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[教學文獻] 高位表測量的干擾與防護 Multimeter Guarding

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發表於 2016-3-31 23:24:41 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
本文章最後由 專炸元件 於 2016-3-31 11:30 PM 編輯
原文轉載有詢問原作者LYMAX(Lymex/bg2vo)意願

高位表測量的干擾與防護 Multimeter Guarding



作者:  Lymax  原文:高位表测量的干扰与防护 Multimeter Guarding
http://bbs.38hot.net/forum.php?mod=viewthread&tid=434&fromuid=45820
(出处: 38度发烧友论坛--38Hot Volt-Nuts 仪表 基准 工具 电子爱好者专业论坛)

為什麼要防護?

防護干擾。
如果不進行防護,有干擾讀數會變動,末位總是跳動,同時讀數也很可能有偏離。


干擾的來源?

干擾一般來自電波,而電波來自電源線和空間,起源於靜電放電、接觸不良的電火花、高頻發射等。
對於一般家庭環境,干擾主要來自於空調、廉價開關電源(例如手機充電器)、電子日光燈鎮流器、電腦、手機(振鈴、通話中)。


高位表提供了什麼防護措施?
1、輸入線加磁環
圖一 (001) 2_3_ab84c4871e6b421.jpg
圖二
(002) 2_3_88d6378d2f9bcd8.jpg

2、隔離
一般高位表都把數字部分和模擬部分分開,用隔離變壓器或光纖傳輸數據,也防止內部干擾。
圖三
(003) 2_3_02f33d5304635cf.jpg

3、電源輸入濾波
作用主要是濾除來自電源的射頻干擾,同時也有阻止信號和干擾通過電源線向外界傳輸的作用。
圖四
(004) 2_3_6715066cfd99a84.jpg

4、電源變壓器屏蔽

一般在電源變壓器的初級和次級之間有屏蔽層並接地,同時在初級和次級線包外另有屏蔽層
圖五
(005) 2_3_9dcd8c44ad029a1.jpg
圖六
(006) 2_3_7e4a1b3d7d82729.jpg


5、外殼、內殼、Guard端子
儀器一般都有金屬外殼,並接到三線電源的中性點,也就是接地。一方面對內部形成物理保護,也形成電磁屏蔽。
高位表屬於精密儀器,大多數高位表比普通儀器增加了一個獨立的內殼,等於增加了一個防護措施,例如3458A的內殼,也是鋁的,與外殼和內部的電路都絕緣,並接到一個自己的Guard接線柱上:
圖七
(007) 2_3_8d16089a633b9dc.jpg
圖八
(008) 2_3_3c5c3027aa1c7b0.jpg


高位表如何在使用中進行防護?


1、機殼接地
機殼是第一道干擾屏蔽防線,仔細觀察一下高位表的三線插頭的中間那點,一般都是黃綠線,無一例外均接到機殼上。而插座的中心點要通過電源線接地的,這樣外殼就接地了,實現外殼和測試的大環境(如地板、牆壁甚至測試人)的等電位。
圖九
(009) 2_3_c819ad4799e577e.jpg

因此在電源佈線時,要求三線的中心點E必須接地,這可以用萬用表的250V交流檔,測試E和N的電壓,應該不超過2V為好(而E和L之間應為正常電壓)。
圖十
(010) 2_3_83919ee183b49d3.jpg


經常碰到儀器外殼帶電,一般就是沒有E或者沒有接好,此時很多電源的內部在E和L之間、N和L之間接有電容,就把E的電位拉到了110V附近,不僅有麻手的感覺,而且使得儀器外殼失去屏蔽作用。
圖十一
(011) 2_3_375d692b0dbb244.jpg

測試自己的插座是否接地良好,必須有另外一個地參考地,然後測試其間的交流電壓。
參考地,最理想的就是大地,平房的可以自己鑽地埋鋼筋,樓房只能在是在承重牆上引出一根鋼筋,但不推薦。或者在牆上有粗釘子,但只能做高阻測試。測試電壓如果很小,其實也不能說明問題。最徹底的測試就是加壓測試內阻,這樣就需要參考地是低阻的,牆上的釘子就不行。簡單的一個測試方法,是用250V交流檔測試零線和地線之間的電壓,一般<4V。高了就是接地不好、干擾嚴重、或者沒接地


2、被測試儀器有金屬外殼、外殼接地
不言而喻,同樣道理,也是對稱。


3、保護的接法,被測試儀器自己接地
圖十二
(012) 2_3_cc3db9b1d63dac4.jpg
  

1和2屬於正常測試線。
3即為保護線,一般要屏蔽表筆,一端接高位表的Guard,另一端接被測試電壓的Lo
5為被測試儀器的地線,儀器內部已經接好
6為Lo與地(機殼)之間的接線,這個線如果不接,那麼測試低端Lo和G的整個部分,將被懸浮。


4、保護的接法,被測試儀器自己不接地
這種情況經常發生在獨立儀器、電池供電或者用簡易適配器供電的場合。
接法類似上述,但由於被測儀器沒把外殼接地,那麼就需要測試者引出一條線5,把被測試儀器外殼接地。
圖十三
(013) 2_3_61c2d38025b66b6.jpg

5、保護的接法,被測試儀器有保護、外殼自己接地
此種方法適合高級儀器,自己有獨立的內殼也就是保護。
H、L、G分別接好,然後在儀器端,用引線5把L和G接上,用引線6把G和E也接上。
如果L和G不接,那麼測試電路處於懸空狀態。同樣,如果G和E不接,L和G也處於懸空狀態。
圖十四
(014) 2_3_adc906a7cee4bfd.jpg

6、 保護的接法,被測試儀器有保護、外殼自己不接地
類似上述,但由於沒有接線4,自己要引一根線把被測儀器接地。


7、高位表Guard to Lo開關的使用
很多高位表提供了一個面板開關,可以把保護Guard接到測試低端Lo的選項。如果你非常專業,能夠滿足上述3、4、5的接法,那麼就應該把這個開關開放/斷開。
但很多情況下圖方便,沒有上述第5條的接線5,就可以在表的內部用Lo to G或者叫Guard to Lo進行短接,達到類似目的。當然,這種接法不如上述5,因為在測試地把Lo和G接到一起的效果是最好的。
圖十五
(015) 2_3_5cb38681391fcd7.jpg




參考資料:
《數字電錶檢測技術》,馮佔嶺,1996年12月第1版,pp417-422.
《電子電路使用抗干擾技術》,諸邦田,1994年10月第一版,人民郵電
《電子測量中的工頻干擾及屏蔽》,陶時澍,1991年7月,中國計量
《電子電路抗干擾實用技術》,毛楠 孫瑛,1996年1月,國防工業
【全文完】

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 樓主| 發表於 2016-3-31 23:27:41 | 顯示全部樓層
本文章最後由 專炸元件 於 2016-3-31 11:33 PM 編輯

本文部分用詞有經過調整與刪減或增加
本文當中出現的若售價相關單位皆是以人民幣計價
本文當中書本文獻資料大部分是中國地區的  市電也是中國地區的





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