为什么我们需要隔离变压器来连接示波器?

电器工程 电源 变压器 示波器
2022-01-09 01:34:55

我的教授总是坚持让我通过隔离变压器为示波器供电。这有什么必要性?如果我不连接它有什么风险? 在此处输入图像描述

4个回答

你不应该用隔离变压器浮动示波器!这是您教授的鲁莽和危险的建议,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单元,而不是测试设备。

为什么?

  • 更容易记住被测单元是不安全的,需要谨慎处理,而不是你的示波器
  • 如果您将通信电缆连接到您的浮动示波器(USB、GPIB、RS232),您猜怎么着——它不再是浮动的了。(所有这些电缆都有以地为参考的回路)
  • 一旦您将该浮动示波器连接到电位,示波器上所有暴露的金属现在都处于该电位。重大电击危险。

如果您无法浮动被测设备,请使用隔离差分探头进行测量,并使 UUT 和示波器都接地。没有任何测量值得冒安全风险。

在这种情况下,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金属浮动到您将接地连接到的任何电位的问题。这就是为什么所有电池供电示波器的手册都清楚地说明“此示波器必须始终接地,即使您正在耗尽电池” - 如果您选择忽略这一点,则风险自负。作为一种良好做法,具有专用隔离输入的示波器仍应接地。它本质上相当于使用带有普通示波器的外部隔离差分探头。

我在电力电子领域全职工作,我的工作台上有数万美元的实验室设备。如果发现有人在他们的范围内浮动,测试工程团队会立即纠正浮动,并扣押浮动装置(通常这是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,从而炸毁了他们的 PC 和整套 GPIB 连接的台式仪器。(还没有人死——谢天谢地)

示波器探头上的鳄鱼夹:

范围探头

图片来源

通过电源线连接到大地。如果你把它夹在没有地球电势的东西上,你会得到一个大电流,事情就会变得繁荣起来。

也就是说,示波器上的隔离变压器不是要走的路。工程师们建造这样的示波器是有原因的,它与安全和噪音性能有关。最好隔离被测设备,让示波器按设计工作。

请记住,接地夹也连接到示波器的金属底盘。你很可能会碰它。你也很可能正在接触地球。所以考虑这些电路:

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

scope1 允许来自被测单元 (UUT) 的危险电流通过您流向地面。你完蛋了。

示波器 2 可能已损坏,或者可能只是熔断了保险丝,因为 UUT 已意外接地短路。但是,你会活下去,因为你对地的阻抗比电线上的接地引脚高得多。这就是为什么它被称为安全地

如果您只是避免将接地线剪断到任何不处于地电位(范围3)的地方,那么就没有任何事情发生。只要确保不要犯任何错误!

如果您想保护您、UUT 和示波器免受错误,那么正确使用的是隔离的限流电源 (scope4)。在隔离和安全地之间,自杀会更难(但并非不可能)。如果您错误地将某些东西短路,电流限制就会启动,并可能避免对任何东西造成永久性损坏。

两种方法都可以应用(具有不同的赞成和反对)。当设备消耗大量功率(驱动大电机 XY kW 的电力电子设备)时,有时很难为被测设备安排隔离变压器。在这种情况下,隔离示波器可能是有意义的,因为隔离变压器可以非常小且便宜。

LMA

虽然您所说的都是可能的,但您和您的教授并没有看到与该设置相关的所有其他危害。其他人并没有错,他们已经告诉你如何以一种更安全的方式来做,如果可能的话,这是一种习惯。作为一般做法,您的教授是不正确的,或者您可能误解了您的教授......最有可能但无法证明。