示波器安全使用原則與規(guī)范

ID:689795 · 發(fā)表于 2020-4-8 18:03

在學(xué)習(xí)使用示波器前，我們應(yīng)該要學(xué)習(xí)在使用示波器的過程中，會有哪些安全隱患存在，以及我們該如何規(guī)避這些不安全的操作。今天我們就來了解下示波器的一些安全使用原則。

我們先來看看說明書上是怎么說的：

只有受過專業(yè)培訓(xùn)的人員才能執(zhí)行維修程序
避免起火和人身傷害
使用合適的電源線。請使用本產(chǎn)品專用并經(jīng)所在國家/地區(qū)認(rèn)證的電源線
正確連接和斷開探頭。正確連接儀器探頭，探頭的接地端為地相位。當(dāng)探頭或測試端連接到電壓源上時請勿插拔；將探頭與測試儀器斷開前，請將探頭輸入和探頭基準(zhǔn)導(dǎo)線與電路斷開
將產(chǎn)品接地。為避免電擊，必須將儀器通過接地導(dǎo)線與大地相連
查看所有終端額定值。為避免起火和過大電流的沖擊，請查看產(chǎn)品上所有的額定值和標(biāo)記說明。在連接產(chǎn)品前，請先查看產(chǎn)品手冊，了解額定值的詳細(xì)信息
使用正確的探頭。為避免過大電流的沖擊，請使用正確的額定探頭進(jìn)行測量
斷開交流電源。適配器可以斷開交流電源，用戶必須能隨時觸及適配器
請勿拆機(jī)運(yùn)行。如外蓋或面板已卸下，請勿操作
懷疑產(chǎn)品出現(xiàn)故障時，請勿進(jìn)行操作。如果懷疑本產(chǎn)品損壞，請讓指定的維修人員進(jìn)行檢查
正確對電池進(jìn)行充電。按指定的電源適配器和推薦的充電周期對電池進(jìn)行充電
避免接觸裸露電路。產(chǎn)品接通電源時，請勿接觸任何裸露的接點(diǎn)和部件
保持良好的通風(fēng)
請勿在潮濕的環(huán)境下使用
請勿在易燃易爆的環(huán)境下使用
請保持產(chǎn)品表面的清潔和干燥

在示波器通道口附近，寫有ALL INPUTS 1MΩ//14pF 300Vrms CAT I

他的含義是所有通道輸入阻抗是1MΩ，輸入電容是14pF，最大輸入電壓有效值為300V，CAT是安全等級分類，根據(jù)國際電子電工委員會IEC1010-1的定義，把工業(yè)工作的區(qū)域分為四個等級，分別是CATI，CATII ，CATIII ，CATIV，每個等級定義不同。

測量類別

CAT I 電子設(shè)備負(fù)載

CAT II 單項接收的負(fù)載，電氣設(shè)備負(fù)載

CAT III 三相電的配電，分配端，包括單項照明電

CAT IV 三相電落地的總輸入/接入端口，任何在戶外的導(dǎo)體

在CAT I，CAT II區(qū)域里，最高受到600V的電壓沖擊，儀器不會對人體安全產(chǎn)生威脅。

300Vrms也意味著在 IEC 類別 I 安裝條件下，可以將輸入終端連接到其線電壓最大值為 300Vrms 的電路接線端。為避免電擊的危險，請不要將輸入端連接到線電壓超過 300Vrms 的電路。

何為IEC 類別 I設(shè)備？

這類設(shè)備具有金屬外殼，但它除靠一層基本絕緣來防電擊外還另有補(bǔ)充措施，即它具有經(jīng)PE線接地的手段。這樣當(dāng)基本絕緣損壞帶電導(dǎo)體碰設(shè)備金屬外殼時，外殼電位因接地而大大降低，同時經(jīng)PE線構(gòu)成的接地通路也可使產(chǎn)生的接地故障電流返回電源，這時回路上的防護(hù)電器即可檢測出故障電流而及時切斷電源。這類設(shè)備具有機(jī)械強(qiáng)度高的金屬外殼和簡單有效的防電擊措施，它有較大的適用范圍，額定功率不受限制，得到廣泛應(yīng)用。

實(shí)際上，示波器能測多大電壓往往取決于用什么探頭，如下圖示波器配合標(biāo)配的10X探頭最高可以測600V pk，選配的100X高壓探頭T3100C, 耐壓可達(dá)2KV pk。600V的電壓經(jīng)過10倍衰減輸入示波器后，只剩60V，因此不會對示波器造成傷害。

所以，在測試的時候，還要檢查探頭衰減與示波器通道衰減倍數(shù)設(shè)置是否一致，否則會引起讀數(shù)錯誤。

除了在進(jìn)行測試前，應(yīng)估算被測信號的幅度大小之外，我們也應(yīng)確認(rèn)示波器的量程范圍和示波器的基線是否對齊零點(diǎn)。如圖可知，在1X檔位下，最大垂直檔位是10V，示波器縱坐標(biāo)上一共是10格，所以此時最大量程是100V，其他檔位下同理。而如果示波器的基線沒有對齊零點(diǎn)，則需要對示波器進(jìn)行自校準(zhǔn)，這種情況一般出現(xiàn)在長時間沒有使用示波器，或者所處環(huán)境溫度、海拔高度出現(xiàn)了比較大的變化時候。

示波器可在沒有直接連接到主電源市電的電路上進(jìn)行測量。例如，沒有從主電源引出的電路，或者雖然從市電引出，但經(jīng)過了特殊保護(hù)（內(nèi)部）的電路。在后一種情況下，瞬間應(yīng)力會發(fā)生變化；因此，用戶應(yīng)了解設(shè)備的瞬間承受能力。瞬間過電壓在與主電源隔離的電路中存在。麥科信STO系列數(shù)字示波器的設(shè)計可安全地承受偶發(fā)的最大1000Vpk的瞬間過電壓。不要使用示波器在瞬間過電壓超過這個值的電路中測量。

采用示波器測試高壓電路時，要特別注意安全。要站在絕緣物上，單手操作，不要觸及設(shè)備和其他接地物體，更不要接觸高壓測試點(diǎn)。接探頭時，先切斷高壓測試電路電源，接好后，再進(jìn)行測試。示波器安全使用中最重要的一點(diǎn)毫無疑問當(dāng)屬可靠的接地，可靠接地可以有效避免示波器外殼金屬部分帶電（如BNC接口），同時在測量時也更加安全。

示波器通道的探頭地，從安全考慮，最好只接一個，因為示波器通道之間往往不是隔離的，示波器內(nèi)部通道往往共地，并且接在地電平上。如測量高頻信號的時候如果確實(shí)需使用兩個地線夾，則一定要保證兩個地線夾連的都是地電平。

如下圖所示測量市電的時候，就會造成對地線的短路，從而引發(fā)跳閘等問題。

有些工程師在測量高壓信號時，往往習(xí)慣性地把電源插頭的保護(hù)地斷開，然后使用普通無源探頭直接進(jìn)行測量，也就是我們所說的浮地測量方式。但這種測量方式其實(shí)存在安全隱患，可能會使得示波器外殼金屬部分帶電，人體不小心觸碰到有觸電危險。如果要用示波器探頭測量浮地信號，最好當(dāng)然是是采用差分探頭，如果沒有條件可以用兩探頭信號相減的辦法。而示波器探頭不接地可能會導(dǎo)致電路錯誤或短路。

如下圖通道一（黃色）和通道二（藍(lán)色）分別測量的是零線和火線，通道三（粉色）是直接采用差分探頭測出的市電波形，通過示波器數(shù)學(xué)通道（紅色）相減后也可以得出市電波形。

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