兆欧表的基本原理是什么？图解分析

兆欧表俗称摇表，是常用于测量电器设备、电缆的绝缘电阻和和高值电阻的专用仪表，是一种不带电测量电器设备及线路绝缘电阻的便携式的仪表，掌握兆欧表的使用是电工的基本技能，本文介绍兆欧表的使用。

兆欧表的结构

兆欧表主要由手摇直流发电机、磁电式流比计、三个接线柱(即L：线路端、E：接地端、G：屏蔽端)组成。兆欧表主要由手摇直流发电机、磁电式流比计、三个接线柱(即L：线路端、E：接地端、G：屏蔽端)组成。

兆欧表工作原理

流比计的可动部分有两个绕向相反且互成一定角度的线圈，且其空气隙中的磁感应强度是不均匀的。线圈1用于产生转动力矩，线圈2用于产生反作用力力矩。被测电阻接在L(线)和E(地)两个端子上，形成了两个回路，一个是电流回路，一个是电压回路。电流回路从电源正端经被测电阻Rx、限流电阻RA、可动线圈1回到电源负端。电压回路从电源正端经限流电阻RV、可动线圈2回到电源负端。由于空气隙中的磁感应强度不均匀，因此两个线圈产生的转矩T1和T2不仅与流过线圈的电流I1、I2有关，还与可动部分的偏转角α有关。

限流电阻RA、RV为固定值，在发电机电压不变时，电压回路的电流I2为常数，电流回路电流I1的大小与被测电阻Rx的大小成反比，所以流比计指针的偏转角α能直接反映被测电阻Rx的大小。

流比计指针的偏转角与电源电压的变化无关，电源电压U的波动对转动力矩和反作用力矩的干扰是相同的，因此流比计的准确度与电压无关。

兆欧表的使用方法图解

兆欧表的主要组成部分是一个磁电式流比计和一只手摇发电机。发电机是兆欧表的电源，可以采用直流发电机，也可以采用交流发电机与整流装置配用。直流发电机的容量很小，但电压很高(100—5000V)。磁电式流比计是兆欧表的测量机构，由固定的永久磁铁和可在磁场中转动的两个线圈组成。

绝缘电阻测试仪：兆欧表的结构及工作原理

兆欧表

用于测量高值电阻和绝缘电阻的仪表叫做兆欧表，现在新型产品通常称为绝缘电阻测试仪或者绝缘电阻表，有时也称为摇表。其中老款兆欧表的外形如上图所示：

兆欧表(摇表)主要结构是由手摇发电机、电磁式无机械反作用的表头组成，对外有接线柱(L：线路段、E：接地端、G：屏蔽端)。新型的绝缘电阻测试仪通常和数字万用表差不多的外形。

兆欧表的工作原理如下图所示，它的磁电式表头有两个互成一定角度的可动线圈，装在一个有缺口的圆柱铁芯外面，并与指针一起固定在一转轴上，构成表头的可动部分，被置于永久磁铁中，磁铁的磁极与铁芯之间的气隙是不均匀的。由于指针没有阻尼弹簧，在仪表不用时，指针可以停留在任何位置。

摇动手柄，直流发电机可输出电流，其中，一路电流I1流入线圈1和被测电阻Rx的回路，另一路的电流I2流入线圈2与附加电阻Rf回路，设线圈1的电阻为R1，线圈2的电阻为R2，根据欧姆定律有：

兆欧表工作原理图解

I1=U÷(Rc+R1+Rx)、R2=U÷(Rf+R2)

处在磁场中的通电线圈受到磁场力的作用(延伸：磁场对电流的作用)，使线圈1产生转动力矩M1，线圈2产生转动力矩M2，由于两线圈绕向相反，从而M1与M2方向相反，两个力矩作用的合力矩使指针发生偏转。在M1=M2时，指针静止不动，这时指针所指出的就是被测设备的绝缘电阻值。

当Rx断开时(即X=∞(无穷大))，I1=0，M1=0，指针在M2的作用下向左偏转，最后指向标尺度Rx=∞处，若将Rx短接(即Rx=0)，此时I1最大，M1最大，使指针顺时针方向偏转，指针指到标尺度的Rx=0处。根据此原理可以检验兆欧表的好坏。

点击下一节，开始学习兆欧表的使用方法。

数字式一般由直流电压变换器将电池电压转换为直流高压电作为测试电压，这个测试电压施加在被测物上产生的电流经电流电压转换器转换为相应的电压值，然后送入模数转换器变为数字编码，再经微处理器计算处理，由显示器显示出相应的电阻值。数字式兆欧表的电路原理框图如图所示。

图数字式兆欧表的电路原理框图

(1)直流电压变换器。直流电压变换器(dc-dc变换器)将电池电压转换为直流高压作为测试电压，它是数字式兆欧表的关键部分，常见有250v、500v、1000v三种测试电压(也有2500v、5000v等较高测试电压)。数字式兆欧表一般采用脉宽调制(pwm)型集成控制器将电池的直流电压转换为脉宽调制信号，经升压变压器转化为高压脉冲，由倍压整流(二倍或三倍)平滑成直流高压测试电压，其输出电压大小是通过输出电压控制电路调节脉冲宽度来实现的。常见的控制器有uc3840、tl494、sg3524等，这类脉宽调制型控制器是国际上最为流行的开关电源集成控制器，它包括开关稳压器所需的全部控制电路，例如，误差放大器、振荡器、脉宽调制器、脉冲发生器、开关管、过流过热保护等。

(2)电流电压转换器。从图4.16可以看出，电流电压转换器(i-v转换)由待测电阻rx、反馈电阻rf及运算放大器a1组成。它将流经被测绝缘电阻rx的电流转换为电压信号输出。

(3)模数转换器及显示电路。模数转换器(a/d)是模拟电路与数字电路连接的纽带，也是模拟仪表与数字仪表的重要标志。精度不高于1%的数字式兆欧表通常采用icl7106(或icl7107)大规模，icl7106是带lcd显示(icl7107为led显示)的3½位双积分a/d转换器，利用其输入电压与参考电压的比值特性可以非常方便地测得电阻值。