¿Por qué demonios se hace referencia a los o-scopes?

Pensándolo bien: Nunca encontraría un multímetro "conectado a tierra" tan robusto y útil si se introdujera un camino a tierra a través del multímetro, modificando el comportamiento del circuito y posiblemente dañando el multímetro con corrientes.

¿Por qué se hace referencia a tantos osciloscopios de tierra? Al leer algún material educativo, la mayoría de los "errores comunes cometidos por los estudiantes" están colocando el clip de conexión a tierra incorrectamente y causando malos resultados, ¡cuando el o-scope solo se está utilizando como un voltímetro elegante!

He oído hablar de un telescopio Tek que tiene un transformador de aislamiento dentro ... sin embargo, ignorando eso, y teniendo en cuenta que los DSO más nuevos pueden tener carcasas de plástico (lo que es más importante, supongo que aislado de usted), ¿podría simplemente quitar el pin de conexión a tierra y instalar un transformador de CA 1: 1 entre el osciloscopio y el tomacorriente y estar en mi camino sondeando varias fuentes calientes / neutrales / conectadas a tierra sin preocuparse por un camino a tierra por más tiempo?

Los osciloscopios generalmente requieren una potencia significativa y son físicamente grandes. Tener un chasis de ese tamaño, que incluiría tierra expuesta en los conectores BNC y los clips de tierra de la sonda, flotar sería peligroso.

Si tiene que observar las formas de onda en los equipos alimentados por la pared, generalmente es mucho mejor colocar el transformador de aislamiento en ese equipo en lugar de en el alcance. Una vez que se conecta el osciloscopio, proporciona una referencia de tierra a esa parte del circuito, por lo que otras partes podrían estar a altos voltajes de referencia a tierra, lo que podría ser peligroso. Sin embargo, es probable que tenga más cuidado de no tocar las partes de la unidad bajo prueba que el alcance.

Los ámbitos también pueden tener otros caminos hacia el suelo que son fáciles de olvidar. Por ejemplo, el alcance en mi banco generalmente tiene una conexión RS-232 permanente a mi computadora. Sería fácil hacer flotar el alcance pero olvidarse de tales cosas. El alcance en realidad no sería flotante. En el mejor de los casos, un fusible se abriría cuando se conecta por primera vez a una unidad alimentada por la pared bajo prueba en el lugar equivocado.

Los fabricantes podrían aislar el alcance con bastante facilidad, pero eso probablemente los abre a problemas de responsabilidad. En general, el equipo de banco no está aislado, pero el equipo de mano sí. Si realmente necesita realizar mediciones aisladas con frecuencia, puede obtener telescopios portátiles que funcionan con baterías.

ADVERTENCIA: Los medios de ser menos propensos a morir o matar a otros se analizan a continuación.
La lectura puede considerarse útil. .

Considere esta "opinión informada" en lugar de la escritura sagrada.

En un osciloscopio, desea el mejor resultado que pueda obtener por el dinero y es mucho más fácil construir un amplificador de un solo extremo en lugar de uno diferencial cuando desea una ganancia plana de la regla para la mayor cantidad de ancho de banda posible y un retardo de fase constante. La mayoría de las veces se necesita un osciloscopio para medir una señal no sinusoidal, por lo que su capacidad para manejar fielmente los componentes de frecuencia "en todo el rango" es vital para proporcionarle una imagen precisa de lo que realmente hay. En muchos casos, la terminación simple es lo suficientemente buena como para que puedan brindarle canales de referencia a tierra dual para más de un canal diferencial simple pero menos a notablemente menos que los canales diferenciales debidos.

Muchos osciloscopios mejores tienen un modo de sustracción de doble canal que le brinda una aproximación a un amplificador diferencial. La aproximación es fácilmente obvia en la capacidad de ajustar independientemente las ganancias del canal para anular el pedestal de modo común o agregar algún componente si se desea.

Las personas que "deben tener" el modo diferencial flotante verdadero pueden comprar el complemento opcional en el módulo diferencial seguro.

"Flotando" un osciloscopiopara que el terreno local no esté en el terreno verdadero es un tiempo honrado y generalmente algo desaprobado por la práctica. En muchos casos funciona lo suficientemente bien. La práctica común en mis días universitarios (hace mucho tiempo) era tener un enchufe con una toma de corriente. El enchufe tenía el pin de tierra cortado y dicho enchufe generalmente estaba coloreado de rojo brillante en un intento de prevenir los diversos eventos consiguientes inevitables. Para que esto funcione, los amplificadores deben haber sido construidos con un solo extremo pero flotando con el cable de tierra del osciloscopio la única conexión a tierra local (real). Esto coloca este método en la misma clase que la descrita en la pregunta: el transformador "1: 1 se sustituye por una fuente de alimentación aislada. Cuando se usa un smps para el suministro de la red eléctrica (como será casi siempre el caso con el equipo fabricado en cualquier momento desde que Noah se retiró), entonces uno puede tener que pensar en los posibles efectos de los condensadores X e Y conectados entre el alcance P&N y el alcance de la tierra. Estos están aislados del PNE verdadero por el transformador 1: 1, pero aún pueden hacer cosas interesantes para intentar emular un amplificador balanceado adecuado.

Un granEl problema se produce (o puede) cuando intenta estar en su camino feliz sondeando varias fuentes calientes / neutrales / conectadas a tierra sin preocuparse por un camino a tierra que ya no utiliza dos canales a la vez. O tratando de hacerlo. La libertad recién descubierta de usar la punta de la sonda + tierra ya que Vin1-Vin2 NO se extiende a dos canales donde Vin2 no es el mismo para ambos canales. Esto es cegadoramente obvio antes de leer esto o como lo hace PERO el hecho de que no lo haya incluido o tenga en cuenta una advertencia en su pregunta muestra lo fácil que es pasarlo por alto. Incluso si USTED es consciente de esta limitación no tan sutil, puede matar a alguien que usa su equipo o que trabaja con usted o que simplemente está físicamente en contacto con el clip de tierra en el canal 2 cuando decide conectar el canal 1 tierra a la fase Obviamente un poco de sentido común hace que esta práctica sea segura [tm] para un rango de valores de seguridad bastante más limitado de lo que la mayoría de la gente está acostumbrada. Su inspector local de seguridad ocupacional (los nombres varían según el país) o el jefe o la hija pequeña pueden considerar que la práctica es deficiente.

Dicho todo esto, la mayoría de nosotros hacemos cosas regularmente como parte de nuestra vida laboral cotidiana que son capaces de matarnos o mutilarnos a nosotros u otros en un momento si violamos el contrato social o salimos de los límites aceptables de comportamiento acordados. Conducir un automóvil por una carretera de 2 carriles con tráfico que se aproxima en el otro lado es un buen ejemplo. Su automóvil y su alcance pueden matarlo a usted y a otros si se usan incorrectamente. Asegurarse de que el alcance no sea un requisito mínimo para jugar a los juegos que usted describe, un amplificador de aislamiento flotante PUEDE ser una mejor opción.

Una gran razón por la que los ámbitos están conectados a tierra es que generalmente tienen dos o más canales que comparten una referencia de terreno común. Si un osciloscopio no está conectado a tierra y una de las entradas a tierra de la sonda está conectada a un chasis de metal expuesto sin conexión a tierra, mientras que otra entrada a tierra está conectada a AC120, la primera sonda podría electrificar el chasis mencionado anteriormente con AC120, creando así una condición extremadamente peligrosa. La filosofía de diseño del alcance es que si la tierra de una sonda se puede conectar a un objeto metálico expuesto y el clip de tierra de otra sonda toca un voltaje peligroso, sería mejor hacer volar chispas en el último punto (o peor) que crear un peligro en el primero.

Es para detener el alcance de la lectura del EMI volando.

La puesta a tierra de la sonda de alcance conecta la tierra a la pantalla del cable largo de la sonda. La pantalla detiene la interferencia radiada que perturba el voltaje en el cable de medición en el centro del cable de la sonda.

De lo contrario, su medición podría contener ruido irradiado por el equipo que se está probando, la iluminación de la red y cualquier otra cosa que esté dando vueltas (por lo general, muchas en un laboratorio de pruebas ').

Nunca he estado en una situación en la que necesitaría aislar el osciloscopio a través de un transformador de aislamiento. Uso el transformador de aislamiento en el equipo que estoy midiendo, como un televisor o un SMPS. Sus primeras etapas de la fuente de alimentación generalmente no están aisladas. Mi experiencia proviene de trabajar en un taller de reparación de televisores hace unas décadas, y siempre asumimos que la unidad no está aislada o su aislamiento se ve comprometido hasta que se prueban las corrientes de fuga de metal expuesto en el exterior.

Nunca he visto la necesidad de esas sondas diff porque si selecciona el o-scope correcto, manejará esa entrada correctamente.

También para responder el título a su pregunta, es porque es un requisito que el metal expuesto se conecte a tierra de acuerdo con los reguladores de electrodomésticos como UL y CE.

Si un alcance de tierra no está referenciado a tierra, debe tener todas sus canales aisladas unas de otras, sondas positivas y negativas (para evitar el acceso directo de la entrada negativa de un canal con las otras contrapartes).

Los osciloscopios portátiles o de mano con un solo canal funcionan de esta manera y puede usarlos como multímetro (por ejemplo, Velleman HPS50, Velleman HPS140i). Acerca de los osciloscopios de dos o más canales, no tengo idea si los canales están aislados uno del otro.

Las piezas conductoras de puesta a tierra de seguridad evitan que las personas se suiciden mientras miden potenciales de alto voltaje; de ​​lo contrario, el alcance y todo lo que esté conectado a él estaría en un potencial peligroso.

Aislar los canales entre sí y del marco del alcance aumentaría el nivel de precio del alcance. Al mismo tiempo, es necesario evitar que las partes conductoras se puedan tocar. Algunos ámbitos TEK implementaron esto hace 10-15 años.

Si sabe lo que está haciendo, hacer que el telescopio flote no es un problema, pero la persona debe comprender completamente los problemas de seguridad, evitando poder tocar las partes / dispositivos conductores conectados al telescopio y / o aislar el DUT también.

La caja externa debe estar conectada a tierra, pero las entradas no deben estar conectadas. Es posible que se deban hacer cambios para que el suelo expuesto de BNC quede obsoleto. Fácil de hacer y debería ser. Saludos CB

Intente pensar en lo que sucedería si el alcance estuviera flotando. Sería razonable conectar el clip de la sonda a un lado de una línea diferencial (p. Ej., RS422) y la punta de la sonda a la otra pata. El lado de la punta normalmente vería una carga de 10M / 10pf, pero el lado del clip vería una carga capacitiva mal definida a través del transformador de la red a la red y al neutro. Cualquier cosa medida por encima del espectro de audio sería altamente sospechosa.