使用示波器請遵循安全用電規則

在示波器的各種資料中，安全須知通常放在首章節，提醒您：用電安全，請規范操作。在使用示波器前，首先要了解，在使用示波器的過(guò)程中，會(huì )有哪些不安全操作呢？我們該如何規避這些不安全的操作？具體請看下文舉例。

一、不安全操作之浮地測量

有些工程師會(huì )有這樣的一個(gè)習慣：當要測量高壓信號時(shí)，習慣性的把電源插頭的保護地斷開(kāi)，使用普通無(wú)源探頭直接進(jìn)行高壓的浮地測量。實(shí)際上這么做還是有危害的。

常見(jiàn)現象舉例：觸摸示波器外殼感覺(jué)到觸電

檢查：1.示波器電源地是否人為斷開(kāi)或接觸不良；2.換個(gè)插排；3.所在的大樓地未接好。

原因：Y電容是跨接在電源的火線(xiàn)和地線(xiàn)，零線(xiàn)和地線(xiàn)的電容，如圖1所示，主要起到濾波保護的作用，并抑制共模干擾，其屬于安規電容，電容器失效后不會(huì )導致電擊，不會(huì )危及人身安全。當電源插頭的保護地斷開(kāi)時(shí)，220V電壓經(jīng)Y電容分壓，中間110V電壓直接加在示波器金屬外殼上，當人觸碰到帶電區域時(shí)則會(huì )發(fā)生被針扎一樣的觸電現象，雖不會(huì )危及人身安全，但是也屬于危險操作。

圖1 電源電路原理圖

二、不安全操作之拿起探頭就接線(xiàn)測量

常見(jiàn)現象舉例：跳閘/被測電路板被燒穿/示波器或探頭被燒毀

檢查：1.被測信號的地與示波器校準信號的地是否共地；2.測量市電時(shí)是否直接用單一無(wú)源探頭進(jìn)行測量。

分析原因之前先了解什么是市電，以及供電線(xiàn)路的組成。我國市電（居民用電）規格為交流220V@50Hz，供電線(xiàn)路即電源三插頭中的電線(xiàn)由火線(xiàn)、零線(xiàn)和地線(xiàn)組成，具體如圖2所示。

l火線(xiàn)（L）：也稱(chēng)相線(xiàn)，由發(fā)電站或變電站提供，電壓220V，人體接觸會(huì )有危險；

l零線(xiàn)（N）：為火線(xiàn)提供回路，在發(fā)電站或變電站端接地；由于是遠端接地，因此在居民樓用戶(hù)端電位不一定為零，可能帶弱電，但相對安全；

地線(xiàn)（E）：零電勢參考點(diǎn)，在居民樓用戶(hù)端接大地，零電壓，絕對安全。

圖2 三線(xiàn)的關(guān)系

原因：電源系統測試中經(jīng)常要求測量三相供電中的火線(xiàn)與火線(xiàn)，或者火線(xiàn)與零（中）線(xiàn)的相對電壓差，而普通數字示波器所有通道共地，相互間不隔離。所有施加到示波器上以及由示波器提供的信號都具有一個(gè)公共的連接點(diǎn)，該連接點(diǎn)通常是示波器機殼通過(guò)使用交流電源設備電源線(xiàn)中的第三根導線(xiàn)地線(xiàn)，將探頭地線(xiàn)連到一個(gè)測試點(diǎn)上。如果這時(shí)使用單端探頭測量，那么單端探頭的地線(xiàn)與供電線(xiàn)直接相連，后果將會(huì )是短路。

三、規范操作

1.接線(xiàn)測量前對“地”自檢

接線(xiàn)前我們如何判斷探頭上的地能否直接接被測板子的地呢？很簡(jiǎn)單，三個(gè)步驟實(shí)現自檢：

準備工具：被測板子、萬(wàn)用表、示波器

（1）準備：萬(wàn)用表開(kāi)啟，選擇交流最大檔；

（2）接線(xiàn)：示波器和被測板子分別接好電源，暫不通電；萬(wàn)用表的表筆一端接示波器校準信號的地，另一端接被測板子的地。簡(jiǎn)易接線(xiàn)圖如圖3所示；

（3）測量：各自通電，測量交流值。

此時(shí)若測量數值不為0，則說(shuō)明被測板子與示波器的地之間有壓差，示意圖如圖4所示。則不能直接用單一無(wú)源探頭地夾連接被測板子上的地。

圖3 測量壓差接線(xiàn)圖

圖4 當存在壓差時(shí)不能直接將兩“地”相連

1.“A-B”偽差分測市電

采用普通無(wú)源探頭應用“A-B”法對市電進(jìn)行測量時(shí)，應將兩通道探頭的負端（地）均接至電源地線(xiàn)，一個(gè)通道的探頭探針（正端）接零線(xiàn)，另一個(gè)通道的探頭探針（正端）接火線(xiàn)（如圖5左所示），則兩通道的測量差值即為市電波形。

但該方法會(huì )有測量誤差，在信號時(shí)低頻信號，信號幅度足夠大，能夠超過(guò)任何擔心的噪聲情況下，可以采取這種方法。

圖5 測量市電推薦接線(xiàn)圖

1.最佳測量法：使用高壓差分探頭

使用高壓差分探頭進(jìn)行測量是既安全又能使測量結果準確的方法。浮地測量和測市電（接線(xiàn)圖如圖5 右所示）的最佳解決辦法就是使用高共模抑制比的差分探頭，因為兩個(gè)輸入端都不存在接地的問(wèn)題，兩路輸入信號的差分運算在探頭前端放大器完成，傳輸到示波器通道的信號是已差分后的電壓，可實(shí)現安全的測量。

ZP1500D高壓差分探頭由我司自主研發(fā)，探頭標配的50×和500×檔位下都可切換5M和100M帶寬，衰減比和帶寬檔位靈活搭配使用，助您實(shí)現低頻信號和高速信號的測量。

圖6 ZP1500D高壓差分探頭

四、小結

高壓差分探頭雖然相比普通無(wú)源探頭價(jià)格更昂貴，但在測量高壓信號時(shí)，能確保測量結果更準確且更安全，市電和浮地測量推薦使用。示波器作為生活中常用的測量?jì)x器，我們應遵循安全用電規則，進(jìn)行規范的接線(xiàn)操作，避免事故發(fā)生。