常用儀器儀表工作原理簡介

2．兆歐表
(1) 手搖式兆歐表的工作原理
手搖式兆歐表的原理電路如圖6所示。圖中G為手搖發電機，發電機組件由搖柄、防逆轉系統、傳動齒輪、離心式摩擦調速系統、發電機等組成；電路系統由倍壓整流電路及測量裝置磁電式雙動圈流比計組成，儀表的指針固定在雙動圈上。儀表的三個接線柱分別是：線路端L、接地端E、屏蔽端G。其工作原理如下：

圖6 手搖式兆歐表原理電路圖
順時針搖動兆歐表手柄時，手柄使棘輪、齒輪、離心摩擦調速等機構轉動，并帶動發電機轉子以5倍于手柄的轉速旋轉，定子線圈輸出交流電壓。棘輪系統是防止轉子逆轉，離心摩擦調速系統防止轉子超速。手柄以額定轉速轉動時，定子線圈將輸出的交流電壓，經二極管V1、V2，電容C1、C2倍壓整流后，在A、B兩端輸出直流高壓。
測量時被測電阻Rx接于兆歐表的“線路端L”與“接地端E”之間。電壓線圈L1、電阻RC和被測電阻RX相串聯，電流線圈L2和電阻RV相串聯，然后再并聯接至A、B兩端。設線圈L1電阻為r1，線圈L2電阻為r2，當搖動手搖發電機時，兆歐表將輸出直流高電壓U，則兩個線圈通過的電流分別為：

兩式相除得：
式中的r1、r2、RC均為定值，僅RX為變量，所以改變RX會引起比值I1／I2的變化。由于線圈L1與線圈L1繞向相反，流入電流I1和I2在長久磁場作用下，在兩個線圈上分別產生兩個方向相反的轉矩T1和T2, 由于氣隙磁場不均勻，因此T1和T2既與對應的電流成正比又與其線圈所處的角度有關。當T1≠T2時指針發生偏轉，直到T1=T2時，指針停止。指針偏轉的角度只決定于I1和I2的比值，此時指針所指的刻度是被測設備的絕緣電阻值。
當E端與L端短接時，I1為*大，指針順時針方向偏轉到*大位置，即“0”位置；當E、L端未接被測電阻時，RX趨于無窮大，I1=0，指針逆時針方向轉到“∞”位置。
（2）數字式兆歐表的工作原理
數字式兆歐表屬于電動式儀表，其采用電池作為電源，經DC／DC轉換成直流高壓作為測試電壓，該測試電壓加于被測物體上產生的電流，經I/V轉換器轉換為相應的電壓值，然后送入A/D轉換器變為數字編碼經微處理器計算處理，測量結果用LCD顯示出相應的電阻值。除采用測量電流的方式來間接測量絕緣電阻外；有的則是采用數字電橋來測量絕緣電阻；還有的仍采用傳統的流比計法來測量絕緣電阻。