端卡口测出回路中的电流Ｉ，根据Ｅ和Ｉ，即可计算出回路中的总电阻，即： Ｅ／Ｉ＝Ｒｘ＋ １／（１／Ｒ１＋１／Ｒ２＋ ．．． ＋１／Ｒｎ） １／（１／Ｒ１＋１／Ｒ２＋ ．．． ＋１／Ｒｎ）为Ｒ１、Ｒ２ ．．． Ｒｎ并联后的总电阻在分布式多点接地系统中，通常有Ｒｘ＞＞１／（１／Ｒ１＋１／Ｒ２＋ ．．． ＋１／Ｒｎ）， “＞＞”意为“远远大于”假设上述条件成立，则被测地阻Ｒｘ＝Ｅ／Ｉ。 事实上，钳形地阻表通过其前端卡环这一特殊的电磁变换器送入线缆的是１．７ｋＨｚ的交流恒定电压，在电流检测电路中，经过滤波、放大、Ａ／Ｄ转换，只有１.７ｋＨｚ的电压所产生的电流被检测出来。正因这样，钳形地阻表才排除了商用交流电和设备本身产生的高频噪声所带来的地线上的微小电流，以获得准确的测量结果，也正因为如此，钳形地阻表才具有了在线测量这一优势。实际上，该表测出的是整个回路的阻抗，而不是电阻，不过在通常情况下他们相差极小。钳形地阻表可即刻将结果显示在ＬＣＤ显示屏上，当卡口没有卡好时，它可在ＬＣＤ上显示“ｏｐｅｎｊａｗ”或类似符号。 由于钳形地阻表的特殊结构，使它可以很方便地作为电流表使用，很多这类仪表同时具有钳形电流表的功能。另一方面，虽然钳形地阻表测试时使用一定频率的信号以排除干扰，但在被测线缆上有很大电流存在的情况下，测量也会受到干扰，导致结果不准确。所以，按照要求，在使用时应先测线缆上的电流，只有在电流不是非常大时才可进一步测量地阻。有些仪表在测量地阻时自动进行噪声干扰检测，当干扰太大以致测量不能进行时会给出提示。 （三）钳形地阻表测量注意事项 从上面的介绍可以看出，钳形地阻表和手摇式地阻表的测量原理完全不同。手摇式地阻表在使用时，应将接地桩与设备断开，以避免设备自身接地体影响测量的准确性，手摇式地阻表可获得较高的精度，而不管是单点接地和多点接地系统；对于钳形地阻表，其最理想的应用是用在分布式多点接地系统中，此时应对接地系统的所用接地桩依次进行测量，并记录下测量结果，然后进行对比，对测量结果明显大于其它各点的接地桩，要着重检查，必要时将该地桩与设备断开后用手摇式地阻表进行复测，以暴露出不良的接地桩。 在单点接地系统中应慎用钳形地阻表，从它的工作原理中可以看出：钳形地阻表测出的电阻值是回路中的总电阻，只有Ｒｘ＞＞１／（１／Ｒ１＋１／Ｒ２＋．．．＋１／Ｒｎ）时，该阻值才近似于我们要测的接地桩地阻，而这个条件，在很多情况下，尤其是在单点接地系统中是不满足的。对于已埋设好而尚未与设备连接的开路接地桩，其地阻根本不能用该仪表进行测量。钳形地阻表在使用中应注意以下几点： １．注意是否单点接地，被测地线是否已与设备连接，有无可靠的接地回路。 开路接地桩，不能测量；接地回路不可靠，测量结果不准确（偏高）。我们在实际使用中曾遇到过这种情况，在我局Ｆ１５０模块局验收中，我们曾使用这种仪表进行接地线地阻检查，（设备已开通运行）如图４所示。 我们用钳形地阻表分别在Ａ、Ｂ、Ｃ三处进行测量，发现许多局地阻偏高，尤其是Ｃ位置，许多局超过５０Ω，有些局高达１２０Ω，于是开始怀疑测量结果不准确，后用老式的三点式测试法进行复测证实了这一点。图４为典型的单点接地情况，在这种情况下，由于ＭＤＦ架除地线外只有架底膨胀螺丝接地，膨胀螺丝插入室内地面不足１０ｃｍ，其接地电阻必然很大，在Ｃ位置测得的回路总电阻其中包含此电阻，此时钳形地阻表工作原理中所提的假设条件不能满足，故而导致测量结果有较大偏差。 ２．注意测量位置，选取合适的测量点 选取的测量点不同，测得的结果是不同的，如在图４中的Ａ、Ｂ、Ｃ三点测得的结果是不同的，而且差别很大，根据钳形地阻表的工作原理，这不难理解，这就要求在使用中要对测量点的选取加以注意。测量有时会遇到无处可夹的情况，在条件允许的情况下，可暂断开原地线连线，临时接入一段可夹持的跳线进行测量。 ３．注意“噪声”干扰 地线上较大的回路电流对测量会造成干扰，导致测量结果不准确，甚至使测试不能进行，很多仪表在这种情况下会显示出“Ｎｏｉｓｅ”或类似符号。 第四节 杂音的测量 一、电话衡重杂音电压 (1)定义：整流设备输出电压中的交流分量通过国际电联规定的电话衡重网络(A)后测得的杂音电压值。 (2)使用仪表： QZY11型高低频杂音测试仪 (3)测量方法： 按图5—10接好测试电路
图5—10 杂音电压测试接线图
1)打开电源开关、电源指示灯亮，预热20分钟后即可进行稳定测试； 2)测量前应先进行仪器自校，将频段开关置于测试的频段上，阻抗开关置75Ω，调节调零电位器，使仪表指示∞；再将阻抗开关置于自校，调节自校电位器，使表针指示0dB。以后每转换一次频段测试前，应重复以上过程，方能保证每一频段的测量精度。 3)按下平衡测量按钮a／b，阻抗开关置600Ω。电平转换开关置+40dB频段开关置电话加权。时间常数开关置200ms，将测试线接人平衡输入插座，串人大于10μF的隔直电容器。 4)将测试线接人直流屏的输出段，调节电平转换开关使表针指出清晰的读数，记下指针的读数与电平转换开关的读数的代数和，即为衡重杂音电压值，应小于2mV。 二．宽频杂音电压 (1)定义：整流设备输出电压中一定频宽内的交流分量的方均根值。 (2)测试用仪表： QZYll高低频杂音测试仪 (3)测试方法： 测试接线见图4-52 在上述测试衡重杂音电压后，将阻抗开关置75Ω，电平转换开关置+10dB，测试线接同轴输入插座，频段开关分别置于3kHz～150kHz档，150kHz～30MHz档，改变电平转换开关的灵敏度，直到表头指示出清晰的读数、测试值应为表头的读数与电平转换开关读数的代数和。(在电磁干扰严重的环境下测试时，测试线两端应并入0.lμf的无极性电容。) 三．峰—峰值杂音电压 (1)定义：整流设备输出电压中交流分量的峰一峰值。 (2)测试用仪表： 示波器(20MHz) (3)测试方法： 测试接线见图5—11
图5-11 峰—峰值杂音电压测试图
在直流配电屏输出端并接0.1μF直流无极性电容器，电容器两端以绞线平衡接人示波器探头，示波器须与市电隔离，其机壳应悬浮。测量时，示波器的水平扫描速度应低于0.5s，使被测峰—峰值杂音电压波形清晰稳定时读出。 四．离散频率杂音电压 (1)定义：整流配电设备输出电压的交流分量中各个频率的准峰值。它分四个频段进行测量，即： 3.4～150kHz≤5mV 150kHz～200kHz≤3mV 200kHz～500kHz≤2mV 500kHz～30MHz≤1mV (2)使用仪表： 选频表或频谱分析仪 (3)测量方法： 测试接线见图5—52将杂音计换成选频表 1)打开选频电平表的电源开关，待仪表工作正常后，进行校准；首先校准“零”点，然后再校准满度； 2)将选频表的输人衰减倍率旋钮放在适当位置； 3)将频段开关旋钮放在3.4kHz～150kHz范围内； 4)将选频表的输入电缆线接在直流配电屏的输出端； 5)慢慢旋转频率微调旋钮，使表头指针指在最大的位置上，如果表头无指示，则应减小 输人衰减量，如果表头指针已达满度则应增加输入衰减量。杂音电压的数值应等于表头的指示数加上衰减量。 6)用同样的方法，将频段选择开关旋到(150kHz～200kHz)、(200～500kHz)、(500kHz～30MHz)频率段进行测量，即能测出各频段任一频率的杂音电压值。 |