常用仪器仪表工作原理简介(3)

2．兆欧表
(1) 手摇式兆欧表的工作原理
手摇式兆欧表的原理电路如图6所示。图中G为手摇发电机，发电机组件由摇柄、防逆转系统、传动齿轮、离心式摩擦调速系统、发电机等组成；电路系统由倍压整流电路及测量装置磁电式双动圈流比计组成，仪表的指针固定在双动圈上。仪表的三个接线柱分别是：线路端L、接地端E、屏蔽端G。其工作原理如下：

 图6  手摇式兆欧表原理电路图
顺时针摇动兆欧表手柄时，手柄使棘轮、齿轮、离心摩擦调速等机构转动，并带动发电机转子以5倍于手柄的转速旋转，定子线圈输出交流电压。棘轮系统是防止转子逆转，离心摩擦调速系统防止转子超速。手柄以额定转速转动时，定子线圈将输出的交流电压，经二极管V1、V2，电容C1、C2倍压整流后，在A、B两端输出直流高压。
测量时被测电阻Rx接于兆欧表的“线路端L”与“接地端E”之间。电压线圈L1、电阻RC和被测电阻RX相串联，电流线圈L2和电阻RV相串联，然后再并联接至A、B两端。设线圈L1电阻为r1，线圈L2电阻为r2，当摇动手摇发电机时，兆欧表将输出直流高电压U，则两个线圈通过的电流分别为：

             两式相除得：
式中的r1、r2、RC均为定值，仅RX为变量，所以改变RX会引起比值I1／I2的变化。由于线圈L1与线圈L1绕向相反，流入电流I1和I2在永久磁场作用下，在两个线圈上分别产生两个方向相反的转矩T1和T2, 由于气隙磁场不均匀，因此T1和T2既与对应的电流成正比又与其线圈所处的角度有关。当T1≠T2时指针发生偏转，直到T1=T2时，指针停止。指针偏转的角度只决定于I1和I2的比值，此时指针所指的刻度是被测设备的绝缘电阻值。
当E端与L端短接时，I1为最大，指针顺时针方向偏转到最大位置，即“0”位置；当E、L端未接被测电阻时，RX趋于无穷大，I1=0，指针逆时针方向转到“∞”位置。
（2）数字式兆欧表的工作原理
   数字式兆欧表属于电动式仪表，其采用电池作为电源，经DC／DC转换成直流高压作为测试电压，该测试电压加于被测物体上产生的电流，经I/V转换器转换为相应的电压值，然后送入A/D转换器变为数字编码经微处理器计算处理，测量结果用LCD显示出相应的电阻值。除采用测量电流的方式来间接测量绝缘电阻外；有的则是采用数字电桥来测量绝缘电阻；还有的仍采用传统的流比计法来测量绝缘电阻。
（待继）