高位表測量的干擾與防護 Multimeter Guarding

專炸元件

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
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(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
圖二


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


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


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

圖六



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

圖八



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


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



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


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

  

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


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


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





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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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