高压欧姆表

上一节中所示设计的大多数欧姆表使用电压相对较低的电池，通常为 9 伏或更低。这对于测量几兆欧 (MΩ) 以下的电阻是完全足够的，但是当需要测量极高的电阻时，9 伏电池不足以产生足够的电流来驱动机电仪表运动。

此外，如前一章所述，电阻并不总是一个稳定的（线性）量。对于非金属尤其如此。回想一下小气隙（小于一英寸）的电流过电压图：

虽然这是非线性传导的一个极端例子，但其他物质在暴露于高电压时表现出类似的绝缘/传导特性。显然，使用低压电池作为电源的欧姆表无法测量气体电离电位或绝缘体击穿电压下的电阻。如果需要测量这样的电阻值，高压欧姆表就可以了。

简单的高压欧姆表

测量高压电阻最直接的方法是在之前研究的欧姆表的相同基本设计中简单地更换更高电压的电池：

但是，知道某些材料的电阻会随着施加的电压而变化，因此能够调整此欧姆表的电压以获得不同条件下的电阻测量值将是有利的：

不幸的是，这会给仪表带来校准问题。如果仪表运动在一定量的电流通过它时使满量程偏转，则仪表的满量程范围（以欧姆为单位）会随着电源电压的变化而变化。想象一下，在改变电源电压的同时，在这个欧姆表的测试引线上连接一个稳定的电阻：随着电压的增加，通过仪表运动的电流会更多，因此偏转量也会更大。我们真正需要的是一个仪表运动，无论施加的电压如何，它都会为测量的任何稳定电阻值产生一致、稳定的偏转。

兆欧表

实现这一设计目标需要一种特殊的仪表机芯，这是兆欧表所特有的 , 或 meggers ，因为这些工具是众所周知的。

上图中编号的矩形块是线圈的横截面表示。这三个线圈都随着针机构移动。没有将针返回到设定位置的弹簧机构。当机芯没有动力时，针会随机“浮动”。线圈是这样电气连接的：

由于测试引线之间的电阻无穷大（开路），将没有电流通过线圈 1，仅通过线圈 2 和 3。当通电时，这些线圈试图将自己放在两个磁极之间的间隙中，从而完全驱动针在刻度的右侧，它指向“无穷大”。

任何通过线圈 1 的电流（通过连接在测试引线之间的测量电阻）往往会将指针驱动到刻度的左侧，回到零。校准表头运动的内部电阻值，以便当测试线短接在一起时，指针准确偏转到 0 Ω 位置。

因为电池电压的任何变化都会影响两者产生的扭矩 线圈组（线圈 2 和 3，将指针驱动到右侧，线圈 1，将指针驱动到左侧），这些变化不会对运动校准产生影响。换句话说，这种欧姆表运动的精度不受电池电压的影响：给定量的测量电阻会产生一定的指针偏转，无论电池电压有多少。

电压变化对仪表指示的唯一影响是测量电阻随施加电压变化的程度。因此，如果我们使用兆欧表来测量气体放电灯的电阻，对于低电压和低电阻（指针移动到刻度的左侧），它会读取非常高的电阻（指针在刻度的最右侧）刻度）用于高压。这正是我们对一个好的高压欧姆表的期望：在不同情况下提供对被测电阻的准确指示。

为了获得最大的安全性，大多数兆欧表都配备了手摇发电机以产生高直流电压（高达 1000 伏）。如果仪表的操作员受到高压电击，情况会自我纠正，因为他或她自然会停止启动发电机！有时，“滑动离合器”用于在不同的启动条件下稳定发电机速度，从而无论是快速启动还是缓慢启动都提供相当稳定的电压。通过选择开关的设置，可实现发电机的多种电压输出电平。

这张照片显示了一个简单的手摇式兆欧表：

一些兆欧表采用电池供电，以提供更高的输出电压精度。出于安全原因，这些兆欧表由瞬时接触式按钮开关激活，因此开关不能留在“打开”位置并对仪表操作员构成重大电击危险。

真正的Meggers

真正的兆欧表配备了三个接线端子，标记为Line , 地球 , 和守卫 .该原理图与之前显示的简化版本非常相似：

测量线路和接地端子之间的电阻，其中电流将通过线圈 1。“保护”端子用于特殊测试情况，其中一个电阻必须与另一个电阻隔离。以测试两线电缆绝缘电阻的场景为例：

要测量从导体到电缆外部的绝缘电阻，我们需要将兆欧表的“线路”引线连接到其中一根导体，并将兆欧表的“接地”引线连接到缠绕在电缆护套周围的电线上。电缆：

在这种配置中，兆欧表应该读取一根导体和外护套之间的电阻。或者会吗？如果我们绘制一个示意图，将所有绝缘电阻都显示为电阻符号，我们得到的结果是这样的：

不仅仅是测量第二根导体对护套的电阻 (Rc2-s)，我们实际测量的是与导体对导体电阻 (Rc1-c2) 和第一根导体的串联组合并联的电阻到鞘 (Rc1-s)。如果我们不关心这个事实，我们可以按照配置进行测试。如果我们只想测量 第二个导体和护套之间的电阻（Rc2-s），那么我们需要使用兆欧表的“Guard”端子：

现在电路原理图是这样的：

将“Guard”端子连接到第一个导体，使两个导体的电位几乎相等。在它们之间几乎没有电压或没有电压的情况下，绝缘电阻几乎是无穷大，因此它们之间不会有电流 两个导体。因此，兆欧表的电阻指示将完全基于通过第二个导体的绝缘层、通过电缆护套和缠绕在电线上的电流，而不是通过第一个导体的绝缘层泄漏的电流。

兆欧表是现场仪表：也就是说，它们设计为便携式，由技术人员在工作现场操作，与普通欧姆表一样容易。它们对于检查由潮湿或绝缘退化引起的电线之间的高电阻“短路”故障非常有用。由于它们使用如此高的电压，因此它们不会像普通欧姆表那样受杂散电压（导体之间的电化学反应产生的电压小于 1 伏，或由邻近磁场“感应”）的影响。

高压测试仪

为了更彻底地测试电线绝缘，另一种通常称为 hi-pot 的高压欧姆表 使用测试仪。这些专用仪器可产生超过 1 kV 的电压，可用于测试油、陶瓷绝缘体的绝缘有效性，甚至其他高压仪器的完整性。由于它们能够产生如此高的电压，因此必须非常小心地操作它们，并且只能由经过培训的人员进行操作。

应该注意的是，高压测试仪甚至兆欧表（在某些条件下）都能够损坏 如果使用不当，电线绝缘层。一旦绝缘材料发生击穿 通过施加过高的电压，其电气绝缘能力将受到损害。同样，这些仪器只能由经过培训的人员使用。

相关工作表：

• 基本欧姆表使用工作表