Mengapa kita memerlukan transformator isolasi untuk menghubungkan osiloskop?


48

Dosen saya selalu menegaskan bahwa saya memberikan daya pada osiloskop melalui transformator isolasi. Apa perlunya ini? Apa risikonya jika saya tidak menghubungkannya? masukkan deskripsi gambar di sini



11
Profesor Anda mungkin ingin meninjau pemahaman mereka tentang alat uji pembumian. Aku sadar itu berantakan mencoba menyampaikan ini kepada seorang profesor, tetapi itu atau kemungkinan ruang lingkup panggang / siswa panggang.
Anindo Ghosh

3
Ini adalah asumsi konyol bahwa mengapung lingkup akan melindunginya, ketika kehidupan pengguna dalam bahaya dan banyak cara untuk membunuh ruang lingkup masih ada. Probe diferensial terisolasi akan menjaga ruang lingkup DAN pengguna aman. Benar-benar orang bodoh yang picik.
Adam Lawrence

2
Saya pikir setiap ruang lingkup yang sangat mudah dihancurkan (selain melebur sekering) harus menelan biaya kurang dari $ 12.000, atau harus dibuang ke tempat sampah.
Phil Frost

2
Di laboratorium elektronik awal, ini harus menjadi masalah umum dan membuat frustrasi. Siswa hampir pasti untuk memotong lead ground ke suatu tempat tinggal di beberapa titik. Apa yang bisa dilakukan? Letakkan Perangkat Diuji berdasarkan kesalahan, mungkin?
Bobbi Bennett

Jawaban:


69

Anda tidak boleh mengapung lingkup dengan transformator isolasi! Ini adalah saran yang ceroboh dan berbahaya dari profesor Anda, dan ia membutuhkan pemeriksaan kenyataan.

Prosedur yang diterima untuk melakukan pekerjaan yang membutuhkan isolasi adalah dengan MENGISOLASI UNIT DI BAWAH UJI, BUKAN PERALATAN UJI.

Mengapa?

  • Jauh lebih mudah untuk diingat bahwa unit yang diuji adalah yang tidak aman dan perlu penanganan yang hati-hati, bukan osiloskop Anda
  • Jika Anda menyambungkan kabel komunikasi ke ruang lingkup mengambang Anda (USB, GPIB, RS232), coba tebak - TIDAK ADA FLOATING LAMA. (Semua kabel ini memiliki pengembalian yang direferensikan ke bumi)
  • Segera setelah Anda menghubungkan lingkup terapung itu kembali ke potensi, semua logam yang terpapar pada ruang lingkup sekarang berada pada potensi itu. Bahaya sengatan besar.

Jika Anda tidak dapat mengapung unit yang sedang diuji, gunakan probe diferensial yang terisolasi untuk melakukan pengukuran Anda, dan biarkan UUT dan lingkup tetap terhubung. Tidak ada pengukuran yang sepadan dengan risiko keamanan.

Lingkup yang dioperasikan dengan baterai mungkin tampak seperti ide yang bagus dalam situasi ini, tetapi hanya jika ia mendedikasikan input terisolasi. Lingkup biasa yang dioperasikan dengan baterai dengan input yang tidak terisolasi masih akan mengalami masalah logam yang terekspos melayang ke potensi apa pun yang Anda sambungkan ke ground. Itu sebabnya semua manual untuk lingkup baterai dioperasikan dengan jelas mengatakan "Ruang lingkup ini harus selalu dibumikan, bahkan jika Anda kehabisan baterai" - jika Anda memilih untuk mengabaikan ini, itu adalah risiko Anda sendiri. Ruang lingkup dengan input terisolasi khusus masih harus dibumikan sebagai praktik yang baik. Ini pada dasarnya setara dengan menggunakan probe diferensial terisolasi eksternal dengan ruang lingkup biasa.

Saya bekerja penuh waktu dalam elektronika daya dan memiliki puluhan ribu dolar peralatan lab di bangku saya. Jika ada yang ketahuan melayang lingkupnya, pelampung segera dikoreksi oleh tim engineering test, sarana pelampung disita (paling sering ini adalah kabel garis dengan cabang tanah dilepas) - tindakan disipliner adalah suatu kemungkinan. Sejumlah insinyur senior / utama telah menggoreng PC mereka dan seluruh set instrumen bangku yang terhubung dengan GPIB dengan mencoba mengapungkan peralatan uji dan melupakan antarmuka GPIB. (Belum ada yang meninggal - untungnya)


2
Bagaimana dengan ruang lingkup baterai yang dioperasikan?
abdullah kahraman

2
Saya akan menambahkan ini ke badan jawaban saya.
Adam Lawrence

2
Saya pikir mereka lebih berhati-hati tentang osiloskop yang rusak (harganya sekitar $ 12.000).
noufal

2
@noufal, berapa nilai hidupmu untukmu? Sekolah Anda mungkin hanya menghargai Anda dalam hal uang tambahan yang akan mereka dapatkan untuk menyelesaikan gelar Anda; Saya menganggap harga diri Anda jauh lebih tinggi.
Dan Neely

Banyak kata tentang hal-hal yang tidak boleh dilakukan oleh para insinyur, tetapi tidak ada kata-kata tentang mengapa ...

31

Klip buaya pada probe lingkup:

probe lingkup

( sumber gambar )

terhubung, melalui kabel listrik, ke Bumi. Jika Anda mengaitkannya dengan sesuatu yang tidak berpotensi Bumi, Anda mendapatkan arus besar, dan banyak hal menjadi booming.

Yang mengatakan, transformator isolasi pada ruang lingkup bukan cara untuk pergi. Ada alasan mengapa para insinyur membangun lingkup seperti ini, dan itu berkaitan dengan kinerja keselamatan dan kebisingan. Lebih baik mengisolasi perangkat yang sedang diuji, dan membiarkan ruang lingkup berfungsi seperti yang dirancang.

Ingat, klip ground tersebut juga terhubung ke sasis logam dari ruang lingkup. Kemungkinan Anda akan menyentuhnya. Kemungkinan besar Anda menyentuh Bumi. Jadi pertimbangkan sirkuit ini:

skema

mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab

scope1 memungkinkan arus berbahaya dari unit yang diuji (UUT) mengalir melalui Anda ke ground. Mati kau.

scope2 mungkin rusak, atau mungkin hanya melebur sekering, karena UUT secara tidak sengaja korslet ke ground. Tetapi, Anda akan hidup, karena Anda memiliki impedansi yang jauh lebih tinggi ke ground daripada pin ground pada kabelnya. Inilah sebabnya mengapa ini disebut tempat aman .

Jika Anda hanya menghindari memotong timah ke sesuatu yang tidak berpotensi Bumi (scope3), maka tidak ada yang berjalan booming. Pastikan untuk tidak membuat kesalahan!

Jika Anda ingin melindungi Anda, UUT, dan ruang lingkup terhadap kesalahan, maka hal yang benar untuk digunakan adalah pasokan yang terisolasi, terbatas saat ini (scope4). Antara isolasi dan tempat aman, akan lebih sulit (tetapi bukan tidak mungkin) untuk bunuh diri. Jika Anda melakukan kesalahan pendek pada sesuatu, pembatasan saat ini menendang dan mungkin menghindari kerusakan permanen pada apa pun.


hanya untuk mengkonfirmasi dengan pemahaman saya ... Anda mengatakan bahwa pin buaya dari probe adalah pada potensi yang sama dari ground pasokan utama AC melalui osiloskop. Jika bersentuhan dengan bagian mana pun dari rangkaian uji yang potensinya selain nol, ada kemungkinan arus mengalir melemparkan jalur ini ke ground. Ini akan merusak UJIAN SIRKUIT / UNIT DI BAWAH. Jadi lebih baik mengisolasi alat uji yang sedang diuji. Apakah saya benar ? koreksi saya sebaliknya ...
noufal

Tidak. Masalah dengan mengambang lingkup adalah bahwa itu akan dilupakan dan masih mengambang saat lain kali digunakan. Sangat menakutkan untuk menyadari bahwa Anda telah membiarkan sesuatu mengambang dan pria berikutnya bisa mendapatkan kejutan yang mematikan. Apung unit Anda dalam pengujian dan kemudian amankan di akhir pencarian kesalahan / pengukuran Anda. Ini kebiasaan yang baik untuk diterima.
Sendok

1
Mungkin perlu dicatat bahwa hal yang tepat untuk melindungi terhadap kerusakan peralatan di sini adalah pasokan AC yang terbatas saat ini. Kemudian, alih-alih menguapkan sesuatu (sekering, jika Anda beruntung), Anda hanya mendengar relay dalam penawaran mengklik sebagai pembatasan saat ini, Anda berpikir "oops!" dan ingatkan diri Anda untuk lebih berhati-hati tentang di mana Anda memasang probe lingkup Anda.
Phil Frost

1
@noufal Jika unit Anda sedang diuji memiliki penyearah jembatan, mengaitkan lingkup tanah sampai ke 'pengembalian primer' (sisi rendah dari output jembatan, yang biasanya merupakan referensi untuk semua sirkuit primer) tanpa isolasi berarti bahwa lingkup tanah, kabel probe dan ruang lingkup shunting penyearah jembatan Anda antara pengembalian netral dan primer, membiarkan AC berbahaya masuk melalui instrumen (yang tidak dimaksudkan untuk menangani daya seperti itu).
Adam Lawrence

1
@noufal Mengaitkan lingkup hingga pengembalian primer tanpa isolasi adalah (dalam pengalaman saya) penyebab # 1 untuk ruang lingkup dan peralatan uji yang digoreng.
Adam Lawrence

1

Kedua pendekatan ini dimungkinkan untuk diterapkan (dengan pro dan kontra yang berbeda). Terkadang sulit untuk mengatur transformator isolasi untuk perangkat yang diuji, ketika perangkat mengkonsumsi banyak daya (elektronik daya mengendarai motor besar XY kW). Dalam kasus seperti itu, masuk akal untuk mengisolasi osiloskop, karena transformator isolasi bisa sangat kecil dan murah.

LMA


-1

Meskipun apa yang Anda katakan itu mungkin, Anda dan prof Anda tidak melihat semua damgers lain yang terlibat dengan pengaturan itu. Yang lain tidak salah dan mereka telah memberi tahu Anda bagaimana melakukannya dengan cara yang lebih aman secara umum sebagai kebiasaan jika memungkinkan. Sebagai praktik umum, prof Anda salah atau mungkin Anda salah memahami prof .... kemungkinan besar tetapi tidak dapat dibuktikan.


-2

Saya diajarkan hal yang sama ... Ketika datang ke arus AC / RF, mengisolasi sumber dari O-Scope. MENGAPA?

Ruang lingkup adalah untuk:

  1. Lihat bentuk gelombang.
  2. Banyak lingkup tidak dapat menangani tegangan tinggi, Anda akan meledakkan ruang lingkup.
  3. Anda tidak ingin memuat sirkuit.
  4. RF menjadi lingkup! Bukan hal yang baik sama sekali.
    Catatan: Beberapa lingkup mungkin memiliki sirkuit isolasi yang dibangun ke dalam lingkup.
  5. YA, Anda harus melakukan sedikit lebih banyak matematika ketika transformator isolasi dimasukkan - Tidak semua xformers persis 1: 1.
  6. Ingat sinyal akan terbalik jika itu menjadi pertimbangan untuk pekerjaan Anda.
  7. Oh, baca manual ruang lingkup dan itu akan / harus, memberi tahu Anda apa tegangan input maksimum bisa.
  8. Impotensi, whoops - Impedance - Berpikir kembali jauh sebelum transistor dan kemampuan untuk hanya membangun VOM dengan impedansi input yang tinggi: kami memiliki VTVMs yang memiliki tinggi (100.000.000 Z). Perangkat ini digunakan agar tidak memuat sirkuit yang sedang diuji.

OK - saya harus menghabiskan kopi saya. Tolong masukan lebih banyak.


2
Pada poin 2: gunakan probe yang benar untuk voltase. Pada poin 4: cakupan seringkali naik ke input 1 GHz atau lebih tinggi, yang saya pikir Anda akan setuju adalah RF. Atau maksud Anda sesuatu selain frekuensi radio oleh RF?
Andrew Morton

-4

Profesor itu tampaknya benar, kadang-kadang selama pengujian rangkaian jika hal itu terjadi bahwa kita harus menganalisis bentuk gelombang input utama dan sistem memiliki kabel listrik 2pin, maka fase dan orientasi netral dapat berubah, karena tanah BNC terhubung ke pembumian perubahan kabel 2 pin dapat menghubungkan sirkuit netral / fase yang digunakan untuk referensi probe ke pembumian, hubungan pendek leadind


3
Profesor itu salah. Anda SELALU menggunakan transformator isolasi pada perangkat, TIDAK PERNAH pada lingkupnya.
JRE
Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.