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浮地测量和隔离输入示波器设计指南

作者:时间:2012-04-10来源:网络收藏

  优点

  尽管浮地设备是一种利用现有设备进行,消除频率较低的信号上接地环路的方法,但它是一种不安全的、危险的作法,不应采用这种方法。

  缺点

  不管是从上的升压角度(对操作人员可能会发生电击),还是由于地波器变压器绝缘装置上累积的应力,这种技术都是危险的。这种应力可能不会立即导致故障,但即使恢复到正确接地操作,将来仍可能会导致发生危险故障(电击和危险)。

  在较高的频率上,切断接地可能不会中断接地环路,因为电源线供电的仪器在接地以上浮地时会表现出大的寄生电容。振铃可能会破坏。浮地没有均衡输入。参考一侧(探头上的“接地”夹)有一个明显的到地电容。参考点连接的任何源阻抗将在快速共模跳变中加载,使信号发生衰减。更糟糕的是,高电容可能会损坏某些电路。连接逆电器上方门中共用的示波器可能会使门驱动信号速度下降,防止被测器件关闭,防止破坏输入桥接器。这种故障通常伴随着工作台上出现小的火花。

  另一个缺点是其一次只能进行一项测量。记住,所有输入参考都相互捆绑在一起。一旦浮地一个输入参考,所有输入参考现在都在同一水平上浮地。

  寄生电感和电容导致的振铃使信号失真,使测量无效

  泰克TPS2000B和THS3000系列IsolatedChannelÔ示波器

  TPS2000B系列把泰克经过验证的台式示波器性能与专为测量工用电池操作的产品设计的4条隔离通道结构结合在一起。这种仪器与选配的电源捆绑套件(TPS2PBND2)配套使用时,确立了同类产品中的高级标准。电源捆绑套件包括4只无源高压探头(P5122)及电源测量和分析软件包(TPS2PWR1)。电源测量和分析软件包提供了电源分析测量(真实功率、无功功率、真实功率因数、相角)、波形分析测量(RMS、波峰因数、频率)、谐波测量及开关损耗测量。

  THS3000系列是为使用示波器时要求更高流动性、而又不降低台式仪器性能或执行浮地测量能力的工程师们设计的。这种手持式仪器坚固耐用,重量型,一块电池可连续工作7个小时,支持自动测量功能,在实验室操作和现场操作中都提供了很大的通用性。该仪器的隔离通道、高压采集(高达1000 VRMS CAT II)及高级波形记录功能可以安全进行浮地测量,特别适合经常需要把实验室中的测量与现场中的测量关联起来的用户。

注意CAT和电压

  为进行浮地测量选择适当的电压探头

  怎样选择探头和示波器组合:

  1. 确定测量(或过压)类别

  IEC 61010-1国际标准为电压测量仪器规定了四种过压类别。一类到四类过压都是依据瞬态信号期间可能存在的电气能量多少确定的。

  在IEC 61010-1中,电压测量仪器根据耐受电压瞬态信号的能力来划分等级。

  2. 确定最大浮地电压

  类别描述摘要

  四类

  用来对低压项目中的电压执行测量(《1,000 V)。

  三类

  用来在楼宇系统中执行测量。

  二类

  用来在直接连接低压系统的电路上执行测量。

  一类

  用来在没有直接连接市电的电路上执行测量。

  3. 确定最大尖端到接地电压。

  4. 确定从探头尖端到参考引线的最大电压。

  5. 确定屏幕上希望的最大峰峰值读数。

  为TPS2000B和THS3000系列示波器选择适当的电压探头

  探头名称

  TPP0201

  THP0301

  P5150

  P5122*1

  最大探头尖端到接地电压

  300 VRMS CAT II

  300 VRMS CAT III

  1000 VRMS CAT II

  DC耦合时1000 VRMS CAT II

  最大参考地电平(浮地)电压

  30 VRMS

  300 VRMS CAT III

  600 VRMS CAT II

  600 VRMS CAT II

  衰减设置

  10x

  10x

  50x

  100x

  带宽

  200 Mhz

  300 Mhz

  500 Mhz

  200 Mhz

  探头类型

  无源

  无源

  无源

  无源

  屏幕上峰峰值电压2

  TPS

  400 VP-P

  400 VP-P

  2000 VP-P

  2828 VP-P

  THS

  849 VP-P

  849 VP-P

  2828 VP-P

  2828 VP-P

  屏幕上RMS电压2

  TPS

  141 VRMS

  141 VRMS

  707 VRMS

  1000 VRMS

  THS

  300 VRMS

  300 VRMS

  1000 VRMS

  1000 VRMS

  1 P5122 探头不应该用来在TPS2000 上对DC 》 300 V的信号进行AC耦合测量。

  2 受到仪器垂直分辨率限制(TPS = 5V/div, THS = 100V/div)。

  实例:

  需要测量线路到线路240 VRMS三相Y型有源谐波滤波器上的峰峰值电压。

  1. 确定所需安装类别的最大额定输入电压:三类

  n 某种类别等级允许的最大输入电压一般也适用于较低类别的环境。例如,如果仪器等级为300 VRMS CAT III,那么在二类环境中在300 VRMS的仪器上工作也是安全的。

  n 对更高的电压电平,仪器会通常额外确定较低类别的等级值,如同时确定300 VRMS CAT III和600 VRMS CAT II。这种情况并不是通用的,因此用户必须在仪器文档中明确检验透过多个类别的等级。

  2. 确定要求的最大浮地电压(接地到参考电压)

  n 这一实例的测量要求为240 VRMS。

  n 因此,只有THP0301、P5150和P5122探头适合。

  3. 确定最大探头尖端到接地电压要求

  n 在本例中,工程师确定其大约为140 VRMS。

  n 全部四只探头都满足这一要求。

  4. 确定从探头尖端到参考引线的最大电压

  n 预计被测信号的最大电压是240 VRMS。

  n 这使探头只限于从THP0301、P5150和P5122探头中选取。

  5. 确定需要的衰减

  n 计算与240 VRMS对应的最大峰峰值电压

  n 因此,所需的可以观察的电压范围是:240 VRMS x √2 x 2 = 679 VP-P。

  n TPS2000B系列在屏幕上最大垂直设置为5V/div,共8格。

  n THS3000在屏幕上最大垂直设置为100V/div,共8格。

  n 需要的探头衰减 = 观察电压 / 最大垂直设置 / 格数。

  n TPS2000B:679 VP-P / 5 / 8 = 17x,只有P5150和P5122提供了足够的衰减。

  n THS3000:679 VP-P / 100 / 8 = 1x,所有探头都提供了足够的衰减。

 6. 选择满足最低要求的探头

  n 对TPS2000B,P5150和P5122探头适合这一测试场景。

  n 对THS3000,THP0301、P5150和P5122探头适合的这一测试场景。

隔离器相关文章:隔离器原理

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