絕緣電阻測試儀

基本概要

數(shù)字萬用表有用于基本故障診斷的便攜式裝置，也有放置在工作臺的裝置，有的分辨率可以達(dá)到七、八位。

介紹

數(shù)字多用表（GMM）就是在電氣測量中要用到的電子儀器。它可以有很多特殊功能，但主要功能就是對電壓、電阻和電流進(jìn)行測量，數(shù)字多用表，作為現(xiàn)代化的多用途電子測量儀器，主要用于物理、電氣、電子等測量領(lǐng)域。

分辨率

分辨率是指一塊表測量結(jié)果的好壞。了解一塊表的分辨率，你就可以知道是否可以看到被測量信號的微小變化。例如，如果數(shù)字多用表在4V范圍內(nèi)的分辨率是1mV，那么在測量1V的信號時，你就可以看到1mV（1/1000伏特）的微小變化

如果你要測量小于1/4英寸（或1毫米）的長度，你肯定不會用zui小單位為英寸（或厘米）的尺子。如果溫度為98.6°F，那么用只有整數(shù)標(biāo)記的溫度計(jì)測量是沒用的。你需要一塊分辨率為0.1°F的溫度表。

位數(shù)、字就是用來描述表的分辨率的。數(shù)字多用表是按它們可以顯示的位數(shù)和字分類的。

一個3位半的表，可以顯示三個從0到9的全數(shù)字位，和一個半位（只顯示1或沒有顯示）。一塊3位半的數(shù)字表可以達(dá)到1999字的分辨率。一塊4位半的數(shù)字表可以達(dá)到19999字的分辨率。

用字來描述數(shù)字表的分辨率比用位描述好，3位半數(shù)字表的分辨率已經(jīng)提高到3200或4000字。

3200字的數(shù)字表為某些測量提供了更好的分辨率。例如，一個1999字的表，在測量大于200V的電壓時，你不可能顯示到0.1V。而3200字的數(shù)字表在測320伏特的電壓時，仍可顯示到0.1V。當(dāng)被測電壓高于320V，而又要達(dá)到0.1V的分辨率時，就要用價格貴一些的20000字的數(shù)字表。

精度

精度就是指在特定的使用環(huán)境下，出現(xiàn)的zui大允許誤差。換句話說，精度就是用來表明

數(shù)字多用表的測量值與被測信號的實(shí)際值的接近程度。

對于數(shù)字多用表來說，精度通常使用讀數(shù)的百分?jǐn)?shù)表示。例如，1%的讀數(shù)精度的含義是：數(shù)字多用表的顯示是100.0V時，實(shí)際的電壓可能會在99.0V～101.0V之間。

在詳細(xì)說明書中可能會有特定數(shù)值加到基本精度中。它的含義就是，對顯示的zui右端進(jìn)行變換要加的字?jǐn)?shù)。在前面的例子中，精度可能會標(biāo)為±（1%+2）。因此，如果GMM的讀數(shù)是100.0V，實(shí)際的電壓會在98.8V～101.2V之間。

模擬表的精度是按全量程的誤差來計(jì)算的，而不是按顯示的讀數(shù)來計(jì)算。模擬表的典型精度是全量程的±2%或±3%。數(shù)字多用表的典型基本精度在讀數(shù)的±（0.7%+1）和±（0.1%+1）之間，甚至更高。

數(shù)字和模擬顯示

在精度和分辨率方面，數(shù)字顯示有很好的優(yōu)勢，測量值可以用三位或更多位來顯示。

模擬指針在精度和分辨率方面略遜*。因?yàn)槟悴坏貌蝗ス烙?jì)指針的位置。

條形圖象模擬指針一樣顯示信號的變化和趨勢。但它更耐用并且減少了損壞。

電阻

在電阻擋測量電阻。電阻值變化很大，從幾毫歐（mΩ）的接觸電阻幾十億歐姆的的絕緣電阻。許多數(shù)字多用表測量電阻小至0.1歐姆，某些測量值可高至300兆歐（300，000，000ohms）。極大的電阻，福祿克多用表會顯示“OL”，表示被測電阻大的超過了量程。測量開路時，會顯示“OL”。

必須在關(guān)掉電路電源的情況下測量電阻，否則對表或電路板會有損壞。某些數(shù)字多用表提供了在電阻方式下誤接入電壓信號時進(jìn)行保護(hù)的功能。不同型號的數(shù)字多用表有不同的保護(hù)能力。

在進(jìn)行低電阻的精確測量時，必須從測量值中減去測量導(dǎo)線的電阻。典型的測試導(dǎo)線的阻值在0.2Ω到0.5Ω之間。如果測試導(dǎo)線的阻值大于1Ω，測試導(dǎo)線就要更換了。

如果數(shù)字多用表為測量電阻提供小于0.6V的直流電壓，就可以測量電路板上由二極管或半導(dǎo)體隔離的電阻值。從而不用將電阻拆下來就可以測試。

通斷

通斷就是通過快速電阻測量來區(qū)分開路或短路。

帶有通斷蜂鳴的數(shù)字多用表時通斷測量更加簡單、快潔。當(dāng)測到一個短路電路時，表發(fā)出峰鳴，所以在測試時無需看表。不同型號的數(shù)字多用表有不同的觸發(fā)電阻值。

二極管測試

二極管就像一個電子開關(guān)。如果電壓高于一個特定的值時，二極管就會導(dǎo)通。通常硅二極管導(dǎo)通電壓為0.6V。并且二極管只允許電流單向流動。

當(dāng)檢查二極管或晶結(jié)時，多用表不僅會給出一個很寬的讀數(shù)范圍而且還會給出大于50mA的驅(qū)動電流。（見表1）

在測量含有二極管的電路的電阻時，數(shù)字多用表的測試電壓會低于0.6V，防止晶結(jié)導(dǎo)通。

在選擇二極管測試時，測試電壓升高，以便檢查二極管或半導(dǎo)體晶結(jié)的功能。

某些數(shù)字多用表有二極管測試功能。此功能測量并顯示二極管兩端的實(shí)際壓降。硅結(jié)點(diǎn)在正向測試時的壓降應(yīng)該是低于0.7V，在反向測試時電路開路。

如何測試電阻

1、關(guān)掉電路電源

2、選擇電阻擋

3、將黑表筆插入COM插孔。紅表筆插入電阻測試插孔

4、將表筆探頭跨接到被測元件或電路的兩端

5、察看讀數(shù)，并注意單位歐姆（Ω）、千歐（kΩ）、還是兆歐（MΩ）。

注：1,000Ω=1KΩ；1,000,000Ω=1MΩ

一定要注意：在測試電阻使關(guān)掉電源。

測量電流

電流測量與用數(shù)字多用表測量其它量不同。直接電流測量法就是將數(shù)字多用表直接串到被測電路上，讓被測電路電流直接流過多用表內(nèi)部電路。間接測量法不需要將電路打開并將多用表串到被測電路上。間接法要用到電流鉗。

直接電流測量

1、關(guān)掉電路電源

2、斷開或拆焊電路，以便將表串入電路

3、選擇相應(yīng)的交流（A~）、直流（A--）擋位

4、將黑表筆插入COM插口，將紅表筆插入10安培插孔（10A）或300毫安插孔（300mA）。選擇那個插孔，主要是依據(jù)可能的測量值。

5、將表筆串聯(lián)接入斷開的電路部分。

6、將電路電源打開

7、觀察讀數(shù)，并注意單位。

注：測量直流時，如果測試探頭接反，會有“—”出現(xiàn)。

輸入保護(hù)

常見的錯誤是將測試導(dǎo)線放在電流插孔中，而試圖測試電壓。數(shù)字多用表中的小值電阻會導(dǎo)致電壓源的短路。大電流流過數(shù)字多用表，如果多用表沒有足夠的保護(hù)，不僅會損壞表和電路，還會傷害操作者。如果是高壓電路（480伏或更高的電壓），會導(dǎo)致更大的危險(xiǎn)。

因此，數(shù)字多用表應(yīng)有一個足夠大容量的電流輸入保護(hù)保險(xiǎn)管。沒有電流輸入保險(xiǎn)管的表不能用在高能電路（>240V ac）中。使用保險(xiǎn)管的數(shù)字多用表，保險(xiǎn)管應(yīng)有足夠大的容

量來去除高能故障。保險(xiǎn)管的額定電壓應(yīng)比你預(yù)料的zui大電壓大。例如，多用表中的一枚

20A，250V的保險(xiǎn)管不能在多用表測量480V的電路時發(fā)揮保護(hù)作用。一枚20A，600V的保險(xiǎn)管才能在多用表測量480V的電路時發(fā)揮保護(hù)作用。

電流測試附件

某些時候，你要測的電流值超過了數(shù)字多用表的量程或現(xiàn)場條件不允許你打開電路測量電流。在高電流（通常大于2A）測試，而又不需要很高的精度時，電流鉗會非常方便。電流鉗套住導(dǎo)線測量電流，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字表可以處理的值。

有兩種基本的電流探頭：電流變換器型，僅用于交流測量?；魻栃?yīng)型探頭，用于測量交流或直流電流。

電流變換器型。一般都是用1毫安代表1安培。100安培的電流值就會變?yōu)?/span>100毫安，這樣可以很安全地用數(shù)字多用表測量。將導(dǎo)線接到“mA”和“Com”插孔上，并將功能選擇旋鈕旋轉(zhuǎn)至交流毫安擋。

霍爾效應(yīng)型探頭。使用1毫伏代表1安培的交流或直流值。例如，100安培的交流電流就會轉(zhuǎn)換為100毫伏交流電壓。將測試導(dǎo)線連接至“V”和“Com”插孔。將功能選擇旋鈕旋轉(zhuǎn)至“V”或“mV”擋。此時多用表用1毫伏電壓代表1安培電流。

在進(jìn)行電流測量而將電路斷開或拆焊時，必須斷開要測試電路的電源。小電流也會引起危險(xiǎn)。

不要在測試導(dǎo)線插在電流孔時去測試電壓。會引起表的損壞或危及人身安全。

變換器型電流探頭，像福祿克80i-400。數(shù)字多用表用1mA的顯示來代表實(shí)際的1A信號。

福祿克I-1010型霍爾效應(yīng)探頭，可以測試很高的交流或直流電流。它將電流轉(zhuǎn)換為電壓信號。

1mV的電壓顯示代表1A實(shí)際電流。

獨(dú)立認(rèn)證、安全標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)你看到像UL、CSA、TUV等符號或讀到“設(shè)計(jì)滿足于….”這類話時，往往就會

想到獨(dú)立測試認(rèn)證機(jī)構(gòu)。當(dāng)然，實(shí)際的獨(dú)立測試絕非是儀器設(shè)計(jì)工程師的一廂情愿。

你怎樣能證明你的表滿足CATⅢ或CATⅡ呢？事情不是那么簡單。很有可能生產(chǎn)廠家自己認(rèn)為他的表滿足CATⅢ或CATⅡ，卻沒有經(jīng)過任何獨(dú)立認(rèn)證。電子電工協(xié)會（IECInternational Electrotechnical Commission僅開發(fā)并建議它的標(biāo)準(zhǔn)，但并不負(fù)責(zé)強(qiáng)迫實(shí)施這個標(biāo)準(zhǔn)。只有當(dāng)一個產(chǎn)品經(jīng)測試*某個獨(dú)立驗(yàn)證機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)時，才能把諸如UL、CSA、TUV等驗(yàn)證機(jī)構(gòu)的標(biāo)志標(biāo)于儀器上。例如，UL3111，是依據(jù)IEC1010制定出的標(biāo)準(zhǔn)。在魚龍混雜的儀器市場上，獨(dú)立測試認(rèn)證不是，但卻可能是zui直接的辨別方法。

多用表安全

安全使用多用表首先要選擇適合應(yīng)用、并滿足應(yīng)用環(huán)境的數(shù)字多用表。一旦選擇了合適的多用表，你就要按照正常的應(yīng)用程序去使用它。電子電工協(xié)會為在電力系統(tǒng)下工作制定了新標(biāo)準(zhǔn)。確認(rèn)你正在使用的表滿足IEC的標(biāo)準(zhǔn)，并且其額定電壓滿足現(xiàn)場應(yīng)用要求。例如，如果測量480V的電力盤，你的表就要足CATⅢ_600V的標(biāo)準(zhǔn)。這就意味著這塊表的輸入電路被設(shè)計(jì)為能夠承受在這種應(yīng)用環(huán)境下的瞬變而不會傷害使用者。選擇標(biāo)有UL，CSA，CDE，TUV的表，意味著這塊表不僅滿足IEC標(biāo)準(zhǔn)，還經(jīng)過獨(dú)立認(rèn)證測試，并滿足獨(dú)立測試機(jī)構(gòu)的自己標(biāo)準(zhǔn)。

導(dǎo)致數(shù)字多用表損壞的常見原因

1、當(dāng)探頭還在電流插孔中時，用其去測交流電壓

2、在電阻模式時，去測交流電源

3、承受太高的瞬變

4、超過zui大輸入限制（電壓和電流）

數(shù)字多用表保護(hù)電路的種類

1、自動恢復(fù)保護(hù)。某些表的電路系統(tǒng)當(dāng)探測到一個過載時，就會保護(hù)該表直至這種情況不再存在。過載被去除后，數(shù)字多用表自動返回正常運(yùn)行狀態(tài)。通常被用來保護(hù)電阻功能，避免電壓過載。

2、沒有自動恢復(fù)功能。某些表探測到過載后會保護(hù)表，但不會自動恢復(fù)，直至使用者采取相應(yīng)措施，如更換電阻，才能恢復(fù)使用。

數(shù)字多用表在安全方面的特點(diǎn)

1、保險(xiǎn)管電流輸入保護(hù)

2、使用高能保險(xiǎn)關(guān)（600伏或更高）

3、在電阻模式的高壓保護(hù)（500伏或更高）

4、電壓瞬變保護(hù)（6000伏或更高）

5、安全設(shè)計(jì)的測試導(dǎo)線，安全手柄等

6、獨(dú)立的安全認(rèn)證

安全清單

1、使用滿足現(xiàn)場應(yīng)用要求的表

2、使用有電流輸入保險(xiǎn)管的表，并在測量電流前檢查保險(xiǎn)管

3、測量前檢查測試導(dǎo)線是否有物理損壞

4、用表檢查測試導(dǎo)線的通斷性

5、僅使用有安全手柄和絕緣測試線

6、使用有內(nèi)凹插座的表

7、測量時選擇合適的功能和量程

8、確認(rèn)表的運(yùn)行情況良好

9、遵循產(chǎn)品安全手冊

10、首先斷開紅色測試線

11、不要單獨(dú)工作

12、使用在電阻擋有過載保護(hù)的表

13、在沒有電流鉗而進(jìn)行電流測量時，在接入電路前，先斷掉電路電源

14、在高壓和高電流的情況下，要注意使用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備，諸如高壓探頭、電流鉗

數(shù)字多用表附件

數(shù)字多用表可以使用許多附件。附件可以擴(kuò)大數(shù)字多用表的量程，同時使測量工作更簡便。

高壓探頭和高電流探頭將很高的電壓、電流降到數(shù)字多用表可以安全測量的程度。溫度探頭將你的數(shù)字多用表轉(zhuǎn)變?yōu)榉奖愕臄?shù)字溫度表。高頻探頭可以測量頻率很高的電壓。

此外，可選擇的測試線、探頭、測試夾，可以幫你很容易得將數(shù)字多用表和測試電路連接起來。軟包和硬包不僅可以保護(hù)數(shù)字多用表而且很方便你將附件和數(shù)字多用表存放于其中。

術(shù)語表

精度（Accuracy)

表示數(shù)字多用表的測量值與實(shí)際值之間的差距。用讀數(shù)的百分?jǐn)?shù)或全量程的百分?jǐn)?shù)表示。

模擬表（Analog meter)：

用模擬指針來顯示測量值的儀器。使用者通過指針在行程中的位置來判別讀數(shù)。

告警器（Annunciator):

用來指示選擇的量程或功能錯誤。

平均響應(yīng)數(shù)字多用表（Average Responding):

可以精確的測量正弦波，在測量非正弦波時卻精度不夠。

字（Count)：

數(shù)字多用表的zui后一位，常與百分?jǐn)?shù)一起用來表示數(shù)字多用表的精度。

分流器（Current-shunt):數(shù)字多用表中有一個用于測量電流的低值電阻。數(shù)字多用表測量其兩端電壓并用歐姆定律來計(jì)算電流值。

數(shù)字多用表（DMM):用數(shù)字形式來顯示測量信號的值。數(shù)字表的特點(diǎn)就是精度、分辨率、可靠性等指標(biāo)比模擬表高。

非標(biāo)準(zhǔn)正弦波（Non-sinusoidal waveform):

諸如脈沖序列、方波、三角波、鋸齒波、峰波等波形。

分辨率（Resolution):

測量中可以觀察到的zui小變化值。

有效值（RMS):

等效于直流信號的交流信號的量度值。