绝缘电阻表的结构和测量原理

绝缘电阻测试仪-表面电阻测试仪的原理利用直流四探针法测量半导体的电阻率一,测试原理: 当四根金属探针排成一条直线,并以一定压力压在半导体材料上时,在1,4两根探针间通过电流I,则2,3探针间产生电位差V(如图所示). 根据公式可计算出材料的电阻率: 其中,C为四探针的探针系数(cm),它的大小取决于四根探针的排列方法和针距. 二,仪器操作: (一)测试前的准备: 1,将电源插头插入仪器背面的电源插座,电源开关置于断开位置; 2,工作方式开关置于"短路"位置,电流开关处于弹出位置; 3,将手动测试架的屏蔽线插头与电气箱的输入插座连接好; 4,对测试样品进行一定的处理(如喷沙,清洁等); 5,调节室内温度及湿度使之达到测试要求. (二)测试: 首先将电源开关置于开启位置,测量选择开关置于"短路",出现数字显示,通电预热半小时. 1,放好样品,压下探头,将测量选择开关置于"测量"位置,极性开关置于开关上方; 2,选择适当的电压量程和电流量程,数字显示基本为"0000",若末位有数字,可旋转调零调节旋钮使之显示为"0000"; 3,将工作方式开关置于"I调节",按下电流开关,旋动电流调节旋钮,使数字显示为"1000",该值为各电流量程的满量程值; 4,再将极性开关压下,使数显也为1000±1,退出电流开关,将工作方式开关置于1或6.28处(探头间距为1.59mm时置于1位置,间距为1mm时置于6.28位置); (调节电流后,上述步骤在以后的测量中可不必重复;只要调节好后,按下电流开关,可由数显直接读出测量值.) 5,若数显熄灭,仅剩"1",表示超出该量程电压值,可将电压量程开关拨到更高档; 6,读数后,将极性开关拨至另一方,可读出负极性时的测量值,将两次测量值取平均数即为样品在该处的电阻率值. 三,注意事项: 1,压下探头时,压力要适中,以免损坏探针; 2,由于样品表面电阻可能分布不均,测量时应对一个样品多测几个点,然后取平均值; 3,样品的实际电阻率还与其厚度有关,还需查附录中的厚度修正系数,进行修正. 1. 在测容性负载阻值时，绝缘电阻测试仪输出短路电流大小与测量数据有什么关系，为什么? 绝缘电阻测试仪输出短路电流的大小可反映出该兆欧表内部输出高压源内阻的大小。

绝缘电阻的测量原理
采用电桥调零法测量外加电压为u时的绝缘电阻，原理电路如图1所示。

由图1可以得出待测的绝缘电阻R X为
(1)
图1测量电路原理图
当R X=0时，若使式(1)中，则要R1、R2、R3和R4组成的电桥平衡，
因此
(2)
由式(2)可知，当R X很大时，U X很小，为保证测量精度需对U X信号进行放大。

设放大器输出为UXK，放大倍数为K，则式(2)可以写成
(3)
可见，R X的测量值与外加电压u无关。

当给定K、R3和R4，并使R X=0时电桥平衡，接入R X后只要测得U REF和U XK，则可由式(3)求得绝缘电阻R X。

当然u及R1～R4的数值大小影响U REF和U XK的大小。

2、绝缘电阻的测试
绝缘电阻的测试原理是在电容器上加上一定的高压，然后测试流过它的漏电流，再换算成绝缘电阻值，由电表指示出。

因此绝缘电阻测试仪由直流高压发生器（测试电压）和漏电流测试器（精密电压表）组成。

测试电压分为10V、50V、100V、250V、500V……。

测试电容器绝缘时，应该选择低于额定工作电压的最大标准测试电压。

老式的绝缘电阻测试仪由电子管组成，耗电大，发热重，测试速度也比较慢。

3、漏电流的测试
漏电流的测试实际上与绝缘电阻的测试是一回事。

电解电容器考核漏电流，而其它电容器考核绝缘电阻。

测试电解电容器
漏电流时，测试电压需要和电容器的额定电压相同，所以漏电流测试仪的测试电压要求能够从0伏连续调节到500伏，以满足繁多的额定电压。

另外电解电容器的漏电流也比其它电容器大得多，使得漏电流测试仪与绝缘电阻测试仪不太相同。

兆欧表工作原理
兆欧表，又称绝缘电阻测试仪，是一种用于测量电气设备、电缆、变压器、发
电机、电动机等绝缘电阻的仪器。

其工作原理主要基于欧姆定律和电流的流动方式。

兆欧表的工作原理可以分为直流兆欧表和交流兆欧表两种类型。

直流兆欧表工作原理：
直流兆欧表是利用直流电源对被测物进行充电，然后测量被测物上的电压，从
而计算出其绝缘电阻。

在测试中，先将兆欧表的正负极分别接入被测物的两端，然后通电充电，待充电完成后断开电源，记录下电阻表上的电压值。

根据欧姆定律，电阻R=U/I，其中U为电压值，I为电流值。

通过测量得到的电压值和预先设定的
电流值，就可以计算出被测物的绝缘电阻。

交流兆欧表工作原理：
交流兆欧表是利用交流电源对被测物进行充放电，然后测量被测物上的电流和
电压，从而计算出其绝缘电阻。

在测试中，先将兆欧表的正负极分别接入被测物的两端，然后通电充电，待充电完成后断开电源，记录下电流和电压值。

根据欧姆定律，电阻R=U/I，其中U为电压值，I为电流值。

通过测量得到的电压值和电流值，就可以计算出被测物的绝缘电阻。

总结：
兆欧表的工作原理基于欧姆定律，通过测量电压和电流值来计算被测物的绝缘
电阻。

在实际应用中，直流兆欧表适用于测试较小容量的绝缘电阻，而交流兆欧表适用于测试大容量的绝缘电阻。

无论是直流兆欧表还是交流兆欧表，都需要严格按照操作规程进行测试，以确保测试结果的准确性和可靠性。

兆欧表在电力行业、电气设备维护等领域具有重要的应用价值，能够有效保障电气设备的安全运行。

兆欧表测量变压器的绝缘电阻的工作原理
兆欧表是专门用于测量绝缘电阻的仪器。

当应用于变压器的绝缘电阻测量时，其工作原理如下：
1. 原理概述：兆欧表通过施加直流高压电源（通常为500V或1000V）到变压器的绝缘材料上，测量通过绝缘材料的漏电流来计算绝缘电阻值。

2. 连接测量：将兆欧表的正、负极接入变压器的绝缘材料的两个端点上（通常是主绝缘材料和大地），形成闭合回路。

3. 施加直流高压：兆欧表通过内置的高压电源将直流电压输出到绝缘材料上。

这个高压电源会产生足够的电压，以穿透绝缘材料，而不会对变压器的其它部分产生损害。

4. 测量漏电流：施加直流高压后，兆欧表开始测量通过绝缘材料的漏电流。

漏电流指通过绝缘材料的电流，它会在绝缘材料中产生电压降。

兆欧表通过内置的电流传感器来测量漏电流的大小。

5. 计算绝缘电阻：根据欧姆定律，绝缘电阻值等于施加的电压值除以测量的漏电流值。

兆欧表自动计算并显示绝缘电阻值。

需要注意的是，测量绝缘电阻时，变压器必须处于断电状态，以避免可能的电击风险。

此外，测量绝缘电阻应该是定期进行的，以确保变压器的绝缘性能符合要求。

绝缘电阻表(兆欧表)检定规程Verification Regulation of MegohmmeterJJG 622—97本检定规程经国家技术监督局于1997年10月24日批准，并自1998年5月1日起施行。

归口单位：国家高电压计量站起草单位：国家高电压计量站本规程技术条文由起草单位负责解释。

本规程主要起草人： 黄盛洁(国家高电压计量站)黄卫民(国家高电压计量站)参 加 起 草 人： 谭德荣(国家高电压计量站)绝缘电阻表(兆欧表)检定规程本规程仅适用于测量绝缘电阻的直接作用模拟指示的绝缘电阻表(包括新制造的、使用中的及修理后的绝缘电阻表)的检定，不适用于数字式及特殊用途，而其技术要求与本规程规定不同的测量绝缘电阻用的仪表。

一 概 述1 规格1.1 绝缘电阻表按额定电压分为9种：50，100，250，500，1000， 2000，2500，5000，10000V 。

1.2 绝缘电阻表按准确度等级分为5级：1.0，2.0，5.0，10.0， 20.0。

1.3 绝缘电阻表检定环境的参考温度为23℃。

1.4 绝缘电阻表的原理图见附录1。

它的主要组成部分是直流电源装置的指示仪表。

1.4.1 直流电源装置可分为：a.内附手摇发电机；b.化学电源(如干电池)；c.交流电网和整流电路配合的装置。

1.4.2 指示仪表分为：磁电系电流表及磁电系比率表。

二 技 术 要 求2 基本误差2.1 绝缘电阻表的基本误差按公式(1)进行计算。

在标度尺测量范围(有效范围)内，每条选定分度线的基本误差极限值应不超过表1的规定。

PR F 100%B B E A ⎛⎫-=⨯ ⎪⎝⎭ (1) 式中 B p ——绝缘电阻表指示器标称值；B R ——标准高压高阻箱示值；A F ——基准值。

2.2 对非线性标尺的绝缘电阻表的基准值规定为测量指示值。

2.3 对非线性标尺的绝缘电阻表的量程划分为三个区段(Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ)，如图1所示。

图1 绝缘电阻表量程区段2.4 Ⅱ区段长度由厂家提出，但不得小于标尺全长的50％。

摇表测量绝缘的原理是什么?10分兆欧表又称摇表，是专门用于测量绝缘电阻的仪表，它的计量单位是兆欧（MΩ）。

一、兆欧表的结构和工作原理1．兆欧表的结构常用的手摇式兆欧表，主要由磁电式流比计和手摇直流发电机组成，输出电压有500V、1000V、2500V、5000V几种。

随着电子技术的发展，现在也出现用干电池及晶体管直流变换器把电池低压直流转换为高压直流，来代替手摇发电机的兆欧表。

磁电式流比计是测量机构。

如图3-6所示：可动线圈1与2互成一定角度，放置在一个有缺口的圆柱形铁心5的外面，并与指针固定在同一转轴上；极掌4为不对称形状，以使空气隙不均匀。

2．兆欧表的工作原理兆欧表的工作原理如图3-7所示。

被测电阻RX接于兆欧表测量端子“线端”L与“地端”E之间。

摇动手柄，直流发电机输出直流电流。

线圈1、电阻R1和被测电阻RX串联，线圈2和电阻R2串联，然后两条电路并联后接于发电机电压U上。

设线圈1电阻为r1，线圈2电阻为r2，则两个线圈上电流分别是：I1＝U/(r1+R1+RX)I2＝U/(r2+R2)两式相除得I1/I2＝(r1+R1+RX)/(r2+R2)式中r1、r2、R1和R2为定值，RX为变量，所以改变RX会引起比值I1∕I2的变化。

由于线圈1与线圈2绕向相反，流入电流I1和I2后在永久磁场作用下，在两个线圈上分别产生两个方向相反的转距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，此时指针所指的是刻度盘上显示的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趋于无限大，I1＝0，指针逆时针方向转到“∞”的位置。

该仪表结构中没有产生反作用力距的游丝，在使用之前，指针可以停留在刻度盘的任意位置。

用于测量高值电阻和绝缘电阻的仪表叫做摇表，现在新型产品通常称为绝缘电阻测试仪或者绝缘电阻表，有时也称为兆欧表。

摇表(绝缘电阻表)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。

摇表(绝缘电阻表)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。

图1 绝缘电阻表的测试原理a）测量机构b）串联电路c）并联电路1、2一线圈3一永久磁铁4一极掌5—环形铁心6一指针利用比率计制成的绝缘电阻表，基本原理图如1b、c所示，被测电阻接在E、L（Rx两端）处，U为手摇发电机的产生电压，流过可动线圈一个线圈的电流为I1，流过可动线圈另一个线圈的电流为I2，α为偏转转角，则对于串联和并联电路均存在α＝f（Rx），且偏转角α与U和I无关，只和R×的大小有关，这就是绝缘电阻表的测量电路原理。

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：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，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。