有時(shí)候示波器測(cè)量存在電勢(shì)差的電路系統(tǒng)往往是危險(xiǎn)的,這種危險(xiǎn)可能來源于設(shè)備內(nèi)部的短路,也可能來自電勢(shì)本身。作為技術(shù)人員或者電子工程師,我們經(jīng)常會(huì)遇到這樣的一些測(cè)量的困難,比如測(cè)量三相電,亦或測(cè)量市電供電的被測(cè)體,其地線連接著電源,而同時(shí)示波器的各個(gè)通道也是共地的,并且連接著電源。那當(dāng)我用示波器測(cè)試信號(hào)的時(shí)候,我該如何接地來避免短路呢?
對(duì)于這個(gè)問題,也許有的人會(huì)說,把示波器供電處的接地端斷開就可以了。但是這樣可能會(huì)導(dǎo)致探頭夾子和示波器金屬部位帶電,從而存在安全隱患。
這個(gè)時(shí)候一般有5種解決方案。第一是使用帶隔離通道的示波器,另外一種是使用差分探頭來進(jìn)行測(cè)量。或者采用A-B偽差分測(cè)法,
或者采用浮地測(cè)量,或者示波器電源用隔離變壓器隔離供電。
隔離示波器,通道和通道之間,每條通道相互單獨(dú)隔離,同時(shí)與其它非隔離器件隔離。隔離示波器往往搭配專門設(shè)計(jì)的無源探頭,這種探頭在BNC扣上的連接是絕緣的,用以防止發(fā)生觸電。隔離示波器是隔離示波器的前端電路和AD及后面的采集系統(tǒng),比較適合低壓,對(duì)信號(hào)的精度比較好,失真度低。
差分探頭一般適合高壓,擁有絕對(duì)的安全性優(yōu)勢(shì),而且差分探頭可以改善測(cè)量質(zhì)量,它提供了均衡測(cè)量輸入電容,可以安全地測(cè)量電路中任何點(diǎn)之間的電壓。和隔離示波器相比來說,就是測(cè)試電壓和波形保持還原度,測(cè)試噪聲的區(qū)別。高壓用差分,低壓用隔離示波器。但是也不是絕對(duì)的,得看具體的測(cè)試環(huán)境來定。差分探頭可應(yīng)用于浮地電壓測(cè)量、強(qiáng)電或高壓隔離測(cè)量、開關(guān)電源設(shè)計(jì)、UPS電源、 變頻器、電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)、感應(yīng)加熱﹑電磁爐、電工實(shí)驗(yàn)和電力傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)等
A-B偽差分測(cè)法,一個(gè)示波器通道測(cè)量測(cè)試點(diǎn)“正極”,另一個(gè)示波器通道測(cè)量測(cè)試點(diǎn)“負(fù)極”。然后通過示波器的數(shù)學(xué)功能,將兩個(gè)通道相減,也能得出需要的波形。但這種測(cè)量方法只適合共模信號(hào)的幅度與差模信號(hào)相同或更低時(shí),且共模成分是直流電或50Hz這樣的低頻電源線的應(yīng)用。
什么是浮地測(cè)量?要知道所有的電壓測(cè)量都是測(cè)量2個(gè)點(diǎn)之間的電壓差,因此所有的電壓測(cè)量其實(shí)都是差分測(cè)量。而電壓測(cè)量,一種是參考地電平測(cè)量的,一種是非參考地電平測(cè)量的,這種非參考地電平測(cè)量的就是浮地測(cè)量。前面說的把示波器供電處的接地端斷開,或者使用電池供電的示波器,就都是浮地測(cè)量。當(dāng)然,安全隱患前面也說了,除了存在使用人員觸電隱患,示波器地電位高壓浮動(dòng),還可能導(dǎo)致示波器故障,造成測(cè)量誤差。
示波器電源用隔離變壓器隔離供電是另外一個(gè)測(cè)量浮地電壓的安全的方法,隔離變壓器沒有到地的電阻路徑,對(duì)泄漏電流異常靈敏的應(yīng)用來說,是一個(gè)不錯(cuò)的選擇,但是也額外增加了成本,而且隔離變壓器很大,不便攜。
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示波器
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