Перейти к содержанию

Можно ли осциллографом измерять сетевое напряжение?

Обновлено Редакция GAW

Внимание: сетевое напряжение опасно для жизни. Измерения в цепях 230 В выполняют только приборами нужной категории и с соблюдением правил электробезопасности.

У осциллографа с питанием от сети внешние контакты разъёмов BNC соединены с защитным заземлением. Значит, зажим земли пассивного щупа тоже заземлён. Teledyne LeCroy в руководстве к щупу PP023 прямо запрещает подключать этот зажим к точке с потенциалом, отличным от земли.

Что сделатьЧто произойдёт
Зажим земли щупа на фазукороткое замыкание фазы на землю через щуп и осциллограф
Зажим земли на минус выпрямителя без трансформаторазамыкание через диоды моста, мост и щуп повреждены
Отключить заземление осциллографакорпус прибора под сетевым потенциалом, опасность поражения
Земли двух каналов на разные точки схемыто же замыкание, только через осциллограф
Режим A − B двумя пассивными щупамине замена дифференциальному щупу: подавление синфазного сигнала с ростом частоты быстро падает
Дифференциальный щуп или изоляторбезопасное измерение разности двух точек

Чем мерить

Tektronix в учебнике «ABCs of Probes» называет два безопасных способа: дифференциальный щуп, который измеряет разность двух точек и сам не связан с землёй схемы, и изолятор щупа, который развязывает щуп от прибора. Осциллограф при этом остаётся заземлённым, как и должен. Типичное рабочее напряжение таких изоляторов — 600 В RMS. Режим вычитания двух каналов Tektronix называет худшей заменой: из-за различий каналов подавление синфазного сигнала с ростом частоты резко падает. В разделе о помехах Tektronix упоминает и разделительный трансформатор в питании испытуемой схемы — но схема после него остаётся опасной для прикосновения, а её точки — под напряжением относительно друг друга.

На какое напряжение рассчитывать

Действующее значение сети 230 В, а амплитуда — около 325 В: расчёт есть в ответе «Какое амплитудное напряжение в розетке?». Щуп и прибор выбирают по категории измерений: цепи, подключённые к розеткам, относятся к CAT II. У пассивных щупов Siglent допустимое напряжение в положении 1X вдвое ниже, чем в 10X: 150 и 300 В RMS CAT II.

Что означают категории, объясняет термин «категория измерений CAT», как устроена развязка — термин «гальваническая развязка», а как безопасно проверить напряжение сети мультиметром — ответ «Как проверить напряжение в розетке мультиметром?». Устройство пассивного щупа и режимы 1X/10X описаны в термине «щуп осциллографа».

Похожие вопросы

Можно ли просто не подключать зажим земли щупа?

Наконечник тогда меряет напряжение относительно заземления осциллографа — для фазы это корректное измерение «фаза — земля», но только щупом в положении 10X нужной категории: у Siglent это 300 В RMS CAT II, а в 1X лишь 150 В. Главная опасность — сам свободный зажим: он заземлён, и, коснувшись им фазы или минуса бестрансформаторной схемы, вы устроите замыкание. Поэтому зажим снимают совсем, а разность двух точек сети меряют только дифференциальным щупом.

Можно ли отключить заземление осциллографа, чтобы его корпус «плавал»?

Нет. Tektronix прямо называет это опасной практикой: корпус и разъёмы прибора оказываются под потенциалом схемы, и прикосновение к ним смертельно опасно. К тому же измерение искажается звоном.

Хватит ли щупа на 300 В для сети 230 В?

Номинал щупа задан в действующих значениях: 230 В RMS меньше 300 В RMS, а импульсные перенапряжения сети учитывает категория CAT II. Но у щупов Siglent 300 В RMS CAT II — только в положении 10X, в положении 1X — 150 В. Кроме того, LeCroy для своих щупов приводит кривую снижения допустимого напряжения с ростом частоты.

Источники

  1. Teledyne LeCroy. PP023 Passive Probe Operator's Manual (928608-00 Rev A, July 2017) — General Safety Information — подключать только к заземлённым приборам, у которых корпус BNC соединён с землёй; не подключать провод земли щупа к точке с потенциалом, отличным от земли; наибольшее входное напряжение — 500 В RMS для цепей, не связанных с сетью, и 400 В RMS в категории CAT II; CAT II — измерения в цепях, подключённых к розеткам; кривая снижения допустимого напряжения с ростом частоты (Voltage vs. Frequency Derating Curve)
  2. Tektronix. ABCs of Probes, Primer (60W-6053-8, 2004) — разд. Floating Measurements — подключение земли щупа к схеме, ни одна точка которой не заземлена, вызывает замыкание на землю; отключать заземление осциллографа опасно: корпус оказывается под потенциалом схемы, а измерение искажается звоном из-за ёмкости корпуса на землю; безопасный путь — дифференциальный щуп или изолятор щупа, типичное рабочее напряжение изоляторов 600 В RMS; рис. 2-4 и текст рядом — вычитание каналов (invert and add) возможно, но из-за различий каналов CMRR с ростом частоты быстро падает, предпочтителен дифференциальный щуп; разд. о помехах контура земли — разделительный трансформатор в питании испытуемой схемы
  3. Siglent. Probe datasheet: PB470, PP510, PP215, SP2035 и др. — пассивные щупы 1X/10X: входное напряжение 150 В RMS CAT II в положении 1X и 300 В RMS CAT II в положении 10X

Нашли ошибку?

Смотрите также