示波器安全使用注意事项

“ 我在新手工程师的时候，曾用普通高阻无源探头测试浮地信号，一开机就火花四溅，发生短路炸机。后来查找资料才想明白了原因。这一篇介绍示波器安全使用注意事项，接地的正确方法，浮地测量注意事项。”

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示波器的接地

示波器接地和市电零线、火线、地线的关系，如图1.

图1.

火线：也称相线，由发电站或变电站提供，电压220V，人体接触会有危险；

零线：为火线提供回路，在发电站或变电站端接地；由于是远端接地，因此在 居民楼用户端电位不一定为零，可能带弱电，但相对安全；

地线：零电势参考点，在居民楼用户端接大地，零电压，绝对安全。

示波器接地意味着把示波器连接到电气中性的参考点上，把示波器三头电源线插到连接接地装置的插座上，实现示波器接地。示波器接地对人身安全时必须的，如果高压接触没有接地的示波器机箱，会发生电击。而示波器正确接地时，电流回通过接地路径传送到接地装置上，而不是通过用户身体传送到接地装置上。示波器需要与测试的任何电路共享相同的接地。

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示波器接地不良造成的电源干扰

如图1， 一般采用金属屏蔽外壳的台式仪表都使用单相三线制的电源线，其电源线的三个接触点分别连接火线，零线，和地线，地线通常是与大地连接在一起。如果地线连接不良，除了安全风险，还会造成电源干扰。

如图2，典型的交流电源输入端的滤波电路，滤波电容CY1和CY2主要提供共模噪声的泄放回路。如果GND没有连接大地，会造成电源产生的共模噪声无法泄放。这种情况在探头断开测试设备时，还能看到示波器有干扰信号，如图3.。这种干扰一方面影响测试的精度，另一方面在测试一些高阻抗，敏感电平信号的电路时，还会影响电路正常工作。

图2. 电源前端滤波电路

图3. 接地不良的干扰

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示波器测量非隔离电路的方法

如图4，普通的示波器与市电没有隔离，外壳金属端与探头的负端（地）均与地线相连，当用示波器直接对零线火线测量时，就会间接地把零线或火线对地线短路（等效于图中红色虚线）。

图4.

使用示波器测试直接接市电的电路板时，虽然不是直接测试市电，但同样的道理，市电会通过电路板的线路与示波器的地线相连，进而连接到大地的地线E，同样导致零线或火线对地线短路，非常危险。

而对于这种场景：示波器直接接市电，电路板接AC Source，此时对电路板进行测量，甚至测量AC Source的输出电压也不会有故障保护出现的情况，是因为AC Source本身就是一个隔离电源，其输出的AC电源实际上已经跟市电隔离开来，因此示波器地线与其相接时不会产生短路回环，造成故障的出现。

除了如上错误的测试方法，我们可能会想到将示波器的电源地线人为断开或者使用隔离变压器的方法对示波器供电，达到断开测试环路的目的，但这种方法属于“浮地”测试，同样不予推荐。如图5：

图5.

浮地测量时，示波器外壳金属端和探头接地端带有同等电平。当测量市电时，外壳可能带有220V电压，人体一旦接触到示波器外壳，电流会经过人体流入大地，非常危险。如图6.

图6.

推荐浮地测量的方法：

• A-B伪差分测量

• 使用高压差分探头