Перейти к содержанию

Высоковольтный щуп осциллографа

Универсальный щуп 10X из комплекта осциллографа рассчитан на сотни вольт. Чтобы посмотреть напряжение на ключе сетевого преобразователя, в строчной развёртке или в высоковольтном источнике, нужен щуп с большим коэффициентом деления, изоляцией на киловольты и длинным кабелем, который позволяет держать прибор подальше от опасной зоны.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

Высоковольтный щуп (high-voltage probe) — щуп осциллографа для напряжений, которые нельзя безопасно подавать на универсальный пассивный щуп 10X. Tektronix так и определяет «высокое напряжение» для щупов: всё, что выходит за безопасный предел обычного щупа 10X, а этот предел у универсальных пассивных щупов — около 400–500 В в сумме постоянного и пикового переменного напряжения (ABCs of Probes, с. 18). У высоковольтных щупов предел бывает до 20 000 В.

Чем отличается

Универсальный пассивный 10XВысоковольтный
Предел напряжения (DC + пик AC)около 400–500 Вдо 20 кВ
Пример Tektronix, рис. 2.5—постоянное до 20 кВ, импульсы до 40 кВ, полоса 75 МГц
Кабельобычной длинытипично 10 футов (около 3 м), опция 25 футов (около 7,6 м)

Пересчёт футов в метры — наш. Для промежуточных напряжений есть пассивные щупы 100X: Tektronix перечисляет 1X, 10X и 100X как варианты для разных диапазонов (с. 16). Например, у массового пассивного щупа Multicomp Pro MP770208 предел в положении 10× — меньше 600 В пик, а по безопасности он рассчитан на CAT II 300 В AC. Чем больше деление, тем меньше сигнал на входе осциллографа, поэтому множитель щупа нужно правильно выставить в меню канала, иначе показания будут неверными во столько же раз (наш комментарий); у RIGOL MSO1000Z/DS1000Z множитель выставляют вручную от 0,01X до 1000X, по умолчанию стоит 10X (табл. 2-1). Как устроен делитель обычного щупа — в термине «Щуп осциллографа 1X и 10X».

Как пользоваться

Длинный кабель нужен, чтобы осциллограф и оператор были за ограждением или защитным кожухом, а не рядом с высоковольтным узлом (Tektronix, с. 18). Предел щупа Tektronix задаёт как постоянное напряжение плюс пиковое значение переменного относительно земли (DC + peak AC, с. 18); с ним и сравнивают сигнал, включая выбросы. Для синуса пиковое значение в 1,41 раза больше действующего (наш комментарий), а размах для этого сравнения не берут.

Высоковольтный щуп не делает измерение изолированным. RIGOL в мерах безопасности требует соединять землю щупа только с землёй и не подключать её к высокому напряжению: иначе опасное напряжение окажется на разъёмах, органах управления и других поверхностях осциллографа и щупов. Если его общий провод соединён с корпусом осциллографа, он подходит только для точек, измеряемых относительно земли. Когда обе точки «плавают» — например, затвор верхнего ключа моста, — нужен дифференциальный щуп или изолятор щупа; приём разобран в термине «Плавающее измерение».

Не путать

С категорией измерений CAT: она говорит о стойкости к импульсным перенапряжениям в сети и всегда указывается в паре с рабочим напряжением (например, CAT II 300 В у щупа Multicomp); это не предел измеряемого сигнала — см. «Категория измерений CAT».

Частые вопросы

Какое напряжение выдерживает обычный щуп 10X?

По Tektronix, предел универсальных пассивных щупов — около 400–500 В в сумме постоянного и пикового переменного напряжения. Точное значение для своего щупа смотрят в его паспорте и маркировке; всё, что выше, — область высоковольтных щупов.

Зачем высоковольтному щупу длинный кабель?

Для безопасности: Tektronix пишет, что типичная длина кабеля 10 футов (около 3 м) позволяет поставить осциллограф за защитным ограждением или кожухом, а для случаев, когда прибор надо убрать ещё дальше, бывают кабели 25 футов (около 7,6 м).

Можно ли высоковольтным щупом мерить между двумя незаземлёнными точками?

Если у щупа провод земли соединён с корпусом осциллографа, подключать его к незаземлённой точке нельзя: Tektronix предупреждает, что земля щупа, присоединённая к узлу силовой схемы, замыкает его на землю. Для таких измерений берут дифференциальный щуп или изолятор щупа — см. «Плавающее измерение».

Источники

  1. Tektronix. ABCs of Probes, Primer (60W-6053-15) — с. 9: у каждого щупа есть предел по высокому напряжению, превышать его нельзя; с. 16: пассивные щупы бывают 1X, 10X и 100X для разных диапазонов напряжения; с. 18, рис. 2.5: «высокое напряжение» — всё, что сверх безопасного для универсального пассивного щупа 10X; предел универсальных пассивных щупов около 400–500 В (DC + пик AC), у высоковольтных — до 20 000 В; щуп на рис. 2.5 — постоянное до 20 кВ, импульсы до 40 кВ, полоса 75 МГц; кабели длиннее обычного, типично 10 футов, опция 25 футов, чтобы осциллограф стоял за ограждением
  2. RIGOL. MSO1000Z/DS1000Z Series Digital Oscilloscope, User's Guide (UGA19111-1110, Aug. 2016) — меры безопасности: прибор заземлён через защитный провод сетевого шнура; земля щупа должна быть соединена с землёй, её нельзя подключать к высокому напряжению — иначе опасное напряжение окажется на разъёмах, органах управления и других поверхностях осциллографа и щупов; гл. 2, Probe Ratio (с. 2-3, табл. 2-1): множитель щупа выставляют вручную от 0,01X до 1000X, по умолчанию 10X
  3. Multicomp Pro. MP770208 Voltage Probe, Passive, 60MHz, 600V, 10:1, datasheet V1.0 (13/05/22) — пассивный щуп 10:1 общего назначения: предельное напряжение < 200 В пик (1×) и < 600 В пик (10×); IEC 61010 CAT II — 150 В AC (1×), 300 В AC (10×)

Нашли ошибку?

Смотрите также