01

前言

如何正确使用儀器儀表是每一位工程師必要的要求，特别是示波器，很多人都不注意隔離等限制，以至于發生炸探頭等事件，那麼在使用示波器時有哪些不安全操作呢？

02

不安全操作之浮地測量

有些工程師會有這樣的一個習慣：當要測量高壓信号時，習慣性的把電源插頭的保護地斷開，使用普通無源探頭直接進行高壓的浮地測量。實際上這麼做還是有危害的。

常見現象舉例：觸摸示波器外殼感覺到觸電

檢查：1.示波器電源地是否人為斷開或接觸不良；2.換個插排；3.所在的大樓地未接好。

原因：Y電容是跨接在電源的火線和地線，零線和地線的電容，如圖1所示，主要起到濾波保護的作用，并抑制共模幹擾，其屬于安規電容，電容器失效後不會導緻電擊，不會危及人身安全。當電源插頭的保護地斷開時，220V電壓經Y電容分壓，中間110V電壓直接加在示波器金屬外殼上，當人觸碰到帶電區域時則會發生被針紮一樣的觸電現象，雖不會危及人身安全，但是也屬于危險操作。

▲圖1 電源電路原理圖

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不安全操作之拿起探頭就接線測量

常見現象舉例：跳閘/被測電路闆被燒穿/示波器或探頭被燒毀

檢查：1.被測信号的地與示波器校準信号的地是否共地；2.測量市電時是否直接用單一無源探頭進行測量。

分析原因之前先了解什麼是市電，以及供電線路的組成。我國市電（居民用電）規格為交流220V@50Hz，供電線路即電源三插頭中的電線由火線、零線和地線組成，具體如圖2所示。

l火線（L）：也稱相線，由發電站或變電站提供，電壓220V，人體接觸會有危險；

l零線（N）：為火線提供回路，在發電站或變電站端接地；由于是遠端接地，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（E）：零電勢參考點，在居民樓用戶端接大地，零電壓，絕對安全。

▲圖2 三線的關系

原因：電源系統測試中經常要求測量三相供電中的火線與火線，或者火線與零（中）線的相對電壓差，而普通數字示波器所有通道共地，相互間不隔離。所有施加到示波器上以及由示波器提供的信号都具有一個公共的連接點，該連接點通常是示波器機殼通過使用交流電源設備電源線中的第三根導線地線，将探頭地線連到一個測試點上。如果這時使用單端探頭測量，那麼單端探頭的地線與供電線直接相連，後果将會是短路。

04

規範操作

1.接線測量前對“地”自檢

接線前我們如何判斷探頭上的地能否直接接被測闆子的地呢？很簡單，三個步驟實現自檢：

準備工具：被測闆子、萬用表、示波器

（1）準備：萬用表開啟，選擇交流最大檔；

（2）接線：示波器和被測闆子分别接好電源，暫不通電；萬用表的表筆一端接示波器校準信号的地，另一端接被測闆子的地。簡易接線圖如圖3所示；

（3）測量：各自通電，測量交流值。

此時若測量數值不為0，則說明被測闆子與示波器的地之間有壓差，示意圖如圖4所示。則不能直接用單一無源探頭地夾連接被測闆子上的地。

▲圖3 測量壓差接線圖

▲圖4 當存在壓差時不能直接将兩“地”相連

1.“A-B”僞差分測市電

采用普通無源探頭應用“A-B”法對市電進行測量時，應将兩通道探頭的負端（地）均接至電源地線，一個通道的探頭探針（正端）接零線，另一個通道的探頭探針（正端）接火線（如圖5左所示），則兩通道的測量差值即為市電波形。

但該方法會有測量誤差，在信号時低頻信号，信号幅度足夠大，能夠超過任何擔心的噪聲情況下，可以采取這種方法。

▲圖5 測量市電推薦接線圖

1.最佳測量法：使用高壓差分探頭

使用高壓差分探頭進行測量是既安全又能使測量結果準确的方法。浮地測量和測市電（接線圖如圖5 右所示）的最佳解決辦法就是使用高共模抑制比的差分探頭，因為兩個輸入端都不存在接地的問題，兩路輸入信号的差分運算在探頭前端放大器完成，傳輸到示波器通道的信号是已差分後的電壓，可實現安全的測量。

▲圖6 高壓差分探頭

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最後

高壓差分探頭雖然相比普通無源探頭價格更昂貴，但在測量高壓信号時，能确保測量結果更準确且更安全，市電和浮地測量推薦使用。

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