高位表测量的干扰与防护 Multimeter Guarding
为什么要防护?防护干扰。
如果不进行防护,有干扰读数会变动,末位总是跳动,同时读数也很可能有偏离。
干扰的来源?
干扰一般来自电波,而电波来自电源线和空间,起源于静电放电、接触不良的电火花、高频发射等。
对于一般家庭环境,干扰主要来自于空调、廉价开关电源(例如手机充电器)、电子日光灯镇流器、电脑、手机(振铃、通话中)。
高位表提供了什么防护措施?
1、输入线加磁环
2、隔离
一般高位表都把数字部分和模拟部分分开,用隔离变压器或光纤传输数据,也防止内部干扰。
3、电源输入滤波
作用主要是滤除来自电源的射频干扰,同时也有阻止信号和干扰通过电源线向外界传输的作用。
4、电源变压器屏蔽
一般在电源变压器的初级和次级之间有屏蔽层并接地,同时在初级和次级线包外另有屏蔽层
5、外壳、内壳、Guard端子
仪器一般都有金属外壳,并接到三线电源的中性点,也就是接地。一方面对内部形成物理保护,也形成电磁屏蔽。
高位表属于精密仪器,大多数高位表比普通仪器增加了一个独立的内壳,等于增加了一个防护措施,例如3458A的内壳,也是铝的,与外壳和内部的电路都绝缘,并接到一个自己的Guard接线柱上:
高位表如何在使用中进行防护?
1、机壳接地
机壳是第一道干扰屏蔽防线,仔细观察一下高位表的三线插头的中间那点,一般都是黄绿线,无一例外均接到机壳上。而插座的中心点要通过电源线接地的,这样外壳就接地了,实现外壳和测试的大环境(如地板、墙壁甚至测试人)的等电位。
因此在电源布线时,要求三线的中心点E必须接地,这可以用万用表的250V交流档,测试E和N的电压,应该不超过2V为好(而E和L之间应为正常电压)。
经常碰到仪器外壳带电,一般就是没有E或者没有接好,此时很多电源的内部在E和L之间、N和L之间接有电容,就吧E的电位拉到了110V附近,不仅有麻手的感觉,而且使得仪器外壳失去屏蔽作用。
测试自己的插座是否接地良好,必须有另外一个地参考地,然后测试其间的交流电压。
参考地,最理想的就是大地,平房的可以自己钻地埋钢筋,楼房只能在是在承重墙上引出一根钢筋,但不推荐。或者在墙上有粗钉子,但只能做高阻测试。测试电压如果很小,其实也不能说明问题。最彻底的测试就是加压测试内阻,这样就需要参考地是低阻的,墙上的钉子就不行。简单的一个测试方法,是用250V交流档测试零线和地线之间的电压,一般<4V。高了就是接地不好、干扰严重、或者没接地
2、被测试仪器有金属外壳、外壳接地
不言而喻,同样道理,也是对称。
3、保护的接法,被测试仪器自己接地
1和2属于正常测试线。
3即为保护线,一般要屏蔽表笔,一端接高位表的Guard,另一端接被测试电压的Lo
5为被测试仪器的地线,仪器内部已经接好
6为Lo与地(机壳)之间的接线,这个线如果不接,那么测试低端Lo和G的整个部分,将被悬浮。
4、保护的接法,被测试仪器自己不接地
这种情况经常发生在独立仪器、电池供电或者用简易适配器供电的场合。
接法类似上述,但由于被测仪器没把外壳接地,那么就需要测试者引出一条线5,把被测试仪器外壳接地。
5、保护的接法,被测试仪器有保护、外壳自己接地
此种方法适合高级仪器,自己有独立的内壳也就是保护。
H、L、G分别接好,然后在仪器端,用引线5把L和G接上,用引线6把G和E也接上。
如果L和G不接,那么测试电路处于悬空状态。同样,如果G和E不接,L和G也处于悬空状态。
6、 保护的接法,被测试仪器有保护、外壳自己不接地
类似上述,但由于没有接线4,自己要引一根线把被测仪器接地。
7、高位表Guard to Lo开关的使用
很多高位表提供了一个面板开关,可以把保护Guard接到测试低端Lo的选项。如果你非常专业,能够满足上述3、4、5的接法,那么就应该把这个开关开放/断开。
但很多情况下图方便,没有上述第5条的接线5,就可以在表的内部用Lo to G或者叫Guard to Lo进行短接,达到类似目的。当然,这种接法不如上述5,因为在测试地把Lo和G接到一起的效果是最好的。
参考资料:
《数字电表检测技术》,冯占岭,1996年12月第1版,pp417-422.
《电子电路使用抗干扰技术》,诸邦田,1994年10月第一版,人民邮电
《电子测量中的工频干扰及屏蔽》,陶时澍,1991年7月,中国计量
《电子电路抗干扰实用技术》,毛楠 孙瑛,1996年1月,国防工业
【全文完】 学习 ! 接地学习,长见识了~~~ 多谢老大的好文,图文并茂! 不错,学习了,谢谢 图文并茂,学习了 学习了,谢谢。 老大写的很详细,再推荐大家一本书:《电子测量中的工频干扰及屏蔽》 学习了,有时间给我的表加个市电滤波器,看看有没有改善 这个绝对是高位表的基础,老大科普的好! 真不错,讲得真好。 学习了,不知道我的台表加个电源过滤能不能稳定点 不错,学习了,谢了 好文,谢谢老大!学习了,对接地问题应该引起重视。 一定要学习一下 图文并茂,学习了,谢谢 学习了。特别感谢列出了书籍名称,可以买回来更多的学习一下。 {:142_381:} 老大,我这里由于离市电的大功率变压器有点近(大概30米左右),示波器探头悬空能测到20mVpp的50HZ交流信号。34401连上位机,输入短路用高采样率测试,曲线也是很明显的工频交流干扰,跟示波器一样非常稳定的波形。这个怎么解决啊? 学习跟帖。 完全看不懂啊智商不够需要充值了 {:142_381:}{:142_381:}
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