3.7直流电阻测量仪表的使用方法和注意事项

电机绕组的直流电阻是参与温升计算、绕组热损耗与效率计算所必需的一个参数，在堵转试验、空载试验、负载试验、热试验中都涉及它的测
量问题。所以说测定这个参数是电机试验的一项重要内容。因此，绕组直流电阻的测定试验必须选择较高精度的测试仪表（准确度不低于〇. 2级)并做到认真、细心，使所测数据具有较高的准确度。绕组直流电阻的测量方法按所使用的仪器仪表类型分类，有电桥法

(分单臂电桥和双臂电桥两种）、微欧计法、直流电压表-电流表法(简称为“电压-电流法”)等。

单臂电桥及使用方法

测量导体直流电阻的单臂电桥.又称为惠斯登电桥。单臂是指仪表与被测导体两端各用一条引接线相连接。下面以如图3 -28所示的QJ23型单臂电桥为例.说明单臂电桥的使用参数、使用方法和注意事项。

1.QJ23型单臂电桥使用参数

(1)测量范围：1〜9 999 000〇>

(2)准确度等级：在10〜9 999 0范围内为0.2级，在1〜9.999 D范围内为2级。由此可以看出，用于电机试验测量时，1〜9.999〇范围内是不适宜的。

QJ23型单臂电桥的使用方法

参照图3-28。

2. 在电桥内装好3节2号干电池。若用外接电池，则应将电池正、 负极用引线分别接在表盘上端钮6( +、_)上。

3. 按下钮B(2)，旋动旋钮5,使检流计3的指针指到0位。

4.将被测电阻接于端子12上。两条引接线应尽可能短粗，并保证 接点接触良好。否则将产生较大误差。

5.估计被测电阻的阻值，并按其选择倍率旋扭7所处倍数。选择方 法见表3 ^- 13。

6.进一步按被测电阻估计值选择旋钮8(X1 000)的数值(将所选数 值对正盘底上的箭头，下同）。其余9、10、11旋钮置于0的位置。

2.按下按钮B(2)后，再按下按钮G(l)'。观看检流计3指针的摆动 方向。若很快摆到“ + ”方向，则调大旋钮8(X1 000)的数值，直到指针返 回0位或向“一”方向摆去。

若摆向〇位但未到〇,则固定旋钮8,改旋旋钮11、10或9(向数增大的 方向），细心调节，使指针到0为止。松开按钮G后，再松开按钮B (下同）。

此时，从旋钮8到11依次读出数值，再乘以旋钮7所指倍数，即为被测电阻的阻值(n)。设X1000、X100、X10、X1旋钮位置分别为5、1、6、8,倍数旋钮为X0. 001，被测电阻的阻值为5 168X0. 01 = 51. 68(n)。

若将8、9、10、11都旋到了最大数值（即9)，表针仍在“小”的最边缘， 则先将8(XI 000)旋到1位，再旋动倍数钮7,使其增大一个数量级，如原为X0.1改为XI。看表针是否摆向0或“一”方向。若仍未动，可再加大 一级，直到摆向“一”为止。此时，依次旋动钮8、9、10和11,使数值减少， 到指针回到0为止。总之，指针偏向“十”时，倍数和数值钮往大数方向调节，指针偏向“一”时，倍数和数值钮往小数方向调节。直到指针指到〇时为止。

QJ23型单臂电桥使用注意事项

⑴若按下按钮G时，指针很快打到“+”或“一”的最边缘，则说明预调值与实际值偏差较大，此时应选松开G钮，调整有关旋钮后，再按下G钮
观看调整情况。长时间让检流计指针偏在边缘处会对检流计造成损害。B、G两个按钮分别负责电源和检流计的合断。使用时应注意：先按下B，再按下G;先松开G,再松开B。否则有可能损坏检流计。长时间不使用时，应将内装电池取出。

双臂电桥及使用方法

双臂电桥，又称为凯尔文电桥。双臂即与被测导体两端各用两条引接线相连接。和单臂电桥相比，双臂电桥的其优点是可以基本消除引接线电阻产生的误差。

图3-29a和图3-29b给出了两种常用的双臂电桥，QJ43准确度较低，用于常规检测，GLI44准确度较高，用于精密检测。

以下以QI44型双臂电桥为例，说明该类电桥的使用参数、使用方法和注意事项。

QJ44型双臂电桥的使用参数

（1）有效量程：〇.〇〇〇 1〜11 fL

（2）准确度：0.01〜11 0时为0.2级,0.000 1〜0.001 1 时准确度为1级。

（3）内装2号干电池4节(并联）和9 V叠层电池(6F22型）2节(并联），也可外接大容量电池。

QJ44型双臂电桥的使用方法和注意事项

（1）安装好电池，外接电池时应注意+、一极。

（2）接好被测电阻Kx，应注意4条接线的位置应按图3-29c所示，即P1、P2靠近被测电阻，C1、C2在外，紧靠P1、P2。接线要牢固可靠，尽
可能减少接触电阻。

（3）将电源开关拨向“通”的方向，接通电源。

（4）调整调零旋钮2,使检流计3的指针指在0位。一般测量时，将灵敏度旋钮4旋到较低的位置。

（5）按估计的被测电阻值预选倍数(9)或数值（10)。倍数与被测值的关系见表3 - 14。

（6）先按下按钮B，再按下按钮G。先调数值旋钮10粗略调定数值范围•再调大转盘6,细调确定最终数值，如图3 - 30所示。

检流计指针方向和调节旋钮9、10、6的方向关系原则上同QI23中有关论述。检流i十指零后，先松开G，再松开B。测

量结果为10号钮所指数十6号盘所指数）X 9号钮所指倍数如图3 _ 29c所示，被测电阻Kx为

Rx = (0. 03 + 0. 006 5) X 10 = 0. 036 5 X l〇 = 〇. 365(0)

测量完毕.将11拨向“断”，断开电源。注意事项和QJ23型基本相同。

电压-电流法试验线路和有关计算

试验线路和仪表的选用要求

1)试验线路

用“电压-电流法”测取直流电阻的试验线路有如图3 - 31所示的两种。它们的不同点在于电压表和电流表的相互位置，一般按电压表的接线位置来分，在电流表前面时称为“前接法”，较适用于电压表内阻与被测电阻之比小于200的场合;否则称为“后接法”，较适用于电压表内阻与被

测电阻之比大于200的场合。

2)仪表的选用要求

所用电压表和电流表的准确度都不应低于〇. 2级；电压表的内阻应尽可能高；电流表的内阻应尽可能小，建议使用高精度的数字电压和电流表。

测量方法和注意事项

仪表与被测电阻之间所用连接导线应尽可能短粗，连接可靠。连接好线路后，通电(实际电流应不超过被测电阻所能承受额定电流的1/10,
以免过热影响测量的准确性。为此,线路应设置调压装置），尽快（1 min以内）记录电流表和电压表的显示值J(A)和U(V)。

测量电阻的计算

用此种方法测取直流电阻时，不管是前接法还是后接法，都会因仪表显示的电压(或电流)值略大于被测电阻的电压(或电流）而造成一定的偏
差。被测电阻的数值Rx(f2)可根据要求用如下的方法进行计算获得。

（1）不考虑方法误差的计算

被测电阻阻值较大，并对测量结果的精度要求不高时，可用欧姆定律 的变换公式直接求出结果。

Rx = j(3-23)

（2）电压表前接法误差的修正

此种方法产生误差的原因是由于电压表显示值中除含有被测电阻两 端的电压降外，还包含有电流表电路的电压降。

设电流表的内阻为/^，则被测电阻的实际值为

p [/一 U p   fr> 0,.

«x = j= 了一尺八 (3-24)

（3）电压表后接法误差的修正

此种方法产生误差的原因是由于电流表显示值中除含有被测电阻的 电流外，还包含有电压表支路的电流。设电压表的内阻为尺v,则被测电阻的实际值为Rx = 'mf-u (3-25)

若采用数字电压表，因其输人阻抗远比指针式电压表高，一般不必进行此项修正。

数字微欧计

数字微欧计是分辨率可达到微欧级数字电阻测量仪的专用名称。图3-32为几种国产品牌的外形示例。

数字微欧计的工作原理，实际上就是前面3.7.3所讲述的“电压-电流法”内容。给被测电阻两端施加一个电压后，将有电流产生。仪器通过测量和转换将电压、电流变成数字信号，再用其计算单元求出电阻数值， 在它的窗口显示出来。该类仪器的准确度主要在于电流和电压的测量精度，另外还与其电流源的容量大小有关。一般可达到〇. 2级。

用于电机绕组直流电阻测量的数字微欧计的显示位数应根据所测量 的阻值大小来决定，测量1 n以下的电阻时，显示值应不少于4位半(有5 个数字)。

测量时应注意的事项与“电压-电流法”相同，另外，其4条引接线(端子符号为C1、P1和P2、C2)与被测电阻的连接关系和注意事项与双臂电桥相同。

不同温度时导体直流电阻的换算

电阻温度系数的定义和计算式

所有导体的电阻都会随着温度的变化而变化,只是变化的幅度有所不同，有大有小、有正有负，用于表述导体这一特性的参数被称为电阻温
度系数，用符号来表示，单位为1/°C。在精确计算导体的电阻或利用电阻的这一特性进行有关控制、间接

地求取其他有关的数据（如绕组的温度）时，都需要准确地了解所用导体的这一特性系数。

电阻温度系数《即导体温度变化rc时，电阻变化的数值（或称为电阻值的变化量）和变化前阻值的比值。设前后温度分别为&和
电阻值分别为尺i和私，单位分别为°c和n,则电阻温度系数》用下式求取。

实际上，在不同的温度范围内，电阻的温度系数是不完全相同的，但对于一般常用的导体，在〇〜100°c范围内的数值变化很小,可以认为是恒
定的。表3- 15中列出了温度在0〜100°C范围内几种常用导体的电阻温度系数。

电工计算实用公式

由式(3-26)可转化成下面的三个不同用途的公式。

(1)已知某一温度〇时的电阻求取另一温度时的电阻尺2。

i?2=尺1 [1 + a(,2 — )] (3-27)

(2)已知某一温度〇时的电阻^^，求取达到另一电阻只2时温度的变 化量(i2—^)。这是利用电阻法求取导体(一般为绕组)温升的基本公式。

(3)已知某一温度&时的电阻求取达到另一电阻R2时的温度6。

^2=^1+—^~—   (3-29)

应用举例如下。

例1:在温度为20°c时，测得一段铜导线的电阻为10 n，请求出导体 的温度达到75°C时，该导体的电阻为多少？

解：设75°C时的电阻为馬⑴)，可用式(3-27)计算本题，其中〇 = 20(°〇, «2=75(°〇, i?,=10(n),〇=0. 003 9 CC-1).,

R2 = = l〇 X [1 +0.003 9 X (75-20)]

=12.145(0)

例2: —台电机在温度为20°C时，测得绕组（铜线）的直流电阻值为 1.25 0,当该电机工作到温升稳定后，测得同一绕组的直流电阻值为 1. 45 fl，请问该电机绕组的温升为多少？

解：电机绕组的温升(K)实际上就是绕组在工作发热后温度的变化

量(f2 —<:)，所以可用式（3-28)计算本题，其中qsZCKT：)，的= 1. 25(D)，a= 0• 003 9CC -】），的=1. 45(fl)。

Rz-Ri 1.45-1.25         …

<2 -，1 = = 0.003 9 X 1.25' =4HK)

要说明的是,温升的单位是K，即“开尔文”(简称为“开”），而不是°C (摄氏度），这是我国国家标准中的规定，其目的是将温度差值和实际温度 值加于区分。

电机计算实用公式

在电机试验中，已知某一温度0时的电阻Ri，求取另一温度~时的 电阻R2的计算公式与前面中式(3 - 27)有所不同。不同点在于用被测导体电阻温度系数的倒数K来“替换”温度系数，实用公式如下。

Rz K=L2/K+l1+ ' R](3-30)

式中的一温度为C1X：时的直流电阻(Q);

R2——温度为Z/C时的直流电阻(n);

K---系数(在o°c时，导体电阻温度系数的倒数），对电解铜(如电机用铜绕组），K = 235,对纯铝（如普通电机用铸铝转子绕组），1< = 225。

例如，3.7.5.2中的例〗，用式(3-30)计算的结果是

R=235+75/235+20*10 = 12.157⑼

两次计算值相差0.012 n，占用式(3 - 27)计算所得值的0.099%。原因在于式(3-30)中的系数K是铜导体在0T：时电阻温度系数的倒数.折算成温度系数为0.004 26/t，而式(3-27)中的温度系数a取表3-14中给出的0.003 9/1：(这个数值是0〜100'€范围内的平均值），两者相差9. 23%(以表3- 14中给出的0. 003 9/°C为基值)。