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

¡Nunca debe flotar un osciloscopio con un transformador de aislamiento! Este es un consejo imprudente y peligroso de su profesor, y él/ella necesita una revisión de la realidad.

El procedimiento aceptado para realizar trabajos que requieren aislamiento es AISLAR LA UNIDAD BAJO PRUEBA, NO EL EQUIPO DE PRUEBA.

¿Por qué?

• Es mucho más fácil recordar que la unidad bajo prueba es la que no es segura 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 FLOTA. (Todos estos cables tienen retornos referenciados a tierra)
• Tan pronto como conecte ese alcance flotante, vuelva a un potencial, todo el metal expuesto en el alcance ahora está en ese potencial. Gran peligro de descarga.

Si no puede hacer flotar la unidad bajo prueba, use una sonda diferencial aislada para hacer sus mediciones y mantenga tanto la UUT como el osciloscopio conectados a tierra. Ninguna medición vale la pena el riesgo de seguridad.

Un osciloscopio que funcione con batería puede parecer una buena idea en esta circunstancia, pero solo si tiene entradas aisladas dedicadas. Un osciloscopio ordinario que funciona con baterías y con entradas no aisladas sufrirá el problema de que el metal expuesto flota hasta cualquier potencial al que conecte la tierra. Es por eso que todos los manuales para los visores que funcionan con batería dicen claramente "Este visor siempre debe estar conectado a tierra, incluso si se está quedando sin batería"; si elige ignorar esto, es bajo su propio riesgo. Un osciloscopio con entradas aisladas dedicadas aún debe conectarse a tierra como una buena práctica. Es esencialmente el equivalente a usar sondas diferenciales aisladas externas 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 es atrapado flotando su visor, el equipo de ingeniería de prueba corrige inmediatamente el flotador, se incauta el medio de flotación (la mayoría de las veces es un cable de línea con la punta de tierra removida) - existe la posibilidad de una acción disciplinaria. Numerosos ingenieros senior/principales han frito 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)

La pinza de cocodrilo en la sonda de alcance:

( fuente de la imagen )

está conectado, a través del cable de alimentación, a tierra. Si lo enganchas a algo que no está al potencial de la Tierra, obtienes una gran corriente y las cosas explotan.

Dicho esto, un transformador de aislamiento en el alcance no es el camino a seguir. Hay una razón por la que los ingenieros construyeron el visor de esta manera, y tiene que ver con la seguridad y el rendimiento del ruido. Es mejor aislar el dispositivo bajo prueba y dejar que el osciloscopio funcione según lo diseñado.

Recuerde, ese clip de tierra también está conectado al chasis metálico del visor. Es probable que lo toque. También es probable que estés tocando la Tierra. Así que 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.

scope2 puede estar dañado, o puede quemar un fusible, ya que la UUT se ha cortocircuitado accidentalmente a tierra. Pero, vivirás, porque tienes una impedancia a tierra mucho más alta que el pin de tierra en el cable. Por eso se llama terreno de seguridad .

Si simplemente evita cortar el cable de tierra a cualquier cosa que no esté en el potencial de la Tierra (alcance 3), entonces nada se dispara. ¡Solo asegúrate de no cometer errores!

Si desea protegerse a sí mismo, a la UUT y al osciloscopio contra errores, entonces lo que debe usar es un suministro aislado de corriente limitada (alcance 4). Entre el aislamiento y el terreno seguro, será más difícil (pero no imposible) suicidarse. Si por error corta algo, la limitación de corriente se activa y probablemente evita daños permanentes a cualquier cosa.

Ambos enfoques son posibles de aplicar (con diferentes pros y contras). A veces es difícil disponer 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 dice es posible, usted y su profesor no están viendo todos los demás daños involucrados con esa configuración. Los demás no se equivocan y te han dicho cómo hacerlo de una forma más segura en general como hábito si cabe. Como práctica general, su prof es incorrecto o tal vez no está entendiendo su prof... lo más probable es que no se pueda probar.

Creo que hay dos alternativas bastante seguras:

(1) Aísle el osciloscopio Y el dispositivo bajo prueba (DUT).

Si solo se aísla el osciloscopio de la red eléctrica habitual, cuando lo conecte a un dispositivo, su chasis se convertirá en referencia a la red eléctrica a ese voltaje. Si conecta a tierra el cable de su osciloscopio a un alto voltaje, entonces el chasis del osciloscopio se energizará a ese voltaje, lo que representa un gran peligro.

Si el dispositivo bajo prueba está aislado, cuando conecta el cable del osciloscopio en alguna parte, esa posición se convierte en referencia a tierra. Entonces puede ser peligroso tocar el chasis del dispositivo bajo prueba y otros puntos del dispositivo.

Si ambos están aislados, entonces hay una situación mucho más segura. En ese caso, puede conectar el cable de conexión a tierra de su visor en cualquier lugar sin peligro, sin proporcionar también una ruta de conexión a tierra al dispositivo bajo prueba. Por lo tanto, el chasis del dispositivo bajo prueba sería más seguro, solo tenga cuidado de manipular ambos dispositivos al mismo tiempo (por ejemplo, tocar ambos chasis del osciloscopio y el dispositivo bajo prueba podría ser peligroso, si el cable de tierra del osciloscopio no está conectado a tierra/chasis del dispositivo bajo prueba). también).

(2) Use un osciloscopio alimentado por batería con un cuerpo/chasis aislado

Creo que esos dispositivos más nuevos que funcionan con baterías pueden ser seguros, tienen un cuerpo de plástico (si están bien construidos, con un buen aislamiento), lo que le permite probar su circuito libremente, siempre que no exceda la clasificación de aislamiento de su dispositivo.

Notas:

En general, se recomienda evitar tocar superficies metálicas con equipos de reparación de alto voltaje, por supuesto.

Creo que los dispositivos y osciloscopios más nuevos generalmente usan cuerpos de plástico que creo que mejoran su seguridad (aunque aún se deben aplicar las precauciones).

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

Un alcance es para:

1. Ver la forma de onda.
2. Muchos osciloscopios no pueden manejar los altos voltajes, volaría el osciloscopio.
3. No desea cargar el circuito.
4. RF en un alcance! No es nada bueno.
   Nota al margen: algunos osciloscopios pueden tener un circuito de aislamiento integrado en el osciloscopio.
5. SÍ, tendrá que hacer un poco más de matemáticas 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. Oh, lea el manual del osciloscopio y le dirá cuál puede ser el voltaje de entrada máximo.
8. Impotencia, gritos - Impedancia - Piense en mucho antes de los transistores y la capacidad de construir simplemente un VOM con alta impedancia de entrada: teníamos VTVM para tener alta (100,000,000 Z). Estos dispositivos se utilizaron para no sobrecargar el circuito que se estaba probando.

Bien, necesito terminar mi café. Más información por favor.

El profesor parece tener razón, a veces durante la prueba del circuito si se supone 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 orientación de fase y neutral puede cambiar, ya que dso tiene su tierra BNC conectada a puesta a tierra el cambio en el cable de 2 clavijas puede conectar el circuito neutro/fase utilizado como referencia de la sonda a tierra, conductor y cortocircuito

Aislar un osciloscopio lo convierte en un dispositivo alimentado por batería. Ahora piense... ¿Usaría un visor alimentado por batería? Déjame responderte eso... ¡¡¡SI!!!. Por lo tanto, aislar un alcance es completamente inofensivo.