某研究所用戶在使用示波器進(jìn)行測量時(shí),發(fā)現(xiàn)有很大的噪聲干擾,如下圖所示,無法進(jìn)行正常的測試,不是是否設(shè)備損壞?
問題分析:示波器自身會(huì)有一定的本底噪聲,但在200mv/格的量程下其噪聲的峰峰值通常不會(huì)超過半格(和示波器自身以及使用的探頭有關(guān))。目前的噪聲幅度明顯過大,而且有一定的周期性,應(yīng)該是受到了某種干擾。分析干擾信號(hào)的周期,大概在20ms左右,相當(dāng)于50Hz,是明顯的220V交流電的工作頻率,因此懷疑是交流電源輸入端的干擾。如下圖所示,斷開被測設(shè)備,干擾仍然存在,因此判斷干擾應(yīng)該來源于電源線或者示波器內(nèi)部。
現(xiàn)場檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)示波器外殼有帶電現(xiàn)象,結(jié)合干擾信號(hào)的50Hz頻率,懷疑接地有問題。于是逐一檢查電源線和插線板,終于發(fā)現(xiàn)干擾信號(hào)的原因:用戶錯(cuò)誤使用了徳標(biāo)(歐標(biāo))的電源線。如下圖所示。
臺(tái)式測量儀表都使用單相三線制的電源線,也就是說正常的交流電源線應(yīng)該有3個(gè)接觸點(diǎn):火線、零線、地線。如下圖所示,徳標(biāo)電源線有2個(gè)伸出的圓柱形接觸點(diǎn)(火線、零線)以及側(cè)面的彈簧片(地線),可以插在國標(biāo)電源插線板上。但是由于國標(biāo)插座沒有側(cè)面的彈簧片,因此徳標(biāo)的電源線雖然可以插在國標(biāo)的插線板上,但此時(shí)地線是沒有連接的,因此造成儀表機(jī)殼帶電以及交流電源的干擾。
更換儀器本身自帶的國標(biāo)電源線后,示波器上的干擾信號(hào)消失,可以正常進(jìn)行信號(hào)測試。經(jīng)詢問,用戶的徳標(biāo)電源線是隨同一臺(tái)購買的德國設(shè)備進(jìn)口的,由于沒有注意到電源線間的差異,所以也沒有配備專門的轉(zhuǎn)換插頭。用戶很多設(shè)備的電源線都混在一起,在使用示波器時(shí)把這根電源線拿過來用時(shí)發(fā)現(xiàn)上述問題。問題總結(jié):一般采用金屬屏蔽外殼的臺(tái)式儀表都使用單相三線制的電源線(個(gè)別大功率儀表會(huì)使用三相4線制電源線),其電源線上的三個(gè)接觸點(diǎn)分別連接火線(Line)、零線(Neutral)和地線(GND),而地線通常是和大地以及金屬外殼連接在一起。如下圖所示是典型的交流電源輸入端的濾波電路,濾波電容CY1和CY2主要提供共模噪聲的泄放回路。如果GND沒有真正連接大地,一方面會(huì)造成電源產(chǎn)生的共模噪聲無法泄放,另一方面會(huì)使機(jī)殼帶電(比如對于220V的交流電來說,如果GND沒有連接大地,機(jī)殼上可能會(huì)帶110V的電壓),對人體的安全造成危害。另外機(jī)殼沒有接地也會(huì)造成靜電無法泄放,造成設(shè)備很容易損壞。有些用戶的貴重的儀器設(shè)備在正常使用環(huán)境下頻繁出現(xiàn)故障和損壞,很多都和接地不良或使用了錯(cuò)誤的電源線、插線板有關(guān)。
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原文標(biāo)題:為什么扔掉你的德標(biāo)電源線?
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