第3章　家裝電工常用測量儀表

在家裝工作中常常要用到一些電氣測量儀表，如萬用表、鉗形電流表、兆歐表等。這些儀表在安裝、維修時是必不可少的，正確掌握、應用、保養好這些儀表，對家裝工作有很大幫助。

3.1　指針式萬用表

指針式萬用表是家裝電工必備的測量工具。指針式萬用表可用來測量電阻、直流電流、交流電流、直流電壓、交流電壓等。功能較多的指針式萬用表，還能測電感、電容、三極管放大倍數β等。

3.1.1　工作原理

指針式萬用表是利用磁電式測量機構（表頭）和測量線路通過轉換開關來實現各種測量的，常用指針式萬用表外形如圖3-1所示。指針式萬用表的表頭是指針式萬用表的核心，它是一塊高靈敏度磁電式電流表，一般只能通過幾微安到幾百微安的電流，達到滿刻度偏轉。滿刻度電流越小，表頭靈敏度越高。指針式萬用表都有一個或兩個轉換開關以實現多種測量功能，通過開關換接指針式萬用表內部線路，來達到降壓、分流等目的，以測量不同的電學物理量。指針式萬用表的測量原理如圖3-2所示。

3.1.2　使用前的準備工作

① 使用前的檢查和調整。檢查紅色和黑色測試棒是否分別插入紅色插孔（或標有“＋”號）和黑色插孔（或標有“－”號）并接觸緊密，引線、筆桿、插頭等處有無破損露銅現象。如有問題應立即解決，否則不能保證使用中的人身安全。觀察萬用表指針是否停在左邊零位線上，如不指在零位線時，應調整中間的機械零位調節器，使指針指在零位線上。

② 用轉換開關正確選擇測量種類和量程。根據被測對象，首先選擇測量種類。嚴禁當轉換開關置于電流擋或電阻擋時去測量電壓，否則，將損壞萬用表。測量種類選擇妥當后，再選擇該種類的量程。測量電壓、電流時應使指針偏轉在標度尺的中間附近，讀數較為準確。若預先不知被測量的大小范圍，為避免量程選得過小而損壞萬用表，應選擇該種類最大量程預測，然后再選擇合適的量程。

③ 正確讀數。指針式萬用表的標度盤上有多條標度尺，它們代表不同的測量種類。測量時應根據轉換開關所選擇的種類及量程，在對應的標度尺上讀數，并應注意所選擇的量程與標度尺上讀數的倍率關系。另外，讀數時，眼睛應垂直于表面觀察表盤。如果視線不垂直，將會產生視差，使得讀數出現誤差。為了消除視差，MF47等型號萬用表在表面的標度盤上都裝有反光鏡，讀數時，應移動視線使表針與反光鏡中的表針鏡像重合，這時的讀數無視差，如圖3-3所示。

3.1.3　測量電阻

① 被測電阻應處于不帶電的情況下進行測量，防止損壞萬用表。被測電路不能有并聯支路，以免影響精度。

② 按估計的被測電阻值選擇電阻量程開關的倍率，應使被測電阻接近該擋的歐姆中心值，即使表針偏轉在標度尺的中間附近為好，并將交、直流電壓量程開關置于“Ω”擋。

③ 測量以前，先進行“調零”。如圖3-4所示，將兩表筆短接，此時表針會很快指向電阻的零位附近，若表針未停在電阻零位上，則旋動下面的“Ω”鈕，使其剛好停在零位上。若調到底也不能使指針停在電阻零位上，則說明表內的電池電壓不足，應更換新電池后再重新調節。測量中每次更換擋位后，均應重新調零。

④ 測量非在路的電阻時，將兩表筆（不分正、負）分別接被測電阻的兩端，萬用表即指示出被測電阻的阻值。測量電路板上的在路電阻時，應將被測電阻的一端從電路板上焊開，然后再進行測量，否則由于電路中其他元器件的影響測得的電阻誤差將很大。測量高值電阻時，手不要接觸表筆和被測物的引線，如圖3-5所示。

⑤ 將讀數乘以電阻量程開關所指倍率，即為被測電阻的阻值。

⑥ 測量完畢后，應將交、直流電壓量程開關旋到交流電壓最高量程上，可防止轉換開關放在歐姆擋時表筆短路，長期消耗電量。

3.1.4　測量交流電壓

① 將選擇開關轉到“V”擋的最高量程，或根據被測電壓的概略數值選擇適當量程。

② 測量1000～2500V的高壓時，應采用專測高壓的高級絕緣表筆和引線，將測量選擇開關置于“1000V”擋，并將紅表筆改插入“2500V”專用插孔。測量時，不要兩只手同時拿兩支表筆，必要時使用絕緣手套和絕緣墊；表筆插頭與插孔應緊密接觸，以防止測量中突然脫出后觸及人體，使人觸電。

③ 測量交流電壓時，把表筆并聯于被測的電路上。轉換量程時不要帶電。

④ 測量交流電壓時，一般不需分清被測電壓的火線和零線端的順序，但已知火線和零線時，最好用紅表筆接火線，黑表筆接零線，如圖3-6所示。

3.1.5　測量直流電壓

① 將紅表筆插在“＋”插孔，去測電路正極；將黑表筆插在“﹡”插孔，去測電路負極。

② 將萬用表的選擇量程開關置于“V”的最大量程，或根據被測電壓的大約數值，選擇合適的量程。

③ 如果指針反指，則說明表筆所接極性反了，應盡快更正過來重測。

3.1.6　測量直流電流

① 將選擇量程開關轉到“mA”部分的最高量程，或根據被測電流的大約數值，選擇適當的量程。

② 將被測電路斷開，留出兩個測量接觸點。將紅表筆與電路正極相接，黑表筆與電路負極相接。改變量程，直到指針指向刻度盤的中間位置。不要帶電轉換量程。如圖3-7所示。

③ 測量完畢后，應將選擇量程開關轉到電壓最大擋上去。

3.1.7　常見故障及檢修方法

指針式萬用表的常見故障及檢修方法見表3-1。

3.2　數字萬用表

數字萬用表是家電維修常用儀表，數字萬用表以其測量精度高、顯示直觀、速度快、功能全、可靠性好、小巧輕便、省電及便于操作等優點，受到家電維修者的普遍歡迎。圖3-8是DT-830型數字萬用表的外形。

數字萬用表的使用方法如下。

① 當萬用表出現顯示不準或顯示值跳變異常情況時，可先檢查表內9V電池是否失效，若電池良好，則表內電路有故障，應檢修。

② 直流電壓的測量。將量程開關有黑線的一端撥至“DCV”范圍內的適當量程擋，黑表筆接入“COM”插口，紅表筆插入“V·Ω”插口。將電源開關撥至“ON”，紅表筆接被測電壓的正極，黑表筆接負極，顯示屏上便顯示測量值。如果顯示是“1.”，則說明量程選得太小，應將量程開關向較大一級電壓擋撥；如果顯示的是一個負數，則說明表筆插反了，應更正過來。量程開關置于×200m擋，顯示值以“mV”為單位，其余四擋以“V”為單位。

③ 交流電壓的測量。將量程開關撥至“ACV”范圍內適當量程擋，表筆接法同上，其測量方法與測量直流電壓相同。

④ 直流電流的測量。將量程開關撥至“DCA”范圍內適當的量程擋，黑表筆插入“COM”插孔，紅表筆根據估計的被測電流的大小插入相應的“mA”或“10A”插口，使儀表與被測電路串聯，注意表筆的極性，接通表內電源，顯示器便顯示直流電流值。顯示器顯示的數值，其單位與量程開關撥至的相應擋的單位有關。若量程開關置于200m、20m、2m三擋時，則顯示值以“mA”為單位；若置于200μ擋，則顯示值以“μA”為單位；若置于10A擋，顯示值以“A”為單位。

⑤ 交流電流的測量。將量程開關撥到“ACA”范圍內適當的量程擋，黑表筆插入“COM”插孔，紅表筆也按量程不同插入“mA”或“10A”插口，表與被測電路串聯，表筆不分正負，顯示器便顯示交流電流值，如圖3-9所示。

⑥ 電阻的測量。將量程開關撥到“Ω”范圍內適當的量程擋，紅表筆插入“V·Ω”插口，黑表筆插入“COM”插孔，兩表筆分別接觸電阻兩端，顯示器便顯示電阻值。量程開關置于20M或2M擋，顯示值以“MΩ”為單位，200擋顯示值以“Ω”為單位，2k、20k、200k擋顯示值以“kΩ”為單位。需要指出的是不可帶電測量電阻。

⑦ 線路通、斷的檢查。將量程開關撥至蜂鳴器擋，紅、黑表筆分別插入“V·Ω”和“COM”插口。若被測線路電阻低于20Ω，蜂鳴器發出叫聲，則說明線路接通；反之，表示線路不通或接觸不良。注意，被測線路在測量之前應關斷電源。

⑧ 二極管的測量。將量程開關撥至二極管符號擋，紅表筆插入“V·Ω”插孔，黑表筆插入“COM”插口，將表筆尖接至二極管兩端。數字式萬用表顯示的是二極管的壓降。正常情況下，正向測量時，鍺管應顯示0.150～0.300V，硅管應顯示0.550～0.700V，反向測量時為溢出“1.”。若正反測量均顯示“0.000”，說明二極管短路；正向測量顯示溢出“1.”，說明二極管開路。

⑨ 晶體管hFE的測量。根據晶體管的類型，把量程開關撥到“PNP”或“NPN”擋，將被測管子的e、b、c極分別插入hFE插口對應的孔內，顯示器便顯示管子的hFE值，如圖3-10所示。

3.3　鉗形電流表

用萬用表測量線路中的電流，需斷開電路將萬用表串聯在線路中，而萬用表一般只能測量較小的電流。鉗形電流表則可在不斷開電源的情況下，直接測量線路中的大電流。圖3-11是鉗形電流表外形。

3.3.1　使用注意事項

① 在使用鉗形電流表時，要正確選擇鉗形電流表的擋位位置，如圖3-12所示。測量前，根據負載的大小粗估一下電流數值，然后從大擋往小擋切換，換擋時被測導線要置于鉗形電流表的卡口之外。

② 檢查表針在不測量電流時是否指向零位，若未指零，應用小螺絲刀調整表頭上的調零螺釘使表針指向零位，以提高讀數準確度。

③ 測量電動機電流時，扳開鉗口活動銜鐵，將電動機的一根電源線放在鉗口中央位置，如圖3-13所示，測量電動機電源三相中的L1相，然后松手使鉗口密合好。如果鉗口接觸不好，應檢查是否彈簧損壞或有臟污，如有污垢，用干布清除后再測量。

④ 在使用鉗形電流表時要盡量遠離強磁場（如通電的自耦調壓器、磁鐵等），以減小磁場對鉗形電流表的影響。

⑤ 測量較小的電流時，如果鉗形電流表量程較大，可將被測導線在鉗形電流表口內繞幾圈，然后再讀數。線路中實際的電流值應為儀表讀數除以導線在鉗形電流表上繞的匝數。

3.3.2　常見故障及檢修方法

鉗形電流表的常見故障及檢修方法見表3-2。

3.4　兆歐表

兆歐表俗稱搖表、絕緣搖表或麥格表，如圖3-14所示。兆歐表主要用來測量電氣設備的絕緣電阻，如電動機、電氣線路的絕緣電阻，判斷設備或線路有無漏電、絕緣損壞或短路現象。

兆歐表的主要組成部分是一個磁電式流比計和一個作為測量電源的手搖高壓直流發電機。兆歐表的線路如圖3-15所示。

兆歐表的工作原理如圖3-16所示。與兆歐表表針相連的有兩個線圈，一個同表內的附加電阻Rf串聯，另一個和被測的電阻R串聯，然后一起接到手搖發電機上。當手搖動發電機時，兩個線圈中同時有電流通過，在兩個線圈上產生方向相反的轉矩，表針就隨著兩個轉矩的合成轉矩的大小而偏轉某一角度，這個偏轉角度決定于兩個電流的比值，附加電阻是不變的，所以電流值僅取決于待測電阻的大小。

值得一提的是，兆歐表測得的是在額定電壓作用下的絕緣電阻阻值。萬用表雖然也能測得數千歐的絕緣阻值，但它所測得的絕緣阻值只能作為參考，因為萬用表所使用的電池電壓較低，絕緣物質在電壓較低時不易擊穿，而一般被測量的電氣設備，均要接在較高的工作電壓上工作，因此，只能采用兆歐表來測量。一般還規定在測量額定電壓在500V以上的電氣設備的絕緣電阻時，必須選用1000～2500V兆歐表。測量500V以下電壓的電氣設備，則以選用500V兆歐表為宜。

3.4.1 使用注意事項

① 正確選擇電壓和測量范圍。應根據被測電氣設備的額定電壓選用兆歐表的電壓等級：一般測量50V以下的用電設備絕緣情況時，可選用250V兆歐表；測量50～380V的用電設備絕緣情況時，可選用500V兆歐表。測量500V以下的電氣設備，兆歐表應選用讀數從零開始的，否則不易測量。

② 選用兆歐表外接導線時，應選用單根的多股銅導線，不能用雙股絕緣線，絕緣強度要在500V以上，否則會影響測量的精確度。

③ 測量電氣設備絕緣電阻時，測量前必須先斷開設備的電源并驗明無電。如果是電容器或較長的電纜線路，應放電后再測量。

④ 使用兆歐表時必須遠離強磁場，并且平放。搖動兆歐表時，切勿使表受振動。

⑤ 在測量前，兆歐表應先做一次開路試驗，然后再做一次兩表線直接接通試驗。表針在開路試驗中應指到“∞”（無窮大）處；而在兩表線直接接通試驗中表針能擺到“0”處，這表明兆歐表工作狀態正常，可測電氣設備。

⑥ 測量時應清潔被測電氣設備表面，以免引起接觸電阻大，測量結果不準。

⑦ 在測電容器的絕緣電阻時需注意，電容器的耐壓必須大于兆歐表輸出的電壓值。測完電容后，應先取下兆歐表線再停止搖動搖把，以防止已充電的電容向兆歐表放電而損壞儀表。測完的電容要用電阻進行放電。

⑧ 用兆歐表進行測量時，還需注意搖表上“L”端子應與電氣設備的帶電體一端相連，而標有“E”的接地端子應接配電設備的外殼或接電動機外殼或地線，如圖3-17所示。如果是測量電纜的絕緣電阻，除把兆歐表接地端接入電氣設備接地之外，另一端接線路后，還需再將電纜芯之間的內層絕緣物接“保護環”，以消除因表面漏電而引起的讀數誤差，如圖3-18所示。

⑨ 若遇天氣潮濕或空氣濕度較大時，應使用“保護環”以消除絕緣物表面泄流，使被測物絕緣電阻比實際值偏低。

⑩ 使用兆歐表測試完畢后，也應對電氣設備進行一次放電。

使用兆歐表時要保持一定的轉速，一般為120r/min，容許變動±20%，在1min后取一穩定讀數。測量時不要用手觸摸被測物及兆歐表接線柱，以防觸電。

搖動兆歐表手柄，應先慢再逐漸加快，待調速器發生滑動后，應保持轉速穩定不變。如果被測電氣設備短路，表針擺動到“0”時，應停止搖動手柄，以免兆歐表過流發熱燒壞。

兆歐表在不使用時應放于固定柜櫥內，周圍溫度不宜太低或太高，切忌放于污穢、潮濕的地面上，并避免置于含侵蝕作用的氣體附近，以免兆歐表的內部線圈、導流片等零件發生受潮、生銹和腐蝕等現象。

應盡量避免長期劇烈的振動，否則可能造成表頭軸尖變禿或寶石破裂，影響指示。

禁止在雷電時或在鄰近有帶高壓導體的設備時用兆歐表進行測量，只有在設備不帶電又不可能受其他電源感應而帶電時才能進行測量。

3.4.2　常見故障及檢修方法

兆歐表的常見故障及檢修方法見表3-3。

3.5　數字兆歐表

數字兆歐表采用三位半LCD顯示器顯示，測試電壓由直流電壓變換器將9V直流電壓變成250V、500V、1000V直流，并采用數字電橋進行高阻測量，具有量程寬、讀數直觀、攜帶使用方便、整機性能穩定等優點，適用于各種電氣絕緣電阻的測量。圖3-19是數字兆歐表的外形。

（1）數字兆歐表的技術數據

數字兆歐表的技術數據見表3-4。

（2）數字兆歐表的使用方法

① 將電源開關打開，顯示器高位顯示“1.”。

② 根據測量需要選擇相應的量程（0.01～20.00MΩ、0.1～200.0MΩ、0～2000MΩ），并按下。

③ 根據測量需要選擇相應的測試電壓（250V、500V、1000V），并按下。

④ 將被測對象的電極接入兆歐表相應的插孔，測試電纜時，插孔“G”接保護環。

⑤ 將輸入線“L”接至被測對象線路端，要求“L”引線盡量懸空，“E1”或“E2”接至被測對象地端。

⑥ 壓下測試按鍵“PUSH”（此時高壓指示LED點亮）進行測試，當顯示值穩定后即可讀數，讀值完畢后松開“PUSH”按鍵。

⑦ 如顯示器最高位僅顯示“1.”，表示超量程，需要換至高量程擋，當量程按鍵已處在0～2000MΩ擋時，則表示絕緣電阻已超過2000MΩ。

（3）數字兆歐表的使用注意事項

① 測試前應檢查被測對象是否完全脫離電網供電，并應短路放電，以證明被測對象不存在電力危險，保障測試操作安全。

② 測試時，不允許手持測試端，以保證讀數準確和人身安全。

③ 測試時如顯示讀數不穩，有可能是環境干擾或絕緣材料不穩定的影響，此時將“G”端接到被測對象屏蔽端，可使讀數穩定。

④ 電池不足時，LCD顯示器上有欠壓符號“LOBAT”顯示，應及時更換電池，長期存放時應取出電池，以免電池漏液損壞儀表。

⑤ 由于儀表具有自動關機功能，如在測試過程中遇到儀表自動關機時，則需關閉電源開關，重新打開開關，即可恢復測試。

⑥ 空載時，如有數字顯示，屬正常現象，不會影響測試。

⑦ 為保證測試安全和減少干擾，測試線采用硅橡膠材料，勿隨意更換。

⑧ 儀表勿置于高溫、潮濕處存放，以延長使用壽命。