非接触式电压测试仪如何工作?

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2022-01-15 04:18:46

非接触式电压测试笔如何检测电压和/或电流?它们是否仅限于特定范围或类型(AC 或 DC)的电压?

以下是我进行的一些导致这个问题的实验:使用我花了几块钱买的便宜笔,我可以在美国插座中检测到通常的 120V 交流电,但我也能够检测到连接 USB 电缆的电压智能手机的开关电源(这种设置通常被称为给手机充电)。当然,这里所讨论的电压是直流电压,纹波可以忽略不计。我还注意到,虽然检测器可以检测到手机充电器电缆的 5V,但它无法检测到 USB 键盘电缆中的电压。这两种情况之间的唯一区别是当前水平,也许还有一些小的信号差异。

最后一个问题:在什么电压/电流情况下,您必须使用电流钳传感器而不是非接触式电压检测器来仅以非侵入方式检测电源的存在?

4个回答

它们通过电容感应带电导体上的交流电压来工作。他们只适用于交流电。

它显然是对 USB 电缆上的一些变化信号作出响应(由于手机中开关稳压器的电流消耗不同,可能是“接地反弹”。(USB 电缆通常被很好地屏蔽,所以这就是所有可能存在的东西。

由于拾音器是电容性的,频率越高,它就越敏感(如果它使用的放大器则达到频率限制),因此 60Hz 的 100V 产生与 600Khz 的 10mV 相同的输出信号幅度

如果充电器有固定电缆(不使用可拆卸的 USB 电缆),那么它可能没有被屏蔽,信号可能来自电源本身。

电流钳用于测量有多少电流流过单个导体(例如,指示电路不仅带电而且还在使用中),因为您需要分离电缆的各个导体,您通常在接线盒或其他打开电缆的地方使用它们。在捆绑电缆上使用电流夹通常会给你一个零读数(除非有某种电气故障)

你需要意识到有两个不同的东西:电压和电流。即使没有任何连接,插座中也存在电压(因此您可以有电压但没有电流)。或者,中性线处于 0V 地电位,但您可以有大电流流过它。

电压产生电场,而电流产生磁场。因此,根据其结构,您可以拥有对静电场敏感的设备(因此是直流检测器)和仅对交变电场敏感的设备(交流检测器)。这同样适用于磁场检测器,例如电流钳传感器中的那些。

因此,如果您只需要测量有害电压的存在,您将使用电压检测器,而不是电流钳(如果此时没有设备从电源汲取电流,则电流钳将指示 0 A)。实际上,例如,如果你要剪断一根电线,你应该首先测量两者:它对地没有有害电压,并且没有电流流过它。

非接触式电压测试笔如何检测电压和/或电流?它们是否仅限于特定范围或类型(AC 或 DC)的电压?

它们依赖于将它们限制为交流的电容耦合,并且它们通常设计用于电源电压。你的身体是一个大物体,对地有一些电容。这会从带有交流电压的物品,通过测试仪,通过您的身体和通过电容接地形成一个(非常弱的)电路。

我还注意到,虽然检测器可以检测到手机充电器电缆的 5V,但它无法检测到 USB 键盘电缆中的电压。这两种情况之间的唯一区别是当前水平,也许还有一些小的信号差异。

错误的!

为了抑制开关模式电源的电磁干扰,必须在输入和输出端之间放置电容。

在 1 类(接地)电源中,接地用作输入和输出之间的屏障,方法是将输出连接到电源接地或将电容分成串联的两部分,一部分位于输出和电源接地之间,一部分位于电源接地之间电源接地和电源带电/零线。

在 2 类(不接地)电源中,电源接地不可用,因此不能用作屏障。结果是输出通常处于相对于大地的显着电压(常用电源电压的一半)。如果电源设计得当,这不应该是安全隐患,因为电容器具有高阻抗(低电容),因此尽管开路电压很高,但“触摸电流”却很低。电容器将是特殊的安全类型,因此电容器发生短路故障的可能性极小。

作为一般规则,PC 电源是 1 类,而智能手机电源砖是 2 类。这就是为什么您的测试仪在为手机充电的电缆上亮起,而不是在键盘电缆上亮起的原因。

最后一个问题:在什么电压/电流情况下,您必须使用电流钳传感器而不是非接触式电压检测器来仅以非侵入方式检测电源的存在?

没有万无一失的方法来非侵入式地检测电。特别是在处理多芯电缆而不是单根电线时。

关于何时使用电流钳传感器的最后一个问题:
电流钳允许以微创方式测量导体中的电流。您不使用它们来检查电缆是否带电,而是例如查看负载的电流消耗。
如果钳位使用变压器原理,那么您只能测量交流电。
基于霍尔效应的钳位允许测量交流和直流。有一些钳位,通常最大频率约为 500 kHz,用于连接示波器。这允许详细分析负载或源的行为。

请注意,非接触式电压检测器是寻找带电电线的不可靠方法。它不会测量实际电压,也不会让您区分不同的相位。