1.电压表及其接线方法
测量电路两端电压的仪表叫作电压表，也称伏特表，表盘上标有符号“V”。因量程不同，电压表又分为毫伏表、伏特表、千伏表等多种品种规格，在其表盘上分别标有mV、V、kV等字样。电压表分为直流电压表和交流电压表，二者的接线方法都是与被测电路并联。
（1）直流电压表的接线方法 在直流电压表的接线柱旁边通常也标有“+”和“-”两个符号，接线柱的“+”（正端钮）与被测量电压的高电位连接；接线柱的“-”（负端钮）与被测量电压的低电位连接。正负极性不可接错，否则，指针就会因反转而打弯。
图4-34b给出了直流电压表使用的一般接法，图4-34c所示的接法用于扩展电压表量程。所串联的附加电阻阻值越大，量程越大。附加电阻阻值可以用下式计算：
Rf=（n-1）Rg
式中 Rf——附加电阻阻值，单位为Ω；
Rg——电压表内阻，单位为Ω；
n——扩大量程倍数。
图4-34 直流电压表及其接线方法
a）直流电压表实物图 b）一般接法 c）扩展量程接法
（2）交流电压表的接线方法 在低压线路中，电压表可以像图4-34b中一样直接并联在被测电压的电路上。在高压线路中测量电压，由于电压高，不能用普通电压表直接测量，而应通过电压互感器将仪表接入电路，如图4-35所示。为了测量方便，电压互感器一般都采用标准的电压比值，如3000/100V、6000/100V、10000/100V等，即二次绕组电压总是100V。因此，可用0～100V的电压表来测量线路电压，然后用读数乘以互感器电压比即可得到实际电压值。
2.电流表及其接线方法
电流表的内阻很小，使用时应串接在电路中，直流电流表使用时须注意电流极性，避免接错。
（1）直流电流表的接线方法 接线前要搞清电流表极性，直流电流表上旁边标有“+”符号的接线柱接直流电路的正极，标“-”的接线柱接直流电路的负极。接线方法如图4-36a所示。
当手头电流表量程不够时，可采用分流器扩展量程。分流器实际是一个电阻，在电路中与负载串联，而电流表与分流器并联，使通过电流表的电流只是负载电流的一部分，而大部分电流则从分流器中通过。这样，就扩大了电流表的测量范围，其接线图如图4-36b所示。
当所需扩大量程倍数n定下来后，所串联的分流器电阻阻值可以用下式计算：
式中 Rf——分流器电阻阻值，单位为Ω；
Rg——电流表内阻，单位为Ω；
n——扩大量程倍数。
图4-35 利用电压互感器扩大量程
图4-36 电流表接法
a）一般接法 b）扩展量程接法
例如，有一块磁电式电流表，表头满量程标称电流为5mA，表头内阻为20Ω。现在想将其量程扩展为1A，则分流器电阻应该选多大？
解：从扩展要求可知：扩展倍数为n=1A/5mA=200，则
从这个例子也可看出，需要扩展的量程越大，则分流电阻阻值越小。
（2）交流电流表的接线方法 交流电流表一般采用电磁系仪表，其测量机构与磁电系的直流电流表不同，它本身的量程比直流电流表大，因此，电流表通常也是可以直接串联于负载电路中，接线方法如图4-36a所示，并且不需要区分极性。
当电流表不宜直接串联在负载电路中时，可用通过电流互感器接入电路。或者当电磁系电流表量程不够时，也可采用电流互感器来扩大量程，其接线方法如图4-37a所示。工程上配用的电流互感器输出的电流为标准的5A，表盘上读数在出厂前已经按电流互感器比率标好，可以直接读出被测电流值。使用电流互感器时，应注意二次侧绝不允许开路，铁心及二次线圈的一端应接地。电流互感器外形如图4-37b所示，待测的电流导线应从中间的窗口穿过，俗称穿心。
3.钳形电流表及其使用方法
当用一般电流表测量电路电流时，常用的方法是把电流表串联在电路中。在施工现场临时需要检查电气设备的负载情况或线路流过的电流时，就需要先把线路断开，然后把电流表串联到电路中。这工作既费时又费力，很不方便，有时工程条件也不允许。如果采用钳形电流表测量电流，就无须把线路断开，而直接测出负载电流的大小。
图4-37 电流表接法和电流互感器
a）经过互感器的接法 b）各种形式的电流互感器
但钳形电流表准确度不高，通常为2.5级或5级，所以它只适用于对设备或线路运行情况进行粗略了解，不能用作精确测量。但由于其测量时不切断电路，使用方便，因此在安装和维修工作中应用较广。
钳形电流表是由电流互感器和整流系电流表组成的，外形结构如图4-38所示，分为指针式和数字式两种。电流互感器的铁心在捏紧扳手时即张开，如图中虚线位置，使被测电流的导线不必切断就可进入铁心的窗口，然后放松扳手，使铁心闭合。这样，通过电流的导线相当于互感器的一次绕组，而二次绕组中将出现感应电流，与二次侧相连接的整流系电流表显示出被测电流的数值。
钳形电流表的使用可按下列步骤操作：
1）估计被测电流大小，将转换开关置于适当量程；或先将开关置于最高档，根据读数大小逐次向低档切换，使读数超过刻度的1/2，以得到较准确的读数。指针表使用前要注意调零。
2）测量低压可熔保险器或低压母线电流时，测量前应将邻近各相母线用绝缘板隔离，以防钳口张开时可能引起相间短路。
3）有些型号的钳形电流表附有交流电压量限，测量电流、电压时应分别进行，不能同时测量。
4）测量5A以下电流时，为获得较为准确的读数，若条件许可，可将导线多绕几圈放进钳口测量，此时实际电流值为钳形电流表的示值除以所绕导线圈数。
5）测量时应戴绝缘手套，站在绝缘垫上。读数时要注意安全，切勿触及其他带电部分。
6）钳形电流表应保存在干燥的室内，钳口处应保持清洁，使用前应擦拭干净。
4.万用表及其使用方法
万用表采用磁电系测量机构（又称表头）配合测量线路来实现各种电量的测量。实质上万用表是多量限直流电流表、多量限直流电压表、多量限整流系交流电压表和多量限欧姆表等的组合；它们合用一个表头，表盘上有相当于测量各种量值的几条标度尺。根据不同的测量对象可以通过转换开关的选择来达到测量目的。
按不同显示方式，万用表可分为指针式万用表和数字式万用表两大类。指针式万用表主要由指示部分、测量电路、转换装置三部分组成；数字式万用表采用了大规模集成电路和液晶数字显示技术。与指针式万用表相比，数字式万用表具有读数方便、直观的优点，并且不会产生读数误差，准确度高。许多数字式万用表还具有测量电容、频率、温度等功能，是真正多功能表，其外形如图4-39a所示。
图4-38 钳形电流表及其使用方法
a）钳形电流表实物图 b）结构示意图 c）测量方法示意图
图4-39 万用表及表笔握法
a）万用表实物图 b）表笔握法示意图
万用表是电工最常用的测量工具，使用时应注意以下事项：
1）测量时，应用右手握住两支表笔，手指不要触及表笔的金属部分和被测元器件，如图4-39b上图所示的握法所示，图4-39b下图中手指触碰到了表笔金属部分，该握笔方法是错误的。
2）测量过程中不可转动转换开关，以免转换开关的触头产生电弧而损坏开关和表头。
3）使用R×1档时，调零的时间应尽量缩短，以延长电池使用寿命。(www.xing528.com)
4）当被测元器件的引脚氧化或有锈迹时，应先清除氧化层和锈迹再进行测量，否则无法取得准确的测量值。
5）长时间不使用应将电池取出，再次使用前，应检查内部电池的电量是否充足。
6）万用表使用后，应将转换开关旋至空档或交流电压最大量程档。
5.兆欧表及其使用方法
兆欧表也称绝缘电阻表或摇表，是用来测量大电阻和绝缘电阻的专用仪器，其外形如图4-40所示。它是由一个手摇发电机和磁电式流比计两部分组成。手摇发电机提供一个便携式高压测量电源，磁电式流比计是测量两个电流比值的仪表，通过测量电磁力产生的反作用力矩来测量电气设备的绝缘电阻值。根据测量结果可以鉴别电气设备绝缘的好坏。
常用兆欧表电压等级有500V、1000V、2500V等几种，选用兆欧表主要考虑两方面问题，一是兆欧表的额定电压应与被测线路或设备的工作电压相对应，兆欧表电压过低会造成测量结果不准确，过高则可能击穿绝缘。可以参照表4-4合理选择。另外，兆欧表的量程选择也要注意不要超过被测绝缘电阻值太多，否则会引起较大的测量误差。一般测量低压电气设备绝缘电阻时可选用0～200MΩ的兆欧表，测量高压设备或电缆时，宜选用0～2000MΩ。因为有些兆欧表起始刻度不是零，而是1MΩ或2MΩ，这种仪表不适宜用来测量处于潮湿环境中的低压电气设备的绝缘电阻，因为在这种环境条件下，绝缘电阻有可能小于1MΩ，造成无法读数或读数不准。
表4-4 兆欧表额定电压选择
图4-40 兆欧表及其原理电路
a）兆欧表实物图 b）兆欧表原理电路
兆欧表的使用应按下列步骤进行：测量前首先要检查兆欧表是否完好，将兆欧表放置在平稳的地方，接线端开路，摇发电机至额定转速，指针应指在“∞”位置；然后将“线路”“接地”两端短接，缓慢摇动发电机，指针应指在“0”位。电测量前必须切断被测设备的电源，并接地短路放电，确实证明设备上无人工作后方可进行后续测量工作。并且被测物表面应擦拭干净，对于有可能感应出高电压的设备，应做好安全措施。
兆欧表上有分别标有“接地（E）”“线路（L）”和“保护环或称屏蔽端子（G）”的三个接线端钮。作一般测量时只用“线路L”和“接地E”两个接线端，但当被测试物体表面泄漏严重时应使用“屏蔽G”端，以排除漏电流的影响。
测量线路对地的绝缘电阻时，将被测线路接于L端钮上，E端钮与地线相接，如图4-41a所示；测量电动机定子绕组与机壳之间的绝缘电阻时，将定子绕组接在L端钮上，机壳与E端钮连接，如图4-41b所示；测量电缆芯线对电缆绝缘保护层的绝缘电阻时，将L端钮与电缆芯线连接，E端钮与电缆绝缘保护层外表面连接，将电缆内层绝缘层表面接于保护环端钮G上，如图4-41c所示。
测量时摇动手柄的速度要均匀，一般规定速度应达到120r/min，误差不应超过±25%。摇动1min后待指针稳定后方可读数，如果测量过程中发现指针指零，应立即停止摇动。测量完毕后，应对被测设备或电路充分放电，严禁测量完后，在兆欧表没有停止转动和被测设备没有放电之前，用手去触及被测设备的测量部分或拆除导线，以防电击。对电容量较大的设备进行测量后，应先将被测设备对地短路后，再停摇发电机手柄，以防止电容放电而损坏兆欧表。
图4-41 用兆欧表测量绝缘电阻的接线方法
a）测量线路绝缘电阻 b）测量电动机绝缘电阻 c）测量电缆绝缘电阻
6.电度表原理及使用
电度表是专门用来测量电能的，是一种能将电能累计起来的积算式仪表，即可以测量一段时间内消耗的电能。它可以根据工作原理，分为感应式电度表，磁电式电度表，电子式电度表等；也可根据相数分为单相电度表、三相电度表；还可以按用途分为有功电度表和无功电度表，分别用于计量有功功率和无功功率。
电度表种类虽然不同，但其基本结构是一样的，主要组成部分一是固定的电磁铁，另一部分是活动的铝盘，还包括驱动元件、转动元件、制动元件、计数机构等部件，单相电度表结构原理如图4-42所示。其中驱动元件包括由电压线圈和铁心组成的电压元件、同样结构的电流元件；转动元件由转轴和铝盘组成；永久磁铁起到的作用是对转盘的制动作用，使铝盘转动速度正比于用电设备消耗的功率；计数机构由蜗轮蜗杆、齿轮、字轮等构成，字轮可以显示用电度数。
图4-42 电度表及其原理电路
a）电度表实物图 b）电度表原理电路
感应式交流电度表是应用最广泛的电度表。其测量原理是当交流电通过电压线圈时，在电压元件铁心中产生一个交变磁通，这个磁通在下方的铝盘中会感应出电涡流iu；同理，电流线圈中通入电流也要在电流元件铁心产生交变磁通，同样在铝盘中产生电涡流ii，与电涡流iu交互作用的结果是产生了一个驱动铝盘旋转的电磁转矩，并且可以证明，这个驱动转矩与有功功率成正比，在这个转矩作用下，铝盘以某个正比于有功功率的转速转动。与此同时涡流与永久磁铁磁场也会相互作用，产生一个制动转矩，两个转矩相平衡，可以保证铝盘匀速转动。
下面介绍单相电度表的接线方法。单相电度表有4个接线端子，序号是1～4。一种是直接接法，电源的相线L从电度表的1号端子进入电流线圈，从2号端子引出接负载；零线N从3号端子进入，从4号端子引出，其接线如图4-43a所示；另外一种是通过电流互感器的接法，如图4-43b所示。
图4-43 单相电度表接线方法
a）直接接法 b）经过电流互感器的接法
三相有功电能的测量，可根据负荷情况，使用三相三线有功电度表或三相四线有功电度表。当三相负荷平衡时，可使用三相三线表；当三相负荷不平衡时，应使用三相四线表。三相有功电度表的接线同样有直接接入和间接接入两种，其中三相三线电度表接线方法如图4-44所示，三相四线电度表接线方法如图4-45所示。
图4-44 三相三线电度表接线方法
a）直接接法 b）经过电流互感器的接法
图4-45 三相四线电度表接线方法
a）直接接法 b）经过电流互感器的接法
直接接入式三相电度表计量的电能，可直接从其计度器的窗口上两次读数的读数差算出。采用经过电流互感器的间接接入式三相电度表计量电能时，其实际计量的电能数，应是将两次查表读数的差乘以电流互感器电流比后所得的数值。
7.接地电阻测试仪及其使用方法
在施工现场，很多设备需要接地，接地体的电阻值是否符合安全规范要求，决定设备能否安全使用。这时可使用接地电阻测试仪来测量接地电阻的阻值，接地电阻测试仪除用于测量接地电阻值和低阻导体电阻值之外，还可以测量土壤电阻率。
接地电阻测试仪又称接地摇表，目前国产常用的为ZC-8型和ZC-29型，其技术参数详见表4-5，它们具有体积小、重量轻、便于携带、使用方便等优点，外形如图4-46a和b所示。
测量前，应将接地装置的接地引下线与所有电气设备断开。同时按测量接地电阻或低阻导体电阻以及测量土壤电阻率不同的使用目的，对照有关仪表的使用说明正确接线。当测量单接地体的接地电阻时，按图4-46c所示方法接线。当使用三端钮接地电阻测量仪时，将被测接地极E′与仪表的E端钮相连接，将电位探棒P′和电流探棒C′分别与仪表的P端、C端连接后，将探棒P′、C′沿一条直线各相距20m插入大地，插入深度为400mm。注意，E′、P′和C′三点要在同一条直线上。如果使用四端钮测量仪作为三端钮仪器使用时，应将C2、P2端子短接后与E′相连，如图4-46d所示。
表4-5 常见接地电阻测试仪型号及技术参数
如果测量小于1Ω的接地电阻，应选用四端钮接地电阻测试仪，接线时C2、P2端子开关打开并同时接在接地极E′上，这样可以有效减小测量导线引入的测量误差。其他两个端子与探棒的接线方法同三端钮测量。
图4-46 接地电阻测试仪及其使用方法
a）ZC-8型 b）ZC-29型 c）三端钮测量 d）四端钮测量
E′—被测接地极P′—电位探棒C′—电流探棒
测量时，应先将仪表放在水平位置，检查检流计指针是否对在中心线上，如不在中心线上，应调整到中心线上。然后将“倍率标度”放在最大倍数上，慢慢转动发电机摇把，同时旋转“测量标度盘”，使检流计指针平衡。
当指针接近中心线时，加快摇把转速，达到120r/min时再调整测量标度盘，使指针指于中心线上。此时用测量标度盘的读数乘以倍率标度的倍数即得所测的接地电阻值。
8.测量仪表的选择
要完成一项电工测量任务，首先要根据测量的要求，合理选择仪表和测量方法。所谓合理选择仪表，就是根据工作环境、经济指标和技术要求等恰当地选择仪表的类型、精度和量程，并选择正确的测量电路和测量方法，以达到要求的测量准确度。测量仪表选择主要考虑以下几方面：
（1）仪表准确度的选择 仪表的准确度指仪表在规定条件下工作时，在它的标度尺工作部分的全部分度线上，可能出现的基本误差。基本误差是在规定条件下工作时，仪表的绝对误差与仪表满量程之比的百分数，也称作许用误差。仪表的准确度等级越高，基本误差越小。准确度等级与基本误差关系见表4-6。通常0.1级和0.2级仪表可以作为标准仪表，用来校正低等级仪表，或精密测量时使用；0.5级和1.0级仪表通常用于实验室测量；1.5级、2.5级和5.0级可作为一般工程测量使用。
表4-6 常用仪表准确度等级与基本误差值
（2）仪表类型的选择 仪表类型选择通常需要考虑被测对象的信号类型、交变频率以及是否正弦信号。测量直流信号时，一般优先选用磁电式仪表，但如果用磁电式仪表测量交流电流和电压，还需要加整流器，所以测量交流信号一般选用电动式或电磁式仪表。当被测交流信号是50Hz工频交流信号时，电磁式和电动式仪表都可以使用。如果被测信号的波形不是正弦波，一般都以正弦波的有效值划分刻度。
（3）仪表量程的选择 由于基本误差是以最大绝对误差与满量程之比的百分数取得的，因此对同一只仪表来说，在不同量程上，其相对误差是不同的，指针表应该偏转超过2/3量程为宜。
（4）仪表内阻的选择 测量时，电压表与被测电路并联，电流表与被测电路串联，仪表内阻对被测电路的工作状态必然产生影响。对于电压表，内阻越大则测量越准确，电流表则相反。
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