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选择隔离示波器还是差分探头

来源:爱站旅游
隔离示波器与差分探头相关知识有时候示波器测量存在电势差的电路系统往往是危险的,这种危险可能来源于设备内部的短路,也可能来⾃电势本身。作为技术⼈员或者电⼦⼯程师,我们经常会遇到这样的⼀些测量的困难,⽐如测量三相电,亦或测量市电供电的被测体,其地线连接着电源,⽽同时示波器的各个通道也是共地的,并且连接着电源。那当我⽤示波器测试信号的时候,我该如何接地来避免短路呢?

对于这个问题,也许有的⼈会说,把示波器供电处的接地端断开就可以了。但是这样可能会导致探头夹⼦和示波器⾦属部位带电,从⽽存在安全隐患。

这个时候⼀般有5种解决⽅案。第⼀是使⽤带隔离通道的示波器,另外⼀种是使⽤差分探头来进⾏测量。或者采⽤A-B伪差分测法,或者采⽤浮地测量,或者示波器电源⽤隔离变压器隔离供电。

隔离示波器,通道和通道之间,每条通道相互单独隔离,同时与其它⾮隔离器件隔离。隔离示波器往往搭配专⻔设计的⽆源探头,这种探头在BNC扣上的连接是绝缘的,⽤以防⽌发⽣触电。隔离示波器是隔离示波器的前端电路和AD及后⾯的采集系统,⽐较适合低压,对信号的精度⽐较好,失真度低。

差分探头⼀般适合⾼压,拥有绝对的安全性优势,⽽且差分探头可以改善测量质量,它提供了均衡测量输⼊电容,可以安全地测量电路中任何点之间的电压。和隔离示波器相⽐来说,就是测试电压和波形保持还原度,测试噪声的区别。⾼压⽤差分,低压⽤隔离示波器。但是也不是绝对的,得看具体的测试环境来定。差分探头可应⽤于浮地电压测量、强电或⾼压隔离测量、开关电源设计、UPS电源、 变频器、电⼦镇流器设计、电机驱动设计、感应加热﹑电磁炉、电⼯实验和电⼒传动实验等

A-B伪差分测法,⼀个示波器通道测量测试点“正极”,另⼀个示波器通道测量测试点“负极”。然后通过示波器的数学功能,将两个通道相减,也能得出需要的波形。但这种测量⽅法只适合共模信号的幅度与差模信号相同或更低时,且共模成分是直流电或50Hz这样的低频电源线的应⽤。

什么是浮地测量?要知道所有的电压测量都是测量2个点之间的电压差,因此所有的电压测量其实都是差分测量。⽽电压测量,⼀种是参考地电平测量的,⼀种是⾮参考地电平测量的,这种⾮参考地电平测量的就是浮地测量。前⾯说的把示波器供电处的接地端断

开,或者使⽤电池供电的示波器,就都是浮地测量。当然,安全隐患前⾯也说了,除了存在使⽤⼈员触电隐患,示波器地电位⾼压浮动,还可能导致示波器故障,造成测量误差。

示波器电源⽤隔离变压器隔离供电是另外⼀个测量浮地电压的安全的⽅法,隔离变压器没有到地的电阻路径,对泄漏电流异常灵敏的应⽤来说,是⼀个不错的选择,但是也额外增加了成本,⽽且隔离变压器很⼤,不便携。

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