示波器安全使用原則與規(guī)范

在學(xué)習(xí)使用示波器前，我們應(yīng)該要學(xué)習(xí)在使用示波器的過(guò)程中，會(huì)有哪些安全隱患存在，以及我們?cè)撊绾我?guī)避這些不安全的操作。今天我們就來(lái)了解下示波器的一些安全使用原則。

我們先來(lái)看看說(shuō)明書(shū)上是怎么說(shuō)的：

• 只有受過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)的人員才能執(zhí)行維修程序
• 避免起火和人身傷害
• 使用合適的電源線。請(qǐng)使用本產(chǎn)品專(zhuān)用并經(jīng)所在國(guó)家/地區(qū)認(rèn)證的電源線
• 正確連接和斷開(kāi)探頭。正確連接儀器探頭，探頭的接地端為地相位。當(dāng)探頭或測(cè)試端連接到電壓源上時(shí)請(qǐng)勿插拔；將探頭與測(cè)試儀器斷開(kāi)前，請(qǐng)將探頭輸入和探頭基準(zhǔn)導(dǎo)線與電路斷開(kāi)
• 將產(chǎn)品接地。為避免電擊，必須將儀器通過(guò)接地導(dǎo)線與大地相連
• 查看所有終端額定值。為避免起火和過(guò)大電流的沖擊，請(qǐng)查看產(chǎn)品上所有的額定值和標(biāo)記說(shuō)明。在連接產(chǎn)品前，請(qǐng)先查看產(chǎn)品手冊(cè)，了解額定值的詳細(xì)信息
• 使用正確的探頭。為避免過(guò)大電流的沖擊，請(qǐng)使用正確的額定探頭進(jìn)行測(cè)量
• 斷開(kāi)交流電源。適配器可以斷開(kāi)交流電源，用戶(hù)必須能隨時(shí)觸及適配器
• 請(qǐng)勿拆機(jī)運(yùn)行。如外蓋或面板已卸下，請(qǐng)勿操作
• 懷疑產(chǎn)品出現(xiàn)故障時(shí)，請(qǐng)勿進(jìn)行操作。如果懷疑本產(chǎn)品損壞，請(qǐng)讓指定的維修人員進(jìn)行檢查
• 正確對(duì)電池進(jìn)行充電。按指定的電源適配器和推薦的充電周期對(duì)電池進(jìn)行充電
• 避免接觸裸露電路。產(chǎn)品接通電源時(shí)，請(qǐng)勿接觸任何裸露的接點(diǎn)和部件
• 保持良好的通風(fēng)
• 請(qǐng)勿在潮濕的環(huán)境下使用
• 請(qǐng)勿在易燃易爆的環(huán)境下使用
• 請(qǐng)保持產(chǎn)品表面的清潔和干燥

在示波器通道口附近，寫(xiě)有ALL INPUTS 1MΩ//14pF 300Vrms CAT I

他的含義是所有通道輸入阻抗是1MΩ，輸入電容是14pF，最大輸入電壓有效值為300V，CAT是安全等級(jí)分類(lèi)，根據(jù)國(guó)際電子電工委員會(huì)IEC1010-1的定義，把工業(yè)工作的區(qū)域分為四個(gè)等級(jí)，分別是CATI，CATII?，CATIII?，CATIV，每個(gè)等級(jí)定義不同。

測(cè)量類(lèi)別

CAT I 電子設(shè)備負(fù)載

CAT II 單項(xiàng)接收的負(fù)載，電氣設(shè)備負(fù)載

CAT III 三相電的配電，分配端，包括單項(xiàng)照明電

CAT IV 三相電落地的總輸入/接入端口，任何在戶(hù)外的導(dǎo)體

在CAT I，CAT II區(qū)域里，最高受到600V的電壓沖擊，儀器不會(huì)對(duì)人體安全產(chǎn)生威脅。

300Vrms也意味著在 IEC 類(lèi)別 I 安裝條件下，可以將輸入終端連接到其線電壓最大值為 300Vrms 的電路接線端。為避免電擊的危險(xiǎn)，請(qǐng)不要將輸入端連接到線電壓超過(guò) 300Vrms 的電路。

何為IEC 類(lèi)別 I設(shè)備？

這類(lèi)設(shè)備具有金屬外殼，但它除靠一層基本絕緣來(lái)防電擊外還另有補(bǔ)充措施，即它具有經(jīng)PE線接地的手段。這樣當(dāng)基本絕緣損壞帶電導(dǎo)體碰設(shè)備金屬外殼時(shí)，外殼電位因接地而大大降低，同時(shí)經(jīng)PE線構(gòu)成的接地通路也可使產(chǎn)生的接地故障電流返回電源，這時(shí)回路上的防護(hù)電器即可檢測(cè)出故障電流而及時(shí)切斷電源。這類(lèi)設(shè)備具有機(jī)械強(qiáng)度高的金屬外殼和簡(jiǎn)單有效的防電擊措施，它有較大的適用范圍，額定功率不受限制，得到廣泛應(yīng)用。

實(shí)際上，示波器能測(cè)多大電壓往往取決于用什么探頭，如下圖示波器配合標(biāo)配的10X探頭最高可以測(cè)600V pk，選配的100X高壓探頭T3100C, 耐壓可達(dá)2KV pk。600V的電壓經(jīng)過(guò)10倍衰減輸入示波器后，只剩60V，因此不會(huì)對(duì)示波器造成傷害。

所以，在測(cè)試的時(shí)候，還要檢查探頭衰減與示波器通道衰減倍數(shù)設(shè)置是否一致，否則會(huì)引起讀數(shù)錯(cuò)誤。

除了在進(jìn)行測(cè)試前，應(yīng)估算被測(cè)信號(hào)的幅度大小之外，我們也應(yīng)確認(rèn)示波器的量程范圍和示波器的基線是否對(duì)齊零點(diǎn)。如圖可知，在1X檔位下，最大垂直檔位是10V，示波器縱坐標(biāo)上一共是10格，所以此時(shí)最大量程是100V，其他檔位下同理。而如果示波器的基線沒(méi)有對(duì)齊零點(diǎn)，則需要對(duì)示波器進(jìn)行自校準(zhǔn)，這種情況一般出現(xiàn)在長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有使用示波器，或者所處環(huán)境溫度、海拔高度出現(xiàn)了比較大的變化時(shí)候。

示波器可在沒(méi)有直接連接到主電源市電的電路上進(jìn)行測(cè)量。例如，沒(méi)有從主電源引出的電路， 或者雖然從市電引出，但經(jīng)過(guò)了特殊保護(hù)（內(nèi)部）的電路。在后一種情況下，瞬間應(yīng)力會(huì)發(fā)生變化；因此，用戶(hù)應(yīng)了解設(shè)備的瞬間承受能力。瞬間過(guò)電壓在與主電源隔離的電路中存在。麥科信STO系列數(shù)字示波器的設(shè)計(jì)可安全地承受偶發(fā)的最大1000Vpk的瞬間過(guò)電壓。不要使用示波器在瞬間過(guò)電壓超過(guò)這個(gè)值的電路中測(cè)量。

采用示波器測(cè)試高壓電路時(shí)，要特別注意安全。要站在絕緣物上，單手操作，不要觸及設(shè)備和其他接地物體，更不要接觸高壓測(cè)試點(diǎn)。接探頭時(shí)，先切斷高壓測(cè)試電路電源，接好后，再進(jìn)行測(cè)試。示波器安全使用中最重要的一點(diǎn)毫無(wú)疑問(wèn)當(dāng)屬可靠的接地，可靠接地可以有效避免示波器外殼金屬部分帶電（如BNC接口），同時(shí)在測(cè)量時(shí)也更加安全。

示波器通道的探頭地，從安全考慮，最好只接一個(gè)，因?yàn)槭静ㄆ魍ǖ乐g往往不是隔離的，示波器內(nèi)部通道往往共地，并且接在地電平上。如測(cè)量高頻信號(hào)的時(shí)候如果確實(shí)需使用兩個(gè)地線夾，則一定要保證兩個(gè)地線夾連的都是地電平。

如下圖所示測(cè)量市電的時(shí)候，就會(huì)造成對(duì)地線的短路，從而引發(fā)跳閘等問(wèn)題。

有些工程師在測(cè)量高壓信號(hào)時(shí)，往往習(xí)慣性地把電源插頭的保護(hù)地?cái)嚅_(kāi)，然后使用普通無(wú)源探頭直接進(jìn)行測(cè)量，也就是我們所說(shuō)的浮地測(cè)量方式。但這種測(cè)量方式其實(shí)存在安全隱患，可能會(huì)使得示波器外殼金屬部分帶電，人體不小心觸碰到有觸電危險(xiǎn)。如果要用示波器探頭測(cè)量浮地信號(hào)，最好當(dāng)然是是采用差分探頭，如果沒(méi)有條件可以用兩探頭信號(hào)相減的辦法。而示波器探頭不接地可能會(huì)導(dǎo)致電路錯(cuò)誤或短路。

如下圖通道一（黃色）和通道二（藍(lán)色）分別測(cè)量的是零線和火線，通道三（粉色）是直接采用差分探頭測(cè)出的市電波形，通過(guò)示波器數(shù)學(xué)通道（紅色）相減后也可以得出市電波形。