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1）了解万用表、钳形电流表、兆欧表的组成；
2）熟悉万用表、钳形电流表、兆欧表的使用方法。
1）能正确使用万用表、钳形电流表、兆欧表；
2）培养逻辑思维和利用知识解决实际问题的能力；
3）培养学生线上使用职教云等在线课程平台的能力。
1）通过小组探究、互助合作等方式培养学生的诚信、合作意识；
2）培养学生爱岗敬业、乐于奉献的精神。
实施流程的具体内容见表2-2。
表2-2 实施流程的具体内容
在完成电工作业的时候，经常使用仪器仪表。常用的仪器仪表主要有万用表、钳形电流表、兆欧表等，完成本任务首先要懂得仪器仪表的工作原理，才能正确进行仪器仪表的测量。
模拟式万用表是通过机械指针在表盘上所指数值的大小来指示被测电学参量的数值，因此也称其为机械指针式万用表。由于它所费成本较低、使用方便、量程多、功能全等优点深受使用者的欢迎。
本节主要介绍MF-47型普通模拟式万用表，如图2-19所示。其主要由表头（指示部分）、测量电路、转换装置三部分组成。模拟式万用表的面板上有带有多条标度尺的刻度盘、转换开关旋钮、调零旋钮和接线插孔等。
图2-19 MF-47型普通模拟式万用表
模拟式万用表的表头一般都采用灵敏度高、准确度好的磁电式直流微安表。表头的基本参数包括表头内阻、表头灵敏度和表头直线性，这是表头的三项重要技术指标。其中，表头内阻是指动圈所绕漆包线的直流电阻，严格讲还应包括上下两盘游丝的直流电阻，内阻高的模拟式万用表性能好。表头灵敏度是指表头指针达到满s刻度偏转时的电流值，这个电流值越小，说明表头灵敏度越高，这样的表头特性就越好。通电测试前，表针必须准确地指向零位。通常表头灵敏度只有几μA到几百μA。表头直线性则是指表针偏转幅度与通过表头电流强度幅度是一致的。
测量电路是模拟式万用表的重要组成部分，正因为有了测量电路，模拟式万用表成了多量程电流表、电压表、欧姆表的组合体。模拟式万用表测量电路主要由电阻、电容、转换开关和表头等部件组成。在测量交流电学量的电路中，使用了整流器件，将交流电变换成为直流电，从而实现对交流电学量的测量。
转换装置是用来选择测量项目和量限的，主要由转换开关、接线柱、旋钮、插孔等组成。转换开关是由固定触点和活动触点两大部分组成，通常将活动触点称为“刀”，固定触点称为“掷”。模拟式万用表的转换开关是多刀多掷的，而且各刀之间是联动的。转换开关的具体结构因模拟式万用表的不同型号而有差异。当转换开关转到某一位置时，可动触点就和某个固定触点闭合，从而接通相应的测量电路。
刻度盘与档位盘印制成红、绿、黑三色。表盘颜色分别按交流红色、晶体管绿色，其余黑色对应制成，使用时读数便捷。刻度盘共有六条刻度，第一条专供测电阻；第二条供测交直流电压、直流电流；第三条供测晶体管放大倍数；第四条供测量电容；第五条供测电感；第六条供测音频电平。刻度盘上装有反光镜，以消除视差。除交/直流电压2500V和直流电流5A分别有单独插座之外，其余各档只需转动一个选择开关即可，使用方便。
（1）量程 测量值的有效范围称量程，见表2-3。
表2-3 量程
（2）灵敏度
1）直流电压：0~2500V 20kΩ/V；
2）交流电压：0~2500V 4kΩ/V。
（3）工作条件
1）相对湿度：＜85%；
2）工作频率：45~5000Hz。
数字式万用表是采用集成电路A/D转换器和液晶显示器，将被测量的数值直接以数字形式显示出来的一种电子测量仪表。
数字式万用表的主要特点包括以下几点：
1）数字显示，直观准确，无视觉误差，并具有极性自动显示功能；
2）测量精度和分辨率都很高；
3）输入阻抗高，对被测电路影响小；
4）电路的集成度高，便于组装和维修，使数字式万用表的使用更为可靠和耐久，测试功能齐全；
5）保护功能齐全，有过压、过流保护，有过载保护和超输入显示功能；
6）功耗低，抗干扰能力强，在磁场环境下能正常工作；
7）便于携带，使用方便。
数字式万用表是在直流数字电压表的基础上扩展而成的。为了能测量交流电压、电流、电阻、电容、二极管正向压降、晶体管放大系数等，必须增加相应的转换器，将被测量转换成直流电压信号，再由A/D转换器转换成数字量，并以数字形式显示出来。数字式万用表的基本结构如图2-20所示。它由功能转换器、A/D转换器、LCD/LED显示器、电源和功能/量程转换开关等构成。
图2-20 数字式万用表的基本结构
钳形电流表是电工仪表中用于测量较大交流电流的一种仪表，由卡口、扳手、机械调零钮、电流表、把手等几部分组成，如图2-21所示。通常在使用电流表测量电路中的电流时，需先断开被测电路，再把电流表串入电路中，才能对电流进行测量。而钳形电流表可在不需切断被测电路的情况下，就可对电流进行测量，因而在实际测量工作中使用非常灵活方便，但测量精度比较低。
图2-21 钳形电流表的结构
使用时，握紧钳形电流表的把手，铁心张开，将通有被测电流的导线放入钳口中。松开把手后铁心闭合，被测载流导线相当于电流互感器的一次绕组，绕在钳形表铁心上的线圈相当于电流互感器的二次绕组。于是二次绕组便感应出电流，通过整流式电流表中，指针偏转，指示出被测电流值。
使用前，一定要查看所选电流表的使用说明书，搞清电流表的测量范围。
穿过钳形铁心的导线，一定是被测电路的单根导线。如果让两根电流流向相反的导线同时穿过铁心，两根导线产生的磁场相互抵消，通过电流表的感应电流变为零，将无法进行测量。
测量中，如需转换量程，只需张开铁心就可进行，而不必切断被测电路的电源。
如果被测电流较小，可以把被测导线多绕几圈后套入铁心再进行测量，可以取得较准确的读数，但读数时要注意，被测电流值实为电流表读数除以铁心导线的圈数。
兆欧表通常用于检查电机、电器及线路的绝缘情况和测量高值电阻，如图2-22所示。
图2-22 兆欧表
两个线圈固定在同一轴上且相互垂直。一个线圈与电阻 R 串联，另一个线圈与被测电阻 R x 串联，两者并联接于直流电源，如图2-23所示。
图2-23 兆欧表构造示意图
在测量时，通过线圈的电流为：
式（2-1）、式（2-2）中， R 1 和 R 2 为线圈电阻。
仪表的可动部分在转矩的作用下发生偏转，直到两个线圈产生的转矩平衡。
测量前先用兆欧表进行一次开路和短路试验，检查兆欧表是否正常。具体操作为：将两个连接线开路，摇动手柄，指针应指向无穷大处，再把两连接线短接，指针应指向零位。
测量时被测设备必须与其他电源断开，测量完毕一定要将被测设备充分放电（需2~3min），以保护设备及人身安全。
兆欧表与被测设备之间应使用单股线分开单独连接，并保持线路表面清洁干燥，避免因线与线之间绝缘不良引起误差。
摇测时，将兆欧表置于水平位置，摇把转动时其端钮间不许短路。摇测电容器、电缆时，必须在摇把转动的情况下才能将接线拆开，否则会引起反充电，损坏兆欧表。
为了防止被测设备表面泄漏电流，使用兆欧表时，应将被测设备的中间层（如电缆壳芯之间的内层绝缘物）接于保护环。
摇动手柄时，应由慢到快，均匀加速到120r/min，并注意防止触电。摇动过程中，当出现指针已指零时，就不能再继续摇动，以防表内线圈发热损坏。
禁止在雷电天气或在邻近有带高压导体的设备处使用兆欧表测量。
应视被测设备电压等级的不同选用合适的欧姆表。一般额定电压值在500V以下的设备，选用电压为500V或1000V的兆欧表；额定电压值在500V及以上的设备，选用电压范围为1000~2500V的兆欧表。量程范围的选用一般应注意不要使其测量范围过多的超过所测设备的绝缘电阻值，以免使读数产生较大的误差。
（1）测量前准备 在使用前应检查模拟式万用表的指针是否指在机械零位上，如不指在机械零位上，可调节表头轴心附近的机械调零装置，使指针指示在零位上。
将两根测试表笔分别插到相应插孔中：黑表笔插入标有“COM”的公共插孔内，红表笔一般插入标有“+”的插孔内。
（2）测量直流电流 根据所测直流电流的范围，将量程开关拨至相应的电流档上，测量时红表笔接触电路正端，黑表笔接触电路负端。模拟式万用表串联在被测电路中。使用“5A”档时，红表笔插入标有“5A”的插孔，量程开关置于500mA档。
注意： 测电流时，模拟式万用表必须串联在被测电路中，测量时必须先断开电路串入万用表；红表笔接电路断开的高电位端，黑表笔接低电位端；在测量过程中不能拨动转换开关选择量程，避免拨到过小量程而撞弯指针。
（3）测量直流电压 根据所测直流电压值的范围，将量程开关转到相应的直流电压档上，红表笔接触电路正端，黑表笔接触电路负端。模拟式万用表并联在被测电路两端。使用直流“2500V”时，量程开关拨至“1000V”档位，红表笔改插入标有“2500V”的插孔，测量值也由第二条刻度线读出。
注意： 测量前必须注意表笔的正负极，将红表笔接在被测电路的高电位端，黑表笔接在低电位端，若表笔接反，表头指针会反方向偏转，容易撞弯指针。若不知道被测电路的高低电位，可将一支表笔接被测电路一端，另一支表笔试触另一端，若表头指针正方向转，则说明接法正确，反之说明接法不正确。要正确选择量程档位，若误选交流电压档，读数要么偏高要么为零，若误选了电流档或电阻档，会造成指针被击弯或表头烧坏。
（4）测量交流电压 方法与直流电压测量方法相同。
注意： 测量前，必须先将开关调到最大量程；测量时，将模拟式万用表并联在被测电路或被测元器件的两端；在测量中不能拨动开关选择量程，这样会导致电弧烧坏转换开关触点；表盘上交流电压标度尺是按正弦交流电的有效值设置的，若被测电量不是正弦量，则误差很大。
（5）测量电阻 将量程开关拨至电阻档合适的量程位置，然后进行“欧姆调零”。具体做法是将两表笔短接，指针自左向右偏转。此时调整“Ω”调零电位器，使指针对准欧姆刻度线的零位（对表头来说是满刻度偏转）。完成调零后，分开两表笔，将其分别接在被测电阻两端。表头指针在第一条“Ω”刻度线上的指示值，乘以该电阻档的倍率，即为被测电阻值。
注意： 严禁在被测电路带电的情况下测量电阻；测量电阻时直接将表笔跨接在被测电阻或电路的两端；测量前或每次更换倍率档时，都将重新“调零”；测量电阻时应选择适当的倍率档，使指针尽可能接近标度尺的几何中心；测量中不允许用手同时触及被测电阻两端，以免与人体电阻并联，使读数减小；在测量热敏电阻时，应注意由于电流的热效应，可能会改变热敏电阻的阻值。
（1）测量直流电压 将黑色表笔插入“COM”插孔，红色表笔插入“VΩ”插孔。
将功能开关置于DCV量程范围，并将表笔并接在被测负载或信号源上，在显示电压读数时，同时会指示出红表笔的极性。
注意： 在测量之前不知被测电压的范围时应将功能开关置于高量程档后逐步调低；仅在最高位显示“1”时，说明已超过量程，应调高一档；不要测量高于1000V的电压，虽然有可能读取读数，但可能会损坏内部电路；特别注意在测量高压时，避免人体接触到高压电路。
（2）测量交流电压 将黑表笔插入标有“COM”的公共插孔内，红表笔插入标有“VΩ”的插孔内。
将功能开关置于ACV量程范围，并将测试笔并接在被测量负载或信号源上。
注意： 不要测量高于750V有效值的电压，虽然有可能读取读数，但可能会损坏数字式万用表内部电路。
（3）测量直流电流 将黑表笔插入标有“COM”的公共插孔内。当被测电流在2A以下时，红表笔插入标有“A”的插孔；如被测电流在2~10A之间，则将红表笔移至10A插孔。
功能开关置于DCA量程范围，测试笔串联入被测电路中。
红表笔的极性将在数字显示的同时指示出来。
注意： 如果被测电流范围未知，应将功能开关置于高档后逐步调低；仅最高位显示“1”说明已超过量程，应调高量程档级；由“A”插孔输入时，电流过载会导致内装熔体熔断，应更换相应规格的熔体；20A插孔没有用熔体，测量时间应小于15s。
（4）测量交流电流 测试方法和注意事项与直流电流测量相同。
（5）测量电阻 将黑表笔插入标有“COM”的公共插孔内，红表笔插入标有“VΩ”的插孔内。将功能开关置于所需量程上，将测试笔跨接在被测电阻上。
注意： 当输入开路时，会显示过量程状态“1”；如果被测电阻超过所用量程，则会指示出量程“1”，需换用高档量程。当被测电阻在1MΩ以上时，数字式万用表需数秒后方能稳定读数。对于高电阻测量这是正常的；在线检测电阻时，应确认被测电路已关电源，同时确认电容已放电完毕，方能进行测量。
任务单
（续）
1）模拟式万用表的组成原理，测量电阻、电压、电流的方法。
2）数字式万用表的组成原理，测量电阻、电压、电流的方法。
3）钳形电流表、兆欧表的使用方法。