“ 我在新手工程師的時(shí)候，曾用普通高阻無源探頭測試浮地信號，一開機(jī)就火花四濺，發(fā)生短路炸機(jī)。后來查找資料才想明白了原因。這一篇介紹示波器安全使用注意事項(xiàng)，接地的正確方法，浮地測量注意事項(xiàng)。”

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示波器的接地

示波器接地和市電零線、火線、地線的關(guān)系，如圖1.

圖1.

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

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

地線：零電勢參考點(diǎn)，在居民樓用戶端接大地，零電壓，絕對安全。

示波器接地意味著把示波器連接到電氣中性的參考點(diǎn)上，把示波器三頭電源線插到連接接地裝置的插座上，實(shí)現(xiàn)示波器接地。示波器接地對人身安全時(shí)必須的，如果高壓接觸沒有接地的示波器機(jī)箱，會(huì)發(fā)生電擊。而示波器正確接地時(shí)，電流回通過接地路徑傳送到接地裝置上，而不是通過用戶身體傳送到接地裝置上。示波器需要與測試的任何電路共享相同的接地。

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示波器接地不良造成的電源干擾

如圖1， 一般采用金屬屏蔽外殼的臺式儀表都使用單相三線制的電源線，其電源線的三個(gè)接觸點(diǎn)分別連接火線，零線，和地線，地線通常是與大地連接在一起。如果地線連接不良，除了安全風(fēng)險(xiǎn)，還會(huì)造成電源干擾。

如圖2，典型的交流電源輸入端的濾波電路，濾波電容CY1和CY2主要提供共模噪聲的泄放回路。如果GND沒有連接大地，會(huì)造成電源產(chǎn)生的共模噪聲無法泄放。這種情況在探頭斷開測試設(shè)備時(shí)，還能看到示波器有干擾信號，如圖3.。這種干擾一方面影響測試的精度，另一方面在測試一些高阻抗，敏感電平信號的電路時(shí)，還會(huì)影響電路正常工作。

圖2. 電源前端濾波電路

圖3. 接地不良的干擾

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示波器測量非隔離電路的方法

如圖4，普通的示波器與市電沒有隔離，外殼金屬端與探頭的負(fù)端（地）均與地線相連，當(dāng)用示波器直接對零線火線測量時(shí)，就會(huì)間接地把零線或火線對地線短路（等效于圖中紅色虛線）。

圖4.

使用示波器測試直接接市電的電路板時(shí)，雖然不是直接測試市電，但同樣的道理，市電會(huì)通過電路板的線路與示波器的地線相連，進(jìn)而連接到大地的地線E，同樣導(dǎo)致零線或火線對地線短路，非常危險(xiǎn)。

而對于這種場景：示波器直接接市電，電路板接AC Source，此時(shí)對電路板進(jìn)行測量，甚至測量AC Source的輸出電壓也不會(huì)有故障保護(hù)出現(xiàn)的情況，是因?yàn)锳C Source本身就是一個(gè)隔離電源，其輸出的AC電源實(shí)際上已經(jīng)跟市電隔離開來，因此示波器地線與其相接時(shí)不會(huì)產(chǎn)生短路回環(huán)，造成故障的出現(xiàn)。

除了如上錯(cuò)誤的測試方法，我們可能會(huì)想到將示波器的電源地線人為斷開或者使用隔離變壓器的方法對示波器供電，達(dá)到斷開測試環(huán)路的目的，但這種方法屬于“浮地”測試，同樣不予推薦。如圖5：

圖5.

浮地測量時(shí)，示波器外殼金屬端和探頭接地端帶有同等電平。當(dāng)測量市電時(shí)，外殼可能帶有220V電壓，人體一旦接觸到示波器外殼，電流會(huì)經(jīng)過人體流入大地，非常危險(xiǎn)。如圖6.

圖6.

推薦浮地測量的方法：

• A-B偽差分測量

• 使用高壓差分探頭