¿Por qué necesitamos un transformador de aislamiento para conectar un osciloscopio?

Mi profesor siempre insiste en que proporcione energía a un osciloscopio a través de un transformador de aislamiento. ¿Cuál es la necesidad de esto? ¿Cuál es el riesgo si no lo conecto?

¡Nunca debe flotar un telescopio con un transformador de aislamiento! Este es un consejo temerario y peligroso de tu profesor, y él / ella necesita un control de la realidad.

El procedimiento aceptado para realizar un trabajo que requiere aislamiento es AISLAR LA UNIDAD BAJO LA PRUEBA, NO EL EQUIPO DE PRUEBA.

¿Por qué?

• Es mucho más fácil recordar que la unidad bajo prueba es insegura y necesita un manejo cuidadoso, no su osciloscopio
• Si conecta un cable de comunicación a su alcance flotante (USB, GPIB, RS232), adivine qué, ya NO ES FLOTANTE. (Todos estos cables tienen retornos con referencia a tierra)
• Tan pronto como conecte ese alcance flotante, regrese a un potencial, todo el metal expuesto en el alcance ahora está en ese potencial. Mayor peligro de descarga.

Si no puede hacer flotar la unidad bajo prueba, use una sonda diferencial aislada para realizar sus mediciones y mantenga la UUT y el telescopio conectados a tierra. Ninguna medida vale el riesgo de seguridad.

Un osciloscopio con batería puede parecer una buena idea en esta circunstancia, pero solo si tiene entradas aisladas dedicadas. Un telescopio ordinario que funciona con baterías con entradas no aisladas seguirá sufriendo el problema del metal expuesto flotando a cualquier potencial al que conecte la tierra. Es por eso que todos los manuales de los ámbitos que funcionan con batería dicen claramente "Este alcance siempre debe estar conectado a tierra, incluso si se está quedando sin batería". Si elige ignorar esto, es bajo su propio riesgo. Un alcance con entradas aisladas dedicadas aún debe conectarse a tierra como una buena práctica. Es esencialmente el equivalente de usar sondas diferenciales externas aisladas con un alcance ordinario.

Trabajo a tiempo completo en electrónica de potencia y tengo decenas de miles de dólares en equipos de laboratorio en mi banco. Si alguien queda atrapado flotando su alcance, el equipo de ingeniería de prueba corrige inmediatamente el flotador, se incauta el medio del flotador (la mayoría de las veces se trata de un cable de línea con la punta del suelo retirada): es posible una acción disciplinaria. Numerosos ingenieros senior / principales han frenado sus PC y todo su conjunto de instrumentos de banco conectados a GPIB al intentar hacer flotar el equipo de prueba y olvidarse de la interfaz GPIB. (Nadie ha muerto todavía, afortunadamente)

El clip de cocodrilo en la sonda de alcance:

( fuente de imagen )

está conectado, a través del cable de alimentación, a la Tierra. Si lo acorta a algo que no está en el potencial de la Tierra, obtiene una gran corriente y las cosas se disparan.

Dicho esto, un transformador de aislamiento en el alcance no es el camino a seguir. Hay una razón por la cual los ingenieros construyeron el alcance de esta manera, y tiene que ver con la seguridad y el rendimiento de ruido. Es mejor aislar el dispositivo que se está probando y dejar que el telescopio funcione como se diseñó.

Recuerde que ese clip de tierra también está conectado al chasis de metal del telescopio. Es probable que lo toques. También es probable que estés tocando la Tierra. Entonces considere estos circuitos:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Scope1 permite que la corriente peligrosa de la unidad bajo prueba (UUT) fluya a través de usted a tierra. Tu mueres.

el alcance2 puede dañarse o simplemente quemarse un fusible, ya que la UUT se ha puesto en cortocircuito accidentalmente a tierra. Pero vivirás, porque tienes una impedancia mucho mayor a tierra que el pin de tierra del cable. Es por eso que se llama un terreno de seguridad .

Si solo evitas cortar el suelo, todo lo que no esté en el potencial de la Tierra (alcance3), entonces nada se dispara. ¡Solo asegúrate de no cometer errores!

Si desea protegerlo a usted, al UUT y al alcance contra errores, lo correcto es usar un suministro aislado y limitado en la corriente (alcance4). Entre el aislamiento y el terreno de seguridad, será más difícil (pero no imposible) suicidarse. Si hace un cortocircuito por error, la limitación actual se activa y probablemente evita el daño permanente a cualquier cosa.

Ambos enfoques son posibles de aplicar (con diferentes ventajas y desventajas). A veces es difícil organizar un transformador de aislamiento para un dispositivo bajo prueba, cuando el dispositivo consume mucha energía (electrónica de potencia que impulsa un gran motor XY kW). En tales casos, podría tener sentido aislar el osciloscopio, ya que el transformador de aislamiento puede ser muy pequeño y económico.

LMA

Si bien lo que dices es posible, tú y tu profesor no están viendo todos los otros dañinos involucrados con esa configuración. Los demás no están equivocados y, si es posible, le han dicho cómo hacerlo de una manera más segura en general. Como práctica general, su profesor es incorrecto o tal vez está malinterpretando su profesor ... lo más probable, pero no se puede probar.

Me enseñaron lo mismo ... Cuando se trata de corriente AC / RF, aísle la fuente del O-Scope. ¿POR QUÉ?

Un alcance es:

1. Ver la forma de onda.
2. Muchos ámbitos no pueden manejar los altos voltajes, volaría el alcance.
3. No desea cargar el circuito.
4. RF en un alcance! No es algo bueno en absoluto.
   Nota al margen: algunos ámbitos pueden tener un circuito de aislamiento integrado en el ámbito.
5. SÍ, tendrá que hacer un poco más de matemática cuando se inserte el transformador de aislamiento: no todos los xformers son exactamente 1: 1.
6. Recuerde que la señal se invertirá si eso es una consideración para su trabajo.
7. Ah, lea el manual del osciloscopio y le indicará cuál debe ser el voltaje de entrada máximo.
8. Impotencia, whoops - Impedancia - Piense de nuevo antes de los transistores y la capacidad de construir simplemente un VOM con alta impedancia de entrada: teníamos VTVM para tener un alto (100,000,000 Z). Estos dispositivos se utilizaron para no cargar el circuito que se está probando.

OK, necesito terminar mi café. Más aportes por favor.

El profesor parece tener razón, a veces durante las pruebas de circuito, si se supone que tiene que suceder que tenemos que analizar las formas de onda de la red de entrada y el sistema tiene un cable de alimentación de 2 pines, entonces la fase y la orientación neutral pueden cambiar, ya que dso tiene su tierra BNC conectada a la conexión a tierra del cambio en el cable de 2 clavijas puede conectar el circuito neutro / fase utilizado para referencia de la sonda a la conexión a tierra, cortocircuito de plomo