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    儀器接地的重要性和判斷方法

    發(fā)布時(shí)間:2018-06-26 責(zé)任編輯:wenwei

    【導(dǎo)讀】相信不少工程師在儀器的使用過(guò)程中都可能遇過(guò)儀器外殼麻手的情況。甚至在平時(shí)使用筆記本電腦,或者其他家電,都有可能有這個(gè)情況發(fā)生。有些人認(rèn)為,這是由于漏電引起的。其實(shí),儀器外殼麻手主要是由于儀器接地不良引起的。
     
    Part1 正確認(rèn)識(shí)儀器的接地
     
    1、接地不良會(huì)造成什么損壞?
     
    這是一個(gè)接地不良造成儀器損壞的實(shí)例。這是一臺(tái)是德科技的電源。我們將儀器外殼打開(kāi),發(fā)現(xiàn)儀器的GPIB接口已經(jīng)燒毀了,仔細(xì)看的話可以發(fā)現(xiàn),有一些針腳已經(jīng)融化了。
     
    儀器接地的重要性和判斷方法
    儀器接地的重要性和判斷方法
     
    而連接儀器的GPIB卡呢?拆開(kāi)后發(fā)現(xiàn),本該是綠色的電路板已經(jīng)被燒毀成了黑色。接地不良為何會(huì)對(duì)儀器造成如此大的影響呢?
     
    儀器接地的重要性和判斷方法
    儀器接地的重要性和判斷方法
     
    2、儀器外殼帶電的起因
     
    原因就在電源濾波器上。這個(gè)器件存在大部分的儀器中,用來(lái)濾除220V市電中的雜訊。
     
    把電源率波器放大,我們能看到其電路原理圖。左面是220V的電源線,上下兩端各是火線和零線,它們之間的電壓差為220V,E點(diǎn)是電源線中的地線。右面的上下兩端同樣是儀器端的火線和零線,它們之間的電壓也是220V,E點(diǎn)則是我們儀器的外殼。
     
    儀器接地的重要性和判斷方法
     
    如果儀器外殼和電源線纜的地線接觸良好,那么圖中這兩個(gè)濾波電容,可以濾除市電中的噪聲。但是一旦儀器外殼和電源線的地線斷開(kāi),而這兩個(gè)電容容值相等的話,這兩個(gè)電容就會(huì)成為分壓電容。儀器的外殼,也就帶了220V電壓的一半,也就是110V的交流電壓。此時(shí)操作人員碰觸儀器的金屬外殼的話,就會(huì)被110V的交流電壓打到。
     
    再來(lái)看一個(gè)儀器連接的示例,圖中的頻譜儀正常的接地了,而信號(hào)源卻沒(méi)有接地。這樣的話,信號(hào)源的外殼就帶了110V的交流電壓。此時(shí)如果使用射頻線纜將頻譜儀和信號(hào)源連接的話,會(huì)損壞儀器嗎?
     
    儀器接地的重要性和判斷方法
     
    正常連接的話,是不會(huì)的。因?yàn)樾盘?hào)源外殼的110V電壓會(huì)通過(guò)N型線纜的外圈,導(dǎo)入到頻譜儀的外殼,再通過(guò)頻譜儀的外殼,導(dǎo)入到電源線的地線中去了??墒俏覀儞?dān)心的是,如果在連接線纜的時(shí)候沒(méi)有水平對(duì)準(zhǔn),N型線纜的內(nèi)芯,觸碰到了信號(hào)源的外殼,此時(shí)110V的電壓會(huì)通過(guò)線纜的內(nèi)芯,導(dǎo)入到頻譜儀和射頻器件中去,導(dǎo)致頻譜儀的多個(gè)備件損壞。
     
    接地不良的話,同樣的故障會(huì)發(fā)生在GPIB,串口和USB口等所有連接端口處。
     
    3、接地不良的原因
     
    隨著我們國(guó)家在電網(wǎng)建設(shè)上的進(jìn)步,供電質(zhì)量以及電源接地基本已經(jīng)不存在問(wèn)題。那儀器接地不良是由什么引起的呢?最大原因其實(shí)是使用了不良的排插。
     
    儀器接地的重要性和判斷方法
     
    左圖是舊國(guó)標(biāo)的排插,又稱萬(wàn)用排插;右圖則是新國(guó)標(biāo)的排插。舊國(guó)標(biāo)的排插插孔比較大,主要為了方便各類標(biāo)準(zhǔn)的插頭可以插入。在使用了一段時(shí)間之后,內(nèi)部簧片容易松動(dòng),造成電源線和排插之間沒(méi)有充分連接,從而導(dǎo)致儀器接地不良。
     
    第二個(gè)原因則是使用了劣質(zhì)排插。我們將兩種不同的排插拆開(kāi)。發(fā)現(xiàn)質(zhì)量好的使用的是0.5mm的磷青銅制成,可以使用5000次以上。而劣質(zhì)排插使用的是0.4mm的黃銅鍍鎘,是用幾次之后,加持力就變小了。而排插的線纜也有很大不同。質(zhì)量好的排插使用的銅線很粗,而劣質(zhì)的排插使用的銅線非常細(xì),容易折斷而造成儀器沒(méi)有接地。
     
    儀器接地的重要性和判斷方法
     
    造成接地不良的第三大原因就是電源線。我們推薦使用下圖中間上面的國(guó)標(biāo)電源線。其他的美標(biāo)、英標(biāo)、歐標(biāo)的都不建議使用。原因就是,他們的接地柱比國(guó)標(biāo)電源線要粗,需要使用萬(wàn)用排插,而排插在使用了這些電源線之后,內(nèi)部的簧片就很容易松動(dòng)了。
     
    儀器接地的重要性和判斷方法
     
    因此,只要稍微注意實(shí)驗(yàn)室里的電源排插與電源線,就能有效防止儀器接地不良,避免儀器的損壞。
     
    Part2 判斷儀器接地的三個(gè)方法
     
    知道了儀器接地不良造成的危害,以及如何避免儀器接地不良。我們?cè)俳o大家介紹三個(gè)判斷儀器是否接地良好的方法。
     
    1、使用插座測(cè)試器
     
    圖中顯示的就是插座測(cè)試器。將這些插座測(cè)試器插入排插之后,根據(jù)相應(yīng)的指示燈,能判斷該排插的電源接線是否良好。如果是缺地線,測(cè)試器會(huì)顯示為中間燈亮,兩側(cè)不亮。
     
    需要注意的是:測(cè)試器左下方的綠色按鈕是測(cè)試漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)是否工作正常的,按下后會(huì)引起電路保護(hù)開(kāi)關(guān)的自動(dòng)跳閘。在按下此按鈕前,請(qǐng)注意先將儀器及其他用電器先關(guān)閉。
     
    儀器接地的重要性和判斷方法
     
    2、使用電筆
     
    可能很多人說(shuō)到接地不良最先想到的就是使用電筆。我們可以使用電筆直接測(cè)試儀器外殼的金屬部分。圖中的電筆上,110V的指示燈亮了,說(shuō)明儀器外殼至少帶了110V的交流電。此儀器沒(méi)有接地,需要引起注意,此時(shí)如果觸摸儀器外殼,會(huì)被電擊。
     
    儀器接地的重要性和判斷方法
     
    3、使用萬(wàn)用表
     
    將萬(wàn)用表調(diào)至交流電壓檔,連接儀器電源線的地線和零線。我們建議地線和零線之間的電壓差在0.5V到2V之間。
     
    需要注意的是,如果地線和零線直接的電壓差為0,則有可能是電工將地線和零線接在了一起,送至配電箱的零線端。此時(shí)的情況是沒(méi)有地線,非常危險(xiǎn)。因此我們建議地線和零線之間的電壓差在0.5V和2V之間。
     
    儀器接地的重要性和判斷方法
     
    以上是三種簡(jiǎn)單的方法來(lái)判斷實(shí)驗(yàn)室的接地狀況。在接地良好的情況下,儀器可以避免不必要的損壞。
     
     
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