示波器怎样测220V?可以直接测零火线吗?

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热心网友

用示波器测量220V市电最容易发生的问题:

1、测量时跳闸;

2、人不小心触电;

3、测量时把示波器烧了

今天我们就来讲一讲为什么会发生这些问题并如何避免。


220V市电与示波器的供电关系:

220V市电通常与我们直接相关的有三根线:火线、零线、地线。

火线(L):也称相线,由发电站或变电站提供,对地电压220V,人体接触会有触电危险;

零线(N):为火线提供回路,在发电站或变电站端接地;由于是远端接地,因此在居民楼用户端电位不一定为零,可能带弱电,这就是为什么我们触碰零线也会有触电感觉的原因;

地线(E):在居民楼用户端连接大地的线,可靠的地线与我们脚下的大地等电位,绝对安全。


为什么示波器测量220V市电很容易出问题?问题的根源就在示波器的220V供电上,如下图所示:

我们来了解一下示波器的供电方式。示波器器的供电,不外乎以下几种:

1、220V直接供电: 最普遍的供电方式,优点是成本低;其供电回路与220V市电的接线关系如下:

2、电池供电: 成本较高,但是可以实现移动测量与浮地测量;

3、电源适配器供电: 成本较高,一般是配合电池供电而设计,其供电回路与220V市电的接线关系如下:


测量量程确认

在进行市电测量时,应确认探头和示波器的电压量程是否满足测量需求。

如麦科信STO1104C智能示波器, 标配探头是×10档位且最大安全工作电压是600V pk;示波器垂直档位最大为10V/格,垂直方向上有10格,即最大电压测量范围为100V峰峰值,配合探头×10档,测量最大电压峰峰值为1000V,因此从量程上考虑是满足测量220V市电的。

如麦科信STO1104C智能示波器,示波器垂直档位最大为10V/格,垂直方向上有10格,即最大电压测量范围为100V峰峰值,市电的峰峰值在620V左右,因此从单从量程上考虑,配合衰减比为×10档以上并满足最大安全工作电压的探头,即可测量市电。

示波器垂直方向代表电压值


错误的测量方法

普通的示波器没有隔离,外壳金属端与探头的负端(地)均与地线相连,如图所示,当用示波器直接对零线和火线测量时,就会间接地把零线或火线对地线短路(等效于图中红色虚线),非常危险。因此,示波器是不能直接测量市电的。

错误的测量方法


不推荐的测量方法:

浮地测量具有一定的危险性,如若操作不当可能引发触电事故。同时,这是一种既不安全又不准确的方法,因为浮地后示波器与大地的寄生电容会使信号发生振铃现象,导致信号失真。

通过将示波器的电源地线人为断开(用两芯电源插排供电或者用示波器电池供电)或使用隔离变压器的方法对示波器供电,达到断开测量回环的目的,实现“浮地”测量。

浮地测量法(不推荐)


浮地测量时,示波器外壳金属端和探头接地端带有同等电平。当测量市电时,外壳可能带有220V的电压,人体一旦接触到示波器外壳,电流会经过人体流入大地,非常危险!


推荐的测量方法:

对普通示波器基于安全角度考虑,使用高压差分探头对市电测量是绝对安全的。

高压差分探头测量


差分探头是利用差分放大原理设计出来,可将任意间的两点浮接信号,转换成对地的信号的示波器探头。使用高压差分探头是最佳的推荐方式,安全方便。


最后

示波器是一种用来测量交流电或脉冲电流波的形状的仪器,凡可以变为电效应的周期性物理过程都可以用示波器进行观测。因此,学会如何正确和安全地使用示波器至关重要。尤其在测量一些高压信号时,必须弄清各种信号线之间的关系,才能正确地连接被测信号,保证安全测量。

热心网友

测量市电需要注意以下几点: 1. 推荐使用100:1的无源探头,以保护示波器的使用寿命; 2. 探头的接地夹一定要接在地线上,不得接入零线和火线,以防止发生短路; 3. 如果预算允许,建议使用高压差分探头,或使用高压无源探头并为示波器配备隔离变压器;

用视波器观察220V市电时,千万不要去直接测量。因为示波器一般会有保护接地,这根地线是和探头的地相连通的,万一示波器探头的地端碰到220V市电的火线将会烧毁示波器和造成短路。如果一定需要直接测量,可将示波器的三线插头的接地端去掉,示波器探头的负端一定接到220V的零线端探头端接220V的火线(千万不能接错!)另外还要注意示波器的量程要大于220 x 1.414,还有要注意探头的耐压要大于250V AC)
最好的办法是用一个“隔离变压器”千万别把自偶变压器当成隔离变压器(隔离变压器初次级是不相通的(而且初次级间耐压要大于250V AC 以上。
将初级两端接入220V电源,次级连接探头即可,如果次级电压不等于初级电压也没关系只是将示波器的测量值乘以变压器初次级电压的比值即可。

热心网友

几十万的示波器,哈哈,如果不细致以后就不用领工资了。 

重申注意:零线电压必须是接近0V才可以用无源探头!否则一定要用差分探头!

测试演示视频:网页链接

市电测量要注意示波器允许的输入电压,通常300Vrms;用10倍无源探头测的话,有些虽然标称300Vrms但是最大垂直档位和栅格数决定了它测不到300V,比如有些最大50V/div 垂直8格,最大能测到的Vp是50X8=200V,不够测市电。当你选的示波器指标能到垂直档位最大到100V/div,才可以。

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