Come collegare (in sicurezza?) Un o-scope a varie fonti

Ho sentito ovviamente che la rete di sondaggio può rovinare il tuo oscilloscopio, quindi è fuori dal comune. Ci sono alcune situazioni che non capisco bene comunque:

Il sondaggio di un trasformatore 10: 1 è sicuro se volevo vedere il segnale di rete? Anche se non è un trasformatore di isolamento?

Se non posso fare quanto sopra, in che modo un wallwart rende la situazione diversa? La terra fa parte del regolatore lineare il cui dispositivo lo rende sicuro da sondare direttamente? Qualcosa che non fa riferimento alla "terra"?

Posso sondare qualcosa che è sulla batteria (domanda stupida) senza terra referenziata a terra?

Ho sentito la gente menzionare qualcosa sulla clip di terra, e se non è posizionata correttamente da qualche parte potrebbe danneggiare la clip di alligatore con grandi correnti, tuttavia non ho idea di cosa si riferisca o di come la corrente enorme possa fluire attraverso la o -scope alla clip di terra o qualcosa del genere.

Sono sicuro di poter rispondere prima con alcuni manuali diversi, tuttavia quelli di cui non sono assolutamente sicuro.

La risposta di Russell è eccellente come al solito, voglio solo aggiungere un po 'di più.

La maggior parte degli oscilloscopi ha uno "standard" almeno per quanto riguarda l'impedenza (1 Megaohm - si noti che alcuni hanno un ingresso di 50 ohm ma che è meno comune e non rilevante qui)

La quantità di protezione e classificazione dei componenti front-end può variare in modo considerevole da quello che ho visto. Ad esempio, ho visto schemi per oscilloscopi classificati per qualcosa di simile a un ingresso <50 V senza protezione diversa da una resistenza da 10k in serie con l'ingresso opamp.
In confronto è possibile diventare vecchi (e probabilmente nuovi anche se non ne ho mai visto uno) con telescopi tektronix con rating> 600 V e protezione heavy duty.

L'unico modo sicuro per sapere quale sia il limite per il tuo ambito è leggere attentamente il manuale. Se sono seduti puoi sondare la tensione di rete con la sonda impostata su 1x, quindi dovrebbe andare bene - se è in garanzia e si rompe, allora sei coperto comunque. Tuttavia, segui i consigli di Russell sui transitori: se devi sondare le tensioni di rete, qualunque sia l'ingresso valutato, utilizzerei solo una sonda con impostazione 10x o 100x, quindi non puoi accidentalmente impostarla su 1x (vedi sotto)

Personalmente, raramente rilevo qualcosa di alto voltaggio sul mio DSO (OWON SD8202) - Uso il mio vecchio grande serbatoio di un ambito (Tektronix 7633) per cose> 100VAC con una sonda 10x e il DUT eseguito da un transfromer di isolamento. Devo ammettere molto tempo fa che ho usato accidentalmente 1x sonda per alimentazione 230 V (UK) sul Tek alcune volte e non mi sono mai lamentato, anche se certamente non lo consiglierei a nessuno - lo cito solo per dare un'idea di quanto bene sono state costruite queste cose (suppongo che abbiano assunto un cretino che sarebbe arrivato e avrebbero fatto cose stupide come questa :-P)

Per quanto riguarda la clip di messa a terra, sulla maggior parte degli ambiti plug-in (alla presa a muro) questo è direttamente collegato alla terra.
In oscillazioni fluttuanti (ad es. Nessuna connessione alla rete elettrica attraverso qualsiasi cosa - USB, cavi di ricarica, ecc.) Alimentate a batteria con custodie in plastica, possono essere prese misure fluttuanti, ma come sempre, seguire i consigli del produttore. Ciò significa che se si collega la clip di terra a qualsiasi cosa a cui viene fatto riferimento a terra (come il cavo di alimentazione di rete) e ad un potenziale superiore alla terra, si creerà un percorso a bassa impedenza per il flusso di corrente (cioè un corto)
Il riferimento a terra significa che un lato del potenziale è collegato a terra - con la tensione di rete, quando i cavi di servizio entrano in casa, vengono divisi in tensione e neutro / terra (che sono entrambi collegati tra loro)
Il filo di terra ha lo stesso potenziale del neutro, ma non è destinato a trasportare corrente in circostanze normali - se vi è corrente che scorre (ad esempio se un filo sotto tensione è caduto contro uno chassis di metallo collegato a terra), allora c'è un guasto.

Se si isola la tensione di rete con riferimento a terra mediante un trasformatore, (a condizione che il secondario non sia stato collegato a terra) è possibile collegare la clip di terra a entrambi i lati del secondario ed essere sicuri, poiché la corrente non "vuole" fluire attraverso di essa (a parte una piccola quantità di corrente di dispersione capacitiva)

In caso di dubbio, una buona idea è quella di misurare per vedere se c'è qualche riferimento comune tra la clip di terra e qualunque cosa tu voglia collegarla.
Ad esempio, supponiamo che tu abbia un alimentatore sconosciuto con due conduttori e desideri capire se sono collegati a terra: un modo è quello di collegare una sonda multimetro alla clip di terra e l'altra a entrambi i fili per vedere se c'è tensione.
Un altro modo è semplicemente di scollegare l'alimentazione sconosciuta e misurare la continuità dal suo pin di messa a terra ai collegamenti di uscita - se non c'è continuità (o estremamente alta, diciamo> 1 Megaohm), allora non c'è riferimento alla terra.
Nel caso in cui si tratti di un alimentatore senza trasformatore (o semplicemente mal progettato), è necessario verificare che non ci sia continuità anche dai pin attivi e neutri.

Se hai ancora dei dubbi, non collegare nulla fino a quando non hai compreso completamente tutto.

Esistono anche sonde differenziali ( esempio ) che è possibile acquistare per qualsiasi ambito che può essere utilizzato per misurare la differenza tra due tensioni fluttuanti.

Ecco un paio di riferimenti su motivi / sonde:

Riferimento Tek per motivi di sonda

Il foglio di lavoro All About Circuits sugli ambiti legge tutto questo e le risposte alle domande (premi rivelare)

Tutto sui circuiti - Sicurezza elettrica - non sugli ambiti, ma informazioni molto utili sulla sicurezza elettrica. La sezione "Progettazione di circuiti sicuri" è particolarmente rilevante. Nota che questo non riguarda i trasformatori di isolamento (sebbene ci sia molto sui trasformatori in un'altra parte del sito)

Le estremità frontali dell'oscilloscopio standard non sono classificate per l'uso con l'ingresso di rete CA diretto. Mentre alcuni hanno valori di tensione che sono superiori alle tensioni di rete nominali. la rete può anche contenere transitori e "punte" di ampiezza molto elevata che possono rompere i circuiti che non sono progettati per resistere a tali punte.

Le sonde ad alta tensione sono prontamente disponibili (tutto ciò che serve è $) che consente di misurare l'alta tensione o persino EHT, a seconda della sonda utilizzata.

Una sonda oscilloscopio 10: 1, che riduce le tensioni del segnale di un fattore di 10: 1, ridurrà le tensioni di rete a livelli sicuri per l'ingresso a praticamente tutti gli oscilloscopi, MA una sonda utilizzata a tale scopo DEVE anche essere classificata per gli stessi motivi sopra menzionati .

Una verruca da parete ha un trasformatore che fornisce isolamento. Questo è un trasformatore con nucleo in ferro che funziona alla frequenza di rete o un trasformatore ad alta frequenza che trasferisce energia in genere da 10 a 100 di Khz e che utilizza ferrite (o in alcuni modelli di potenza superiore può utilizzare ferro in polvere). I design animati di Irin sono "tecnologia più vecchia", di solito MOLTO più pesante e non richiedono elettronica per l'effettiva azione del trasformatore. un regolatore attivo viene spesso utilizzato per stabilizzare la tensione di uscita. Le versioni HF utilizzano un oscillatore per pilotare un "interruttore" ad alta frequenza per convertire l'ingresso CA rettificato in uscita CA HF che viene quindi convertito in uscita CC regolata. Questo è più complesso di un design con nucleo in ferro ma più compatto. massa molto più bassa e può essere complessivamente più economica. In entrambi i casi l'uscita è trasformatore isolata dall'ingresso.

Mentre una "gamba" della rete CA può essere nominale e nozionale al potenziale di terra (la gamba neutra), i segnali di rete DEVONO essere trattati come se una o entrambe le gambe siano a piena tensione di rete a terra, come in tal caso.

Se si utilizza un trasformatore di riduzione 10: 1, le tensioni saranno sicure per tutti gli oscilloscopi normali *. ovvero 110 V CA diventano 11 V CA e 240 V CA diventano 24 V CA. 24 V CA produrrà circa +/- 35 V CC di picco a terra. Questo rientra nell'intervallo di input di praticamente qualsiasi ambito con uno scaler di input e utilizzando sonde collegate BNC. Un trasformatore utilizzato per fornire 10: 1 AC step down dalla rete DEVE essere classificato come rete.

• Alcuni oscilloscopi specialistici o super economici e allegri possono avere una tensione di ingresso massima di + 5 V CC (o simile). Cerca di non utilizzare tali dispositivi per scopi generici.

Una verruca da parete è solo una variante del trasformatore discusso sopra.
L'uscita isolata è (se correttamente progettata) dai pericoli delle tensioni di rete, ma in questo contesto ha il vantaggio che l'uscita dell'alimentazione e quindi qualsiasi cosa ad essa collegata è "isolata dalla rete". Ora non esiste alcun percorso elettrico dalla rete CA o dalla terra alla rete verso qualsiasi punto del circuito collegato, quindi l'oscilloscopio non è mai esposto alla rete.