Warum brauchen wir einen Trenntransformator, um ein Oszilloskop anzuschließen?

Mein Professor besteht immer darauf, dass ich ein Oszilloskop über einen Trenntransformator mit Strom versorge. Was ist die Notwendigkeit dafür? Was ist das Risiko, wenn ich es nicht anschließe?

Sie sollten niemals ein Zielfernrohr mit einem Trenntransformator schweben lassen! Dies ist ein rücksichtsloser und gefährlicher Rat Ihres Professors, der eine Realitätsprüfung benötigt.

Das akzeptierte Verfahren für Arbeiten, bei denen eine Isolierung erforderlich ist, besteht darin, das Gerät NICHT DAS PRÜFGERÄT ZU TRENNEN.

Warum?

• Es ist viel einfacher, sich daran zu erinnern, dass der Prüfling unsicher ist und eine vorsichtige Handhabung erfordert, nicht Ihr Oszilloskop
• Wenn Sie ein Kommunikationskabel an Ihr schwimmendes Oszilloskop anschließen (USB, GPIB, RS232), raten Sie mal, es schwimmt NICHT MEHR. (Alle diese Kabel haben erdbezogene Rückleitungen.)
• Sobald Sie das schwebende Oszilloskop wieder an ein Potential anschließen, befindet sich das gesamte freiliegende Metall auf dem Oszilloskop auf diesem Potential. Erhebliche Stromschlaggefahr.

Wenn Sie das zu prüfende Gerät nicht schweben lassen können, verwenden Sie eine isolierte Differenzialsonde, um Ihre Messungen durchzuführen, und lassen Sie den Prüfling und das Oszilloskop geerdet. Keine Messung ist das Sicherheitsrisiko wert.

Ein batteriebetriebenes Oszilloskop scheint unter diesen Umständen eine gute Idee zu sein, aber nur, wenn es dedizierte isolierte Eingänge hat. Bei einem batteriebetriebenen normalen Oszilloskop mit nicht isolierten Eingängen besteht weiterhin das Problem, dass das freiliegende Metall auf das Potential aufschwimmt, an das Sie die Erdung anschließen. Deshalb alles Handbüchern für die batteriebetriebenen Zielfernrohre eindeutig: "Dieses Zielfernrohr muss immer geerdet sein, auch wenn die Batterie leer ist." Wenn Sie dies ignorieren, geschieht dies auf Ihr eigenes Risiko. Ein Oszilloskop mit dedizierten isolierten Eingängen sollte weiterhin als gute Praxis geerdet werden. Dies entspricht im Wesentlichen der Verwendung von extern isolierten Differenzialsonden mit einem normalen Anwendungsbereich.

Ich arbeite hauptberuflich in der Leistungselektronik und habe zehntausende Dollar Laborausrüstung auf meiner Bank. Wenn jemand beim Schweben des Zielfernrohrs ertappt wird, wird der Schwimmer sofort vom Prüfteam korrigiert, das Schwimmermittel wird beschlagnahmt (meistens handelt es sich um ein Netzkabel mit entferntem Erdungsstift) - Disziplinarmaßnahmen sind möglich. Zahlreiche leitende Ingenieure haben ihre PCs und ihren gesamten Satz von mit GPIB verbundenen Bankinstrumenten gebraten, indem sie versuchten, die Testausrüstung zu schweben und die GPIB-Schnittstelle zu vergessen. (Noch ist niemand gestorben - Gott sei Dank)

Der Krokodilklemme an der Zielfernrohrsonde:

( Bildquelle )

ist über das Netzkabel mit der Erde verbunden. Wenn Sie es an etwas befestigen, das nicht auf Erdpotential liegt, erhalten Sie eine große Strömung, und die Dinge boomen.

Trotzdem ist ein Trenntransformator auf dem Oszilloskop nicht der richtige Weg. Es gibt einen Grund, warum die Ingenieure das Zielfernrohr so ​​gebaut haben, und das hat mit Sicherheit und Geräuschverhalten zu tun. Es ist besser, das zu testende Gerät zu isolieren und den Bereich wie vorgesehen arbeiten zu lassen.

Denken Sie daran, dass der Erdungsclip auch mit dem Metallgehäuse des Zielfernrohrs verbunden ist. Wahrscheinlich wirst du es anfassen. Es ist auch wahrscheinlich, dass Sie die Erde berühren. Betrachten Sie also diese Schaltungen:

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schaltplan erstellt mit CircuitLab}

scope1 lässt gefährlichen Strom vom Prüfling (UUT) durch Sie zur Erde fließen. Du stirbst.

scope2 kann beschädigt sein oder nur eine Sicherung durchbrennen, da der Prüfling versehentlich kurzgeschlossen wurde. Aber Sie werden leben, weil Sie eine viel höhere Erdungsimpedanz haben als der Erdungsstift am Kabel. Aus diesem Grund wird es als Sicherheitsgrund bezeichnet .

Wenn Sie nur vermeiden, den Boden zu beschneiden, führen Sie zu etwas, das nicht auf Erdpotential liegt (scope3), dann boomt nichts. Achten Sie nur darauf, keine Fehler zu machen!

Wenn Sie Sie, den Prüfling und den Anwendungsbereich vor Fehlern schützen möchten, ist eine isolierte, strombegrenzte Versorgung (Anwendungsbereich 4) die richtige Wahl. Zwischen der Isolation und dem Sicherheitsgrund wird es schwieriger (aber nicht unmöglich) sein, sich umzubringen. Wenn Sie versehentlich etwas kurzschließen, wird die Strombegrenzung aktiviert und verhindert möglicherweise dauerhafte Schäden.

Beide Ansätze können angewendet werden (mit unterschiedlichen Vor- und Nachteilen). Es ist manchmal schwierig, einen Trenntransformator für ein zu testendes Gerät anzuordnen, wenn das Gerät viel Strom verbraucht (Leistungselektronik, die einen großen Motor XY kW antreibt). In solchen Fällen kann es sinnvoll sein, das Oszilloskop zu isolieren, da der Trenntransformator sehr klein und billig sein kann.

LMA

Während das, was Sie sagen, möglich ist, sehen Sie und Ihr Profi nicht alle anderen Dämpfer, die an diesem Setup beteiligt sind. Die anderen liegen nicht falsch und sie haben dir aus Gewohnheit, wenn möglich, erklärt, wie man es im Allgemeinen sicherer macht. In der Regel ist Ihr Beruf nicht korrekt oder Sie verstehen Ihren Beruf nicht richtig. Höchstwahrscheinlich, aber nicht nachweisbar.

Mir wurde dasselbe beigebracht ... Wenn es um Wechselstrom / Hochfrequenz geht, isolieren Sie die Quelle vom O-Scope. WARUM?

Ein Bereich ist:

1. Wellenform anzeigen.
2. Viele Zielfernrohre können die hohen Spannungen nicht verarbeiten, Sie würden das Zielfernrohr in die Luft sprengen.
3. Sie möchten die Schaltung nicht laden.
4. RF in einen Bereich! Gar nichts Gutes.
   Randnotiz: Einige Zielfernrohre verfügen möglicherweise über eine im Zielfernrohr integrierte Isolationsschaltung.
5. JA, Sie müssen etwas mehr rechnen, wenn der Trenntransformator eingesetzt ist. Nicht alle xformers sind genau 1: 1.
6. Denken Sie daran, dass das Signal invertiert wird, wenn dies für Ihre Arbeit von Belang ist.
7. Oh, lesen Sie das Oszilloskophandbuch und es wird / sollte Ihnen sagen, wie hoch die maximale Eingangsspannung sein kann.
8. Impotenz, whoops - Impedanz - Denken Sie an frühere Transistoren und an die Möglichkeit, einfach einen VOM mit hoher Eingangsimpedanz zu konstruieren: Wir hatten VTVMs mit hohem (100.000.000 Z). Diese Vorrichtungen wurden verwendet, um die zu testende Schaltung nicht zu belasten.

OK - ich muss meinen Kaffee trinken. Mehr Input bitte.

Der Professor scheint recht zu haben, manchmal während des Schaltkreistests, wenn es passieren soll, dass wir die Eingangsnetzwellenformen analysieren müssen und das System ein 2-poliges Netzkabel hat, dann können sich die Phase und die neutrale Ausrichtung ändern, da dso seine BNC-Masse angeschlossen hat Erdung Die Änderung des 2-poligen Kabels kann den Neutralleiter / die Phase des Stromkreises, der als Referenz für die Sonde verwendet wird, mit der Erdung verbinden, was zu einem Kurzschluss führen kann