ทำไมเราต้องมีหม้อแปลงแยกเพื่อเชื่อมต่อกับออสซิลโลสโคป?


48

อาจารย์ของฉันยืนยันเสมอว่าฉันให้พลังงานกับออสซิลโลสโคปอย่างละเอียดสำหรับหม้อแปลงแยก ความจำเป็นของสิ่งนี้คืออะไร? ความเสี่ยงคืออะไรหากฉันไม่เชื่อมต่อ ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่



11
อาจารย์ของคุณอาจต้องการทบทวนความเข้าใจเกี่ยวกับอุปกรณ์ทดสอบสายดิน มันยุ่งที่พยายามจะถ่ายทอดสิ่งนี้กับอาจารย์ แต่ฉันรู้ว่ามันเป็นไปได้หรือที่นักเรียนจะได้เรียนรู้จากการปิ้ง / ย่าง
Anindo Ghosh

3
มันเป็นสมมติฐานที่ไร้สาระที่การลอยขอบเขตจะช่วยปกป้องมันเมื่อชีวิตของผู้ใช้ตกอยู่ในความเสี่ยงและยังมีวิธีฆ่าขอบเขตที่มากมาย โพรบดิฟเฟอเรนเชียลที่แยกจะทำให้ทั้งขอบเขตและผู้ใช้ปลอดภัย คนเขลาสายตาสั้นอะไร
Adam Lawrence

2
ฉันคิดว่าขอบเขตใด ๆ ที่ถูกทำลายได้ง่าย (นอกเหนือจากการเป่าฟิวส์) ควรมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่า $ 12000 หรือควรถูกทิ้งในถังขยะ
ฟิลฟรอสท์

2
ในห้องทดลองอิเล็กทรอนิกส์เริ่มต้นสิ่งนี้จะต้องเป็นปัญหาที่พบบ่อยและน่าหงุดหงิด นักเรียนมีความมั่นใจในการหนีบพื้นนำไปสู่บางที่อยู่ในบางจุด สิ่งที่สามารถทำได้? ทำให้อุปกรณ์ภายใต้การทดสอบผิดปกติหรือไม่?
Bobbi Bennett

คำตอบ:


69

คุณไม่ควรลอยขอบเขตด้วยหม้อแปลงแยก! นี่เป็นคำแนะนำที่ประมาทและอันตรายจากอาจารย์ของคุณและเขา / เธอต้องการการตรวจสอบความเป็นจริง

ขั้นตอนที่ได้รับการยอมรับสำหรับการทำงานที่ต้องแยกออกจากกันคือแยกหน่วยออกจากการทดสอบไม่ใช่เครื่องมือทดสอบ

ทำไม?

  • มันง่ายกว่าที่จะจำได้ว่าเครื่องที่ทดสอบนั้นเป็นสิ่งที่ไม่ปลอดภัยและต้องการการจัดการอย่างระมัดระวังไม่ใช่สโคปของคุณ
  • หากคุณต่อสายสื่อสารเข้ากับขอบเขตการลอยของคุณ (USB, GPIB, RS232) ลองเดาดูสิ - มันไม่มีการลอยอีกต่อไป (สายเคเบิลทั้งหมดเหล่านี้มีผลตอบแทนอ้างอิงระดับโลก)
  • ทันทีที่คุณเชื่อมต่อขอบเขตการลอยตัวกลับสู่ความเป็นไปได้โลหะที่ถูกเปิดเผยทั้งหมดในขอบเขตนั้นจะมีศักยภาพนั้น อันตรายจากการช็อกที่สำคัญ

หากคุณไม่สามารถลอยตัวเครื่องภายใต้การทดสอบให้ใช้โพรบดิฟเฟอเรนเชียลแยกเพื่อทำการวัดและเก็บทั้ง UUT และขอบเขตลงดิน การวัดไม่มีความเสี่ยงต่อความปลอดภัย

ขอบเขตที่ใช้แบตเตอรี่อาจดูเหมือนเป็นความคิดที่ดีในกรณีนี้ แต่เฉพาะในกรณีที่มีอินพุตแยกเฉพาะ ขอบเขตทั่วไปที่ใช้แบตเตอรี่ที่มีอินพุตไม่แยกจะยังคงประสบปัญหาของโลหะที่ลอยอยู่กับสิ่งที่มีศักยภาพที่คุณเชื่อมต่อกับพื้นดิน นั่นเป็นเหตุผลที่ทุกคู่มือสำหรับแบตเตอรี่ดำเนินขอบเขตอย่างชัดเจนพูดว่า "ขอบเขตนี้จะต้องต่อสายดินแม้ว่าคุณจะกำลังทำงานปิดแบตเตอรี่" - ถ้าคุณเลือกที่จะละเว้นนี้ก็มีความเสี่ยงของคุณเอง ขอบเขตที่มีอินพุตแยกเฉพาะควรยังคงต่อสายดินเป็นแนวปฏิบัติที่ดี เป็นหลักเทียบเท่ากับการใช้โพรบดิฟเฟอเรนเชียลแยกต่างหากที่มีขอบเขตทั่วไป

ฉันทำงานเต็มเวลาในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังและมีอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการนับหมื่นดอลลาร์ที่โต๊ะทำงานของฉัน ถ้าใครถูกจับได้ว่าลอยอยู่ในขอบเขตของพวกมันลอยนั้นจะได้รับการแก้ไขโดยทีมวิศวกรทดสอบทันทีวิธีการลอยนั้นถูกยึด (ส่วนใหญ่มักจะเป็นสายที่มีสายเขี้ยวกราว) - การลงโทษทางวินัยเป็นไปได้ วิศวกรอาวุโส / อาจารย์ใหญ่หลายคนได้ทอดพีซีของพวกเขาและชุดเครื่องมืออ้างอิงที่เชื่อมต่อ GPIB ทั้งหมดโดยพยายามลอยอุปกรณ์ทดสอบและลืมเกี่ยวกับอินเตอร์เฟส GPIB (ยังไม่มีใครเสียชีวิต - ขอบคุณ)


2
ขอบเขตของแบตเตอรี่ทำงานอย่างไร
abdullah kahraman

2
ฉันจะเพิ่มสิ่งนี้ในเนื้อหาของคำตอบของฉัน
Adam Lawrence

2
ฉันคิดว่าพวกเขาระมัดระวังเกี่ยวกับออสซิลโลสโคปได้รับความเสียหายมากขึ้น (ราคาประมาณ $ 12,000)
noufal

2
@noufal ชีวิตของคุณมีค่ากับคุณมากแค่ไหน? โรงเรียนของคุณอาจให้คุณค่ากับคุณในแง่ของเงินเพิ่มเติมที่พวกเขาจะได้รับเมื่อคุณสำเร็จการศึกษาระดับปริญญา ฉันถือว่าคุณค่าของตัวคุณเองนั้นสูงขึ้นมาก
Dan Neely

หลายคำพูดเกี่ยวกับสิ่งต่าง ๆ ที่วิศวกรต้องไม่ทำ แต่ไม่มีคำพูดใด ๆว่าทำไม ...

31

คลิปจระเข้บนโพรบขอบเขต:

โพรบขอบเขต

( แหล่งรูปภาพ )

เชื่อมต่อผ่านสายไฟไปยัง Earth หากคุณตัดมันเป็นบางสิ่งที่ไม่ได้อยู่ในโลกคุณจะได้รับกระแสขนาดใหญ่

ที่กล่าวว่าหม้อแปลงแยกในขอบเขตไม่ใช่วิธีที่จะไป มีเหตุผลที่วิศวกรสร้างขอบเขตเช่นนี้และเกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพความปลอดภัยและเสียงรบกวน จะเป็นการดีกว่าที่จะแยกอุปกรณ์ภายใต้การทดสอบและปล่อยให้ขอบเขตทำงานตามที่ออกแบบไว้

โปรดจำไว้ว่าคลิปภาคพื้นดินนั้นเชื่อมต่อกับตัวเครื่องโลหะของขอบเขตด้วย เป็นไปได้ว่าคุณจะสัมผัสมัน อาจเป็นไปได้ว่าคุณกำลังสัมผัสโลก ดังนั้นพิจารณาวงจรเหล่านี้:

แผนผัง

จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab

scope1 ช่วยให้กระแสที่เป็นอันตรายจากหน่วยที่อยู่ภายใต้การทดสอบ (UUT) ไหลผ่านคุณลงสู่พื้น คุณตาย

scope2 อาจได้รับความเสียหายหรืออาจจะเป็นเพียงแค่ฟิวส์เนื่องจาก UUT ได้ถูกทำให้สั้นลงโดยไม่ตั้งใจ แต่คุณจะมีชีวิตอยู่เพราะคุณมีความต้านทานต่อสายดินสูงกว่าขาของสายดิน ด้วยเหตุนี้จึงเรียกว่าพื้นดินความปลอดภัย

หากคุณเพียงหลีกเลี่ยงการตัดพื้นนำไปสู่สิ่งที่ไม่ได้อยู่ในศักยภาพของโลก (ขอบเขต 3) แสดงว่าไม่มีอะไรเกิดขึ้น เพียง แต่อย่าทำผิดพลาด!

หากคุณต้องการปกป้องคุณ UUT และขอบเขตจากข้อผิดพลาดสิ่งที่ถูกต้องในการใช้งานคืออุปทานที่แยกได้และ จำกัด กระแส (ขอบเขตที่ 4) ระหว่างการแยกและพื้นที่ปลอดภัยมันจะยากกว่า (แต่ไม่ใช่เป็นไปไม่ได้) ที่จะฆ่าตัวตาย หากคุณทำอะไรผิดพลาดสั้น ๆ ข้อ จำกัด ปัจจุบันเตะเข้าและอาจหลีกเลี่ยงความเสียหายถาวรกับสิ่งใด


เพียงเพื่อยืนยันด้วยความเข้าใจของฉัน ... คุณกำลังบอกว่าขาจระเข้ของโพรบนั้นมีศักยภาพเท่ากันกับแหล่งจ่ายไฟกระแสสลับหลักของออสซิลโลสโคป ถ้ามันสัมผัสกับส่วนใดส่วนหนึ่งของวงจรทดสอบที่มีศักยภาพอื่นที่ไม่ใช่ศูนย์แสดงว่ามีโอกาสที่กระแสจะไหลโยนเส้นทางนี้ลงสู่พื้นดิน สิ่งนี้จะสร้างความเสียหายให้แก่หน่วย / หน่วยภายใต้การทดสอบ ดังนั้นจึงเป็นการดีกว่าที่จะแยกอุปกรณ์ทดสอบภายใต้การทดสอบ ฉันถูกไหม ? แก้ไขให้ฉันเป็นอย่างอื่น ...
พฤศจิกายน

ไม่ปัญหาของการลอยตัวของขอบเขตคือมันจะถูกลืมและยังคงลอยในครั้งต่อไปที่มันถูกใช้ มันเป็นเรื่องน่ากลัวที่ต้องตระหนักว่าคุณได้ทิ้งบางสิ่งบางอย่างที่ลอยอยู่และผู้ชายคนต่อไปอาจตกใจมาก ลอยหน่วยของคุณภายใต้การทดสอบแล้วทำให้ปลอดภัยในตอนท้ายของการค้นหา / วัดความผิดของคุณ เป็นนิสัยที่ดีในการเข้า
Spoon

1
บางทีควรสังเกตว่าสิ่งที่ถูกต้องในการป้องกันการทำลายอุปกรณ์ที่นี่คือแหล่งจ่ายไฟกระแสสลับที่มี จำกัด จากนั้นแทนที่จะเป็นสิ่งที่ทำให้กลายเป็นไอ (ฟิวส์ถ้าคุณโชคดี) คุณเพียงแค่ได้ยินรีเลย์ในการคลิกที่อุปทานในขณะที่การ จำกัด ปัจจุบันเริ่มขึ้นคุณคิดว่า "อุ๊ย!" และเตือนตัวเองให้ระวังให้มากขึ้นว่าคุณแนบโพรบสโคปไว้ที่ไหน
Phil Frostst

1
@noufal หากหน่วยของคุณที่อยู่ภายใต้การทดสอบมี rectifier Bridge ให้เชื่อมโยงขอบเขตของขอบเขตกับ 'return return หลัก' (ด้านล่างของเอาต์พุต Bridge ซึ่งโดยปกติจะเป็นการอ้างอิงสำหรับวงจรหลักทั้งหมด) โดยไม่มีการแยกหมายความว่า ground ground ลวดโพรบและขอบเขตกำลังสับวงจรเรียงกระแสบริดจ์ของคุณระหว่างการกลับมาเป็นกลางและแบบปริมรีทำให้ AC ที่เป็นอันตรายเข้ามาทางเครื่องมือได้ (ซึ่งไม่ได้หมายถึงการจัดการพลังงานแบบนั้น)
Adam Lawrence

1
@noufal Hooking ขอบเขตถึงผลตอบแทนหลักโดยไม่มีการแยกคือ (จากประสบการณ์ของฉัน) สาเหตุ # 1 สำหรับขอบเขตและอุปกรณ์การทดสอบการทอด
อดัมอเรนซ์

1

ทั้งสองวิธีมีความเป็นไปได้ที่จะนำไปใช้ (กับมืออาชีพและตรงกันข้าม) บางครั้งเป็นเรื่องยากที่จะจัดเรียงหม้อแปลงแยกสำหรับอุปกรณ์ที่อยู่ภายใต้การทดสอบเมื่ออุปกรณ์ใช้พลังงานจำนวนมาก (อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังกำลังขับมอเตอร์ขนาดใหญ่ XY kW) ในกรณีเช่นนี้มันอาจเหมาะสมที่จะแยกออสซิลโลสโคปเนื่องจากหม้อแปลงแยกอาจมีขนาดเล็กและราคาถูก

LMA


-1

ในขณะที่สิ่งที่คุณพูดเป็นไปได้คุณและศาสตราจารย์ของคุณจะไม่เห็นตัวทำลายอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการตั้งค่านั้น คนอื่นไม่ผิดและพวกเขาบอกคุณว่าควรทำอย่างไรให้เป็นนิสัยที่ปลอดภัยกว่าถ้าเป็นไปได้ ตามหลักปฏิบัติทั่วไปศาสตราจารย์ของคุณไม่ถูกต้องหรือบางทีคุณอาจเข้าใจผิดศาตรบัณฑิตของคุณ .... มีแนวโน้มมากที่สุด แต่ไม่สามารถพิสูจน์ได้


-2

ฉันได้รับการสอนในสิ่งเดียวกัน ... เมื่อพูดถึงกระแส AC / RF ให้แยกแหล่งกำเนิดออกจากขอบเขต O ทำไม?

ขอบเขตคือ:

  1. ดูรูปคลื่น
  2. ขอบเขตจำนวนมากไม่สามารถจัดการกับแรงดันไฟฟ้าสูงคุณจะระเบิดขอบเขต
  3. คุณไม่ต้องการโหลดวงจร
  4. RF เข้าสู่ขอบเขต! ไม่ใช่สิ่งที่ดีเลย
    หมายเหตุด้านข้าง: ขอบเขตบางอย่างอาจมีวงจรแยกอยู่ภายในขอบเขต
  5. ใช่คุณจะต้องทำคณิตศาสตร์เพิ่มขึ้นอีกเล็กน้อยเมื่อใส่ตัวแยกหม้อแปลง - ไม่ xformers ทั้งหมดเป็น 1: 1
  6. โปรดจำไว้ว่าสัญญาณจะกลับด้านถ้าเป็นการพิจารณางานของคุณ
  7. โอ้อ่านคู่มือขอบเขตแล้วมันจะ / ควรบอกคุณว่าแรงดันไฟฟ้าขาเข้าสูงสุดสามารถ
  8. ความอ่อนแอ, อ๊ะ - อิมพีแดนซ์ - คิดย้อนกลับไปก่อนทรานซิสเตอร์และความสามารถในการสร้าง VOM ด้วยอิมพีแดนซ์อินพุตสูง: เรามี VTVM ที่มีค่าสูง (100,000,000 Z) อุปกรณ์เหล่านี้ถูกใช้เพื่อไม่ให้โหลดวงจรที่กำลังทดสอบ

ตกลง - ฉันต้องเสร็จกาแฟของฉัน กรุณาป้อนข้อมูลเพิ่มเติม


2
บนจุดที่ 2: ใช้โพรบที่ถูกต้องสำหรับแรงดันไฟฟ้า ในจุดที่ 4: ขอบเขตมักจะสูงถึง 1 GHz หรือสูงกว่าซึ่งฉันคิดว่าคุณจะเห็นด้วยคือ RF หรือคุณหมายถึงสิ่งอื่นนอกเหนือจากคลื่นความถี่วิทยุโดย RF?
Andrew Morton

-4

อาจารย์ดูเหมือนจะถูกต้องบางครั้งในระหว่างการทดสอบวงจรถ้ามันเกิดขึ้นว่าเราต้องวิเคราะห์รูปแบบของคลื่นอินพุตหลักและระบบมีสายไฟ 2pin จากนั้นเฟสและการวางแนวที่เป็นกลางอาจเปลี่ยนแปลงเนื่องจาก dso เชื่อมต่อกับ BNC การต่อลงดินของสาย 2 พินอาจเชื่อมต่อวงจรเป็นกลาง / เฟสที่ใช้สำหรับการอ้างอิงของโพรบต่อสายดิน, ตัวนำลัดวงจร


3
ศาสตราจารย์ผิด คุณใช้หม้อแปลงแยกบนอุปกรณ์เสมอไม่อยู่ในขอบเขต
JRE
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.