Oszilloskopsicherheit, Messungen für sichere Sondenmasseverbindung [geschlossen]

Ich habe mehrere sicherheitsbezogene Fragen zu Oszilloskopen. Die Fragen kommen nach ein paar Hintergrundinformationen. Bitte teilen Sie mir mit, wenn Sie der Meinung sind, dass die Hintergrundinformationen etwas zweifelhaft sind. Die meisten Fragen, die ich habe, beziehen sich darauf, welche Multimetermessungen durchzuführen sind, bevor die Oszilloskopmasse mit einem Punkt in der DUT-Schaltung verbunden wird. Entschuldigung, die Frage ist etwas lang. Ich habe einige Antworten in den verschiedenen Fragen auf dieser Website und andere gesehen, einschließlich Antworten ( Oszilloskop-Erdungsleitung - BANG! ), die die Verwendung eines Multimeters empfehlen, um zu prüfen, ob wir im Begriff sind, eine Verbindung zur Erde herzustellen oder nicht. Das frage ich speziell in Frage 5.

Das Anschließen der Erdungssonde eines Oszilloskops an etwas am DUT, das sich nicht auf Erdungsebene befindet, ist sehr schlecht, da dies zu einem Kurzschluss zur Erde führt. Dies könnte unsere Sonden und/oder das DUT und/oder unser Oszilloskop braten, daher werden differenzielle Sonden verwendet. Ich habe ein Paar Differentialsonden, aber mein Oszilloskop hat zwei Kanäle und ich muss möglicherweise zwei Kanäle gleichzeitig verwenden, je nachdem, wie die Reparatur des DUT verläuft. Dann hilft mir mein einziges Paar Differentialsonden nicht, oder?

  1. Ich kann nicht auf magische Weise mit einer Sonde auf Kanal 2 herumstochern, ohne ihre Masse anzubringen, und ein aussagekräftiges Signal erhalten, nur weil ich eine Differenzsonde auf Kanal 1 verwende, richtig?

Auch wenn das DUT isoliert ist (über einen Trenntransformator oder eine Batterie), wenn wir die Erdungsklemme der Oszilloskopsonde an das DUT anschließen, hat das DUT jetzt die gleiche Erdung wie das Oszilloskop, richtig?

  1. Kann das Anbringen der Erdungsklemme an der Erdung eines isolierten Geräts unter bestimmten Umständen gefährlich sein? (Vorausgesetzt, wir kommen nicht zu kurz, indem wir zu viel herumfummeln.)
  2. Sollte dies nur erfolgen, wenn das DUT ausgeschaltet ist? (außer um Herumfummeln und Kurzschlüsse zu vermeiden)
  3. Wenn wir nach erfolgreichem Anschluss der ersten Sonde die Sondenmasse des zweiten Kanals an der falschen Stelle anbringen, würden wir wieder einen Kurzschluss nach Masse liefern, richtig?
  4. Sollte ich mit einem Multimeter prüfen, ob zwischen dem Punkt, an dem ich die Masse meiner Sonde anbringe, und der Masse meiner Sonde ein Spannungspotential besteht? Was ist, wenn das Potential sehr niedrig ist, zB 0,01 V?
  5. Ich denke, es gibt keine 100% ige Garantie, dass etwas, das in den Schaltplänen als Masse gekennzeichnet ist, tatsächlich Masse ist. Ich möchte dies messen, um 100% sicher zu sein, dass der Punkt in der Schaltung, den ich mit der Masse der Sonde verbinden werde, tatsächlich Masse ist. Dazu würde ich ein Multimeter verwenden und in der Schaltung herumstöbern, Spannungen zwischen Punkten messen, an denen ich 5 V / 9 V / 12 V erwarte, und an denen ich eine gemeinsame Masse erwarte (und nach einem guten großen Stück Metall auf Erdpotential suchen, um es anzuschließen). Masseklemme an). Irgendwelche Probleme hier?

Gerüchten zufolge ist die Stromversorgung für mein DUT (ein alter Computer, Commodore VIC-20) (ich habe es gerade nicht in der Nähe) isoliert, aber ich würde gerne untersuchen, ob das stimmt. Der Computer funktioniert nicht und es ist möglich, dass er ursprünglich isoliert war, aber nicht mehr ist (könnte sogar ein Ersatznetzteil sein, soweit ich weiß.) 7) Zur Überprüfung, als ersten Test würde ich das Netzteil ausstecken und überprüfen Widerstand zwischen Stiften, die in die Wand gehen, und den Stiften, die in den Computer gehen, richtig? Mein Multimeter prüft nur bis 2 Megaohm. Ist das genug? Gibt es noch andere Tests, die ich machen sollte? Sollte ich die Kapazität zwischen den Steckerstiften und den Stiften, die in den Computer gehen, prüfen? Nach dem, was ich gelesen habe, ein paar pF bis einige tausend pF (wahrscheinlich abhängig von der Größe des Transformators) sind normal? Ich habe gerade einen zufälligen Wechselstromadapter getestet, der keinerlei Durchgang zwischen Steckerstiften und Ausgangsstiften zeigte, und das Ergebnis war 72 pF. Das würde einen sehr hohen kapazitiven Blindwiderstand von 44 MOhm bei 50 Hz ergeben. (Hinweis: Es wurde nur eine Kombination von Pins / Zinken getestet) und bei 100 V würde dies zu einem Leckstrom von ein paar Mikroampere führen, kein Grund zur Sorge, oder? (Hinweis: Die Stromversorgung des VIC-20 ist AC-AC 100 V-> 9 V. Der Rest der (linearen) Stromversorgungsschaltung befindet sich im Computer.) und bei 100 V würde das zu ein paar Mikroampere Leckstrom führen, kein Grund zur Sorge, oder? (Hinweis: Die Stromversorgung des VIC-20 ist AC-AC 100 V-> 9 V. Der Rest der (linearen) Stromversorgungsschaltung befindet sich im Computer.) und bei 100 V würde das zu ein paar Mikroampere Leckstrom führen, kein Grund zur Sorge, oder? (Hinweis: Die Stromversorgung des VIC-20 ist AC-AC 100 V-> 9 V. Der Rest der (linearen) Stromversorgungsschaltung befindet sich im Computer.)

Ich habe mir Trenntransformatoren angesehen und festgestellt, dass USV-Einheiten viel billiger als Trenntransformatoren sind und sich auch in vielen anderen Situationen als nützlich erweisen könnten (und sogar ausgeliehen/gemietet werden können).

  1. Die Speisung des DUT über die USV (im Batteriebetrieb, dh nicht am Netz angeschlossen) isoliert das DUT mindestens so gut wie ein Trenntransformator, richtig?
Fasse ich richtig zusammen, dass Sie Ihr Oszilloskop verwenden möchten, um einen VIC-20-Computer zu messen, der eine isolierte Versorgung hat (er sollte haben, wenn nicht, würden alle Metallteile des VIC-20 LIVE werden) und Sie sich Sorgen um die Erdung machen ? Es sollte kein Problem geben, den VIC-20 durch das Oszilloskop zu erden, im Gegensatz zum "Erdungskabel des Oszilloskops - BANG!" Frage, da dort der Stromkreis unter Spannung steht.
Diese Frage umfasst derzeit mehrere Fragen in einer. Es sollte sich nur auf ein Problem konzentrieren.
Außerdem gibt es viele "Ich mache dies und das, das ist OK, oder?" Bestätigungsfragen, die einfach mit Ja/Nein beantwortet werden können, aber nicht wirklich müssen, da es so aussieht, als wüssten Sie die Antwort bereits.
Hmm, ich werde versuchen, die Teilfragen in 3-4 Frageposts zu unterteilen. Wahrscheinlich 1) allgemeine Fragen zum Sondieren (Teilfragen 1-6), 2) Teilfrage 7 und 3) Teilfrage 8. Vielen Dank für die bisherigen Kommentare!
Das VIC-20 verfügt über eine zweipolige Stromversorgung, und der Ausgang ist isoliert (es sei denn, es liegt ein ernsthaftes Problem vor). Sie können also isoliert die Erdungsleitungen des Oszilloskops an jeden einzelnen Punkt im Stromkreis anschließen, um Messungen durchzuführen, aber wenn der VIC -20 ist beispielsweise an einen Fernseher angeschlossen, der bereits alles ändert, da der Fernseher selbst geerdet sein kann, über andere Geräte oder Antennenanschlüsse geerdet werden kann. Der sicherste Ort zum Anschließen von Oszilloskopsonden ist also der 0-V-Punkt namens Masse in VIC-20.
@Sneep: Eine USV ist nicht wirklich isoliert. Verwenden Sie keine USV anstelle eines Trenntransformators.
@JRE - Was ist, wenn er den Stecker zieht? Ist es dann nicht isoliert, wenn auch nur bis die Batterie leer ist?

Antworten (1)

Deine Vorsicht ist bewundernswert.
Ist die Masseverbindung Ihres Oszilloskop-Tastkopfs tatsächlich geerdet? In Nordamerika sollte Ihr Zielfernrohr besser ein 3-poliges Wechselstromkabel haben, dessen GND durch die Wechselstromverkabelung zu einer tatsächlichen Erdverbindung führt. Andernfalls könnte das Berühren von Metallteilen Ihres Zielfernrohrs gefährlich für Sie sein, da Ihr gesamtes Zielfernrohr schwimmt.

Wenn Sie davon überzeugt sind, dass Ihr Oszilloskop geerdet ist, können Sie ein VIC-20-Zielgerät einfach sondieren, indem Sie ohne GND-Verbindung des Oszilloskops sondieren . Stellen Sie sicher, dass Ihr Oszilloskop auf DC-Messung eingestellt ist und seine Zeitskala 50/60-Hz-Signale auflösen kann. Der vertikale Dämpfer sollte auf seine höchste Skala eingestellt werden.
Sondierender Finger ohne angeschlossene Oszilloskopsonde GNDSie werden möglicherweise einige sehen50/60-Hz-Zeug, selbst wenn Ihr Ziel-VIC-20 sicher schwebt. Es kann sogar eine signifikante Spannung messen. In einigen Räumen hat die Untersuchung meines schwebenden Fingers 40 V rms AC ergeben. Als eine erdfreie Gleichstromversorgung gemessen wurde, wurde eine der oben gezeigten sehr ähnliche Wellenform gefunden. Dies liegt daran, dass Ihre Sonde (1 Meg oder vielleicht 10 Meg) wie eine Spannungssondenantenne ist. Wenn Sie jedoch 120 V (oder anderswo 220 V) messen, sollten Warnflaggen "DANGER" zeigen - Ihre Gleichstromversorgung schwebt wahrscheinlich nicht so, wie sie sollte.
Wenn Sie einen 10K-Widerstand zwischen Sondenspitze und Sondenmasse hinzufügen, fällt die Wechselspannung erheblich ab? Wenn ja, können Sie zufrieden sein, dass die Strömung keine schockierende Erfahrung sein wird, und etwas sicherer sein, dass Ihr Ziel VIC-20 wahrscheinlich schwimmt.
Sie sollten keine Gleichspannung sehen, wenn Ihr Ziel-VIC-20 wirklich schwebt. Das Prüfen seiner GND-Ebene sollte eine durchschnittliche (mittlere) Spannung nahe 0 V zeigen.

An diesem Punkt würde ich versuchen, die GND der Oszilloskopsonde tatsächlich mit der VIC-20-Grundebene zu verbinden.

Beachten Sie, dass Sie eine 50-prozentige Wahrscheinlichkeit haben, einen fehlerhaften Ziel-VIC-20 an eine Wandsteckdose anzuschließen, damit seine fehlerhafte DC-Versorgung den zuvor beschriebenen Test besteht. An einem anderen Tag können Sie es anders herum anschließen und etwas in die Luft jagen. Geschafft: Mein Zielfernrohr-Alligator hat nicht überlebt, aber mein geschwärzter Daumen hat überlebt. Führen Sie diesen Test also jedes Mal durch , bis Sie sicher sind, dass Ihre Gleichstromversorgung vollständig schwebt.

Wenn Ihr Ziel-VIC-20 über eine 2-Draht-Leitungsschnur verfügt, führen Sie den Test so durch, dass er in beide Richtungen eingesteckt ist. Und wie Justme betont hat, wenn Sie andere Geräte (wie einen nicht isolierten Fernseher) an Ihren schwebenden VIC-20 anschließen, führen Sie diesen Test erneut durch .