为什么我们需要隔离变压器来连接示波器?


48

我的教授一直坚持要求我通过隔离变压器为示波器供电。这有什么必要?如果不连接,会有什么风险? 在此处输入图片说明



11
您的教授可能想回顾一下他们对接地测试装置的理解。我意识到试图将这一点传达给一位教授是一件很麻烦的事,但这就是烤范围/烤学生的可能性。
Anindo Ghosh 2013年

3
这是一个荒谬的假设,当用户生命受到威胁并且仍然存在许多杀死范围的方法时,浮动范围将以某种方式保护它。隔离的差分探头将确保示波器用户安全。什么近视傻瓜。
亚当·劳伦斯

2
我认为任何如此容易销毁的瞄准镜(除了熔断保险丝之外),其价格都应低于12000美元,或者扔进垃圾箱。
Phil Frost 2013年

2
在刚开始的电子实验室中,这必须是一个常见且令人沮丧的问题。实际上,学生肯定会在某些时候将接地线固定在某个地方。该怎么办?也许将被测设备接地故障?
Bobbi Bennett 2013年

Answers:


69

切勿使示波器与隔离变压器浮动!这是您教授的鲁ck和危险的建议,他/她需要进行现实检查。

进行需要隔离的工作的公认程序是隔离被测设备,而不是被测设备。

为什么?

  • 容易记住,被测单元是不安全的,需要谨慎处理,而不是示波器
  • 如果将通信电缆连接到浮动示波器(USB,GPIB,RS232),请猜测是什么-它不再浮动。(所有这些电缆都有接地参考回路)
  • 一旦您将浮动示波器连接到电位,示波器上所有裸露的金属现在都处于该电位。重大电击危险。

如果您不能使被测设备浮动,请使用隔离的差分探头进行测量,并使UUT和示波器都接地。没有任何测量值得承担安全风险。

在这种情况下,由电池供电的示波器似乎是个好主意,但前提是它具有专用的隔离输入。具有非隔离输入的电池供电的普通示波器仍然会遇到裸露的金属浮到您连接到地面的任何电位的问题。因此,所有有关电池操作示波器的手册明确指出“即使不使用电池,该示波器也必须始终接地”-如果您选择忽略这一点,后果自负。具有良好隔离输入的示波器仍应接地。从本质上讲,这等效于使用具有普通示波器的外部隔离式差分探头。

我专职从事电力电子工作,在工作台上有数万美元的实验室设备。如果有人被发现漂浮在其范围内,则测试工程团队会立即纠正该漂浮物,抓住漂浮物的手段(多数情况下这是一根已移除接地插脚的电源线)-可能会受到纪律处分。许多高级/主要工程师通过尝试浮动测试设备而忘记了GPIB接口,从而炸掉了他们的PC和与GPIB连接的整套台式仪器。(尚无人死亡-值得庆幸的是)


2
电池供电的示波器呢?
Abdullah kahraman 2013年

2
我将其添加到答案的正文中。
亚当·劳伦斯

2
我认为他们对示波器损坏更为谨慎(它的成本约为12,000美元)。
2013年

2
@noufal你的生命对你有多少价值?您的学校可能仅根据他们完成学位所获得的额外金钱来评价您;我认为您的自我价值要高得多。
Dan Neely 2013年

关于工程师的事情,很多话是不能做的,但是为什么呢 ……

31

示波器探头上的鳄鱼夹:

范围探头

图片来源

通过电源线连接到地面。如果将其钳位到没有地电位的物体上,则会产生大电流,并且事情会蓬勃发展。

就是说,示波器上的隔离变压器是行不通的。工程师建立这样的示波器是有原因的,它与安全性和噪声性能有关。最好隔离被测设备,让示波器按设计工作。

请记住,该接地夹也已连接到示波器的金属机箱。您可能会触摸它。您也有可能接触地球。因此,请考虑以下电路:

原理图

模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图

scope1允许来自被测设备(UUT)的危险电流流过您并流至地面。你完蛋了。

由于UUT意外接地,示波器2可能已损坏,或者可能烧断了保险丝。但是,您会活下来,因为与地线相比,您对地的阻抗要高得多。这就是为什么它被称为安全地带

如果您只是避免将接地线夹到任何非大地电位的地方(范围3),那么就不会有繁荣。只要确保不要犯任何错误!

如果您想保护自己,UUT和示波器免受错误影响,那么正确的选择是使用隔离的限流电源(范围4)。在隔离和安全地之间,自杀将更加困难(但并非不可能)。如果您确实错误地短路了某件东西,则电流限制会生效,并可能避免对任何东西造成永久性损坏。


只是为了确认我的理解……您是说探头的鳄鱼针与通过示波器的交流主电源地电位相同。如果它接触到测试电路中电位不为零的任何部分,则有可能有电流流过,从而使该路径接地。这会损坏测试中的电路/单元。因此最好隔离被测设备。我对吗 ?否则请纠正我…
noufal

否。浮动范围的问题是它将被放弃,并且在下次使用时仍将浮动。意识到您已经遗忘了一些东西,而下一个家伙可能会遭受致命的打击,这真是令人恐惧的恐惧。漂浮您的被测设备,然后在发现/测量故障时使其安全。这是一个很好的习惯。
汤匙

1
也许应该注意的是,此处防止设备损坏的正确方法是限流交流电源。然后,您不会听到汽化(保险丝,如果幸运的话)的感觉,而只是听到电源限制继电器启动时电源中的继电器发出喀哒声,您会觉得“哎呀!”。并提醒自己在将示波器探头连接到何处时要格外小心。
Phil Frost 2013年

1
@noufal如果您的被测设备具有桥式整流器,则将示波器的接地端连接到“初级回路”(桥输出的低端,通常是所有初级电路的参考),这意味着示波器接地,探头导线和示波器在中性和初次回路之间分流了桥式整流器,使危险的交流电通过仪器进入(这并不意味着要像这样处理功率)。
亚当·劳伦斯

1
@noufal根据我的经验,将示波器挂接到没有隔离的主要返回值是导致示波器和测试设备被炸的第一原因。
亚当·劳伦斯

1

两种方法都可能适用(不同的赞成和反对意见)。当设备消耗大量功率(功率电子设备驱动XY kW的大功率电子设备)时,有时很难为被测设备布置隔离变压器。在这种情况下,隔离示波器可能是有道理的,因为隔离变压器可能很小而且很便宜。

LMA


-1

尽管您说的是可能的,但您和您的教授没有看到与该设置有关的所有其他问题。其他人都没有错,他们告诉您如何尽可能以一种更安全的方式来养成习惯。一般情况下,您的教授是不正确的,或者您可能误解了教授。


-2

教给我的是同样的事情...关于AC / RF电流,请将信号源与O-Scope隔离。为什么?

范围是:

  1. 查看波形。
  2. 许多示波器无法处理高压,会炸毁示波器。
  3. 您不想降低电路负载。
  4. 射频成示波器!根本不是一件好事。
    旁注:某些示波器可能内置有隔离电路。
  5. 是的,当插入隔离变压器时,您将需要做更多的数学运算-并非所有的xformer都是精确的1:1。
  6. 请记住,如果考虑到您的工作,信号将被反相。
  7. 哦,请阅读示波器手册,它将/应该告诉您最大输入电压可以是多少。
  8. 无能为力-阻抗-在晶体管和简单地构建具有高输入阻抗的VOM的能力之前要三思而后行:我们的VTVM具有很高的阻抗(100,000,000 Z)。使用这些设备是为了不降低被测电路的负载。

好-我需要喝完咖啡。请输入更多。


2
在第2点:使用正确的电压探针。关于第4点:示波器通常可以达到1 GHz或更高的输入频率,我想您会同意RF。还是您说的不是RF射频?
安德鲁·莫顿

-4

这位教授似乎是对的,有时在电路测试期间,如果碰巧我们不得不分析输入电源波形,并且系统具有2针电源线,则相位和中性方向可能会发生变化,因为dso的BNC接地已连接至将2针电源线的变化接地可能会将用于探针参考的电路中性点/相线连接到接地,引线短路


3
教授错了。您始终在设备上使用隔离变压器,切勿在示波器上使用隔离变压器。
JRE
By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.