第4章 钳形表的使用

【学习目的】

本章主要学习钳形表的使用方法和技巧。首先，通过对目前市场流行的钳形表产品按照结构、功能、用途进行细致的归纳整理，让读者了解不同类型钳形表的结构、原理和功能特点，在搞清钳形表的具体用途和使用特点后，再选择典型钳形表作为演示教具，将钳形表的操作规范和使用方法，用图解的形式展示，使读者最终掌握钳形表的使用方法。最后结合大量实例，力求通过对案例学习，使读者对钳形表的实际应用有深刻的体会，真正掌握钳形表的使用操作技能。

4.1 钳形表的特点与结构原理

4.1.1 钳形表的特点

钳形表是用于检测交流电流的仪表，在其表头上有一个钳形头，因此称为钳形表。与万用表等电工仪器不同，钳形表在测量电流时，不需要与待测线路进行连接，而是通过电磁感应原理对线路中的电流进行测量，是一种相当方便的测量仪器。

钳形表根据其结构的不同可分为模拟式（指针式）钳形表和数字式钳形表两种，如图4-1所示。

钳形表将一些万用表的功能融入其中，其种类也是多种多样。若按照功能来分类，钳形表可分为交流钳形表、交/直流钳形表、高压钳形表和漏电钳形表等，如图4-2所示。交流钳形表可用来测量交流电流和交/直流电压；交/直流钳形表可以测量交/直流电流和电压；高压钳形表可以检测高压电压、电流，适合对三相交流电压进行检测，使用比较安全也易于操作；在不确定电路中是否出现漏电现象时，可以通过使用漏电钳形表对电路进行检测。

【重点提示】

使用高压钳形表对线路进行电流检测时，需要佩戴绝缘手套进行操作，防止发生触电事故。

漏电钳形表的测试与其他钳形表略有不同（实际应用有介绍），但测量原理相似，使用时也应注意安全。

4.1.2 钳形表的结构原理

1. 钳形表的结构

目前，数字式钳形表应用比较广泛，并且功能多样，能满足不同用户的需求。图4-3所示为典型交流钳形表的外形结构。从图中可以看出，交流钳形表主要由钳头、钳头扳机、锁定开关、功能旋钮及量程、液晶显示屏、表笔接口和红、黑两支表笔等部分构成的。

（1） 钳头和钳头扳机

钳头扳机和钳头（部分）是一个整体，按压钳头扳机可打开钳头，松开扳机钳头便会恢复到闭合状态，如图4-4所示。并且打开钳头后，可在钳口内看到感应铁芯。

（2） 锁定开关

按压锁定开关可以锁定液晶显示屏上显示的数据，方便使用者记录，再按压一次便可解除锁定状态。

（3） 功能旋钮及量程

功能旋钮采用旋转式开关设计，集功能选择、量程选择和电源开关于一体，方便使用者使用。该钳形表具有测量交流电流、交流电压、直流电压、电阻值、绝缘电阻值这五种功能。由于该钳形表功能较少，因此这五种功能与电源开关一起，以对称的方式环绕在功能旋钮周围，每半圈的功能一致，如图4-5所示。

① 交流电流检测挡主要用来对各线路或电器的交流电流进行检测。

该挡位包括200 A/1000 A两个量程：当检测的交流电流小于200 A时旋钮应置于AC 200 A挡；电流大于200 A小于1000 A时应选择AC 1000 A挡。

② 交流电压检测挡最高输入电压为750 V，该挡位可对低压交流电气线路、家用电器等交流供电部分进行检测。

③ 直流电压检测挡最高输入电压为 1000 V，该挡位可对直流电气线路、家用电器等直流供电部分进行检测。

④ 电阻器检测挡用来检测电子电路或电器线路中器件的电阻值。

该挡位包括200 Ω/20 kΩ两个量程：电阻小于200 Ω时旋钮应置于200 Ω挡；电阻大于200 Ω小于20 kΩ时应选择20 kΩ挡。

当进行电阻器通断测试时，旋钮应置于“”挡（200 Ω挡），若回路电阻值低于70 ±20 Ω时，蜂鸣器鸣叫。

⑤ 绝缘电阻检测挡可用来检测各种低压电器的绝缘电阻值，通过测量结果判断低压电器的绝缘性能是否良好。

该挡位包括20 MΩ/2000 MΩ两个量程：绝缘电阻值小于20 MΩ时旋钮置于20 MΩ挡，绝缘电阻值大于20 MΩ小于2000 MΩ时选择2000 MΩ挡。检测绝缘电阻值，需配以500 V测试附件。正常情况下，未连接500 V测试附件时调至该挡位时，液晶屏显示值处于游离状态。

各功能量程准确度和精确值参见表4-1所列。

（4） 液晶显示屏

液晶显示屏主要用于显示检测数据、数据单位、选择量程等信息，如图4-6所示。测量值位于液晶显示屏的中间，用大字符显示。检测电流、电阻时，不显示单位；检测电压时，单位位于数值的右侧。检测电压、电流时，数值的左侧会显示出检测部位的极性。

当钳形表调至电阻20 kΩ或绝缘电阻20 MΩ挡时，液晶显示屏下方会出现小数点和“20”，“20”表示量程，小数点表示精确值为0.01，即0.01 kΩ或0.01 MΩ。

当钳形表调至交流电流 200 A 或电阻 200 Ω 挡时，液晶显示屏下方会出现小数点和“200”，“200”表示量程，小数点表示精确值为0.1，即0.1 A或0.1 Ω。

例如，将钳形表量程调至交流200 A挡后，液晶屏显示如图4-7所示，该挡位精确到小数点后1位（0.1 A）。

而将钳形表量程调至电阻200 Ω挡后，液晶屏显示如图4-8所示，该挡位也精确到小数点后1位（0.1Ω），但在未测量之前，液晶屏始终显示1。钳形表所有电阻挡都以这种方式显示。

将钳形表量程调至交/直流电压挡后，液晶屏显示如图4-9所示，该挡位会在显示值右侧显示电压单位“V”，在未测量时，液晶屏始终显示0。

（5） 表笔接口

该钳形表共有三个表笔接口：电压电阻输入接口（红表笔接口）、接地/公共接口（黑表笔接口）、绝缘测试附件接口（EXT），如图4-10所示。

在测量交流电压、直流电压、电阻值时需要用到电压电阻输入接口（红表笔接口）、接地/公共接口（黑表笔接口）；测量绝缘电阻值时，需要将500 V测试附件与绝缘测试附件接口（EXT）连接。

图4-11所示为交/直流钳形表的实物外形。该钳形表与上述交流钳形表相比，多出了检测直流电流、频率、晶体二极管通断、温度等功能，并且该钳形表只有两个表笔接口，缺少绝缘测试附件接口。其功能量程与测量准确度参见表4-2所列。

图4-12所示为数字钳形表的内部电路结构方框图。从图中可以看出，钳形表的内部是由不同的测量电路构成的，通过功能旋钮选择不同的量程，从而选择不同的检测电路进行测量工作。

2. 钳形表的工作原理

钳形表检测交流电流的原理是建立在电流互感器工作原理的基础上的。当按压钳形表扳机时，钳头铁芯可以张开，被测导线进入钳口内部作为电流互感器的初级绕组，在钳头内部次级绕组均匀地缠绕在圆形铁芯上，导线通过交流电时产生的交变磁通，使次级绕组感应产生按比例减小的感应电流，如图4-13所示。

【重点提示】

由于是利用互感器的原理，所以铁芯是否闭合紧密，对测量结果影响很大。当测量较小电流时，会使得测量误差增大。这时，可将被测导线在钳口上多绕几圈来改变互感器的电流比，以增大电流量程，如图4-14所示。

图4-15所示为数字式钳形表的原理图。数字式钳形表通过改变量程，使表笔接口与不同的测量电路连接。测量电路将信号送入A/D转换器进行处理，然后送入显示屏显示测量数据。钳头实际上是互感线圈，被测导线的交流电流所产生的磁场会对钳头的线圈产生电磁感应，并产生交流电流，在钳形表中经电流/电压转换分压后，经交流/直流转换器变成直流电压，送入A/D转换器变成数字信号，去驱动液晶显示器，显示交流电流值。

由于很多数字式钳形表的数字测量和显示是对直流电压进行检测，然后再进行数字变换，因而任何信号都需要经过转换后才可显示出来，输入电路通常使用分压电阻器逐级按比例分压。如图4-16所示，为钳形表缩小1000倍的分压式衰减输入电路。