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多通道隔離示波器在浮動測量中的應用

作者: 時間:2012-10-18 來源:網絡 收藏
1、引言

許多行業的技術人員和工程師在工作中常常需要對兩個或多個信號進行,即測量各點之間沒有參考地電位的多端信號,這種測量通常也稱為差分測量,被測量信號也稱為

為達到差分測量的目的,現有技術有隔離變壓器、差分探頭和隔離通道等。這幾種技術的優缺點比較可見表一。

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從上表看,傳統方法一般采用使接地系統無效的技術;后端隔離方法,一般采用隔離變壓器的技術,人為地將信號公共線與地電位斷開;但這種技術會有一定的危險,因為它不僅升高了示波器上存在的電壓,增加了操作人員被電擊的可能性,而且還累積了示波器電源變壓器絕緣體上的應力,雖不會立即引發故障,但可能在將來引發電擊或火災等危險。(見圖1)

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圖1 采用斷開地線的方法進行對人和設備很危險

差分或隔離探頭提供了一種安全可靠的使接地示波器可以進行的方式。兩種探頭的接觸體都不需要接地,并且探頭系統作為一個整體與示波器的機殼接地端隔離。但是,它們對測量設備的成本和復雜性提出了新的要求;可能需要獨立的電源,并且其增益和偏差特征必須作為因數計入每次測量;配有差分探頭的示波器側重于性能和安全(帶寬、隔離),犧牲了外形構造的優勢,如可移動性和成本。
近五年來,針對后端隔離變壓器和前端差分探頭技術的缺陷,一種新的浮動測量技術即中端隔離技術(IsolatedChannel技術)應運而生,使安全、經濟、方便地進行浮動測量成為可能。

2、的工作原理

是一種具有2個或4個隔離通道的可現場使用的實驗室示波器。它的四個隔離通道輸入體系結構給“正”輸入和負基準導線提供了真實且完整的通道間的安全電氣隔離。

這種多通道隔離技術不同于傳統的隔離技術,而是在測量系統的的中端,即示波器內部的電路結構發生了改變。(見圖2 )

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圖2 傳統示波器與多通道的原理比較

多通道隔離示波器本質是一高集成多功能的實驗室數字存儲示波器,基本結構與傳統示波器一致,但在隔離上從儀器本身隔離出發,主要反映在兩個方面:(1)通道間采用了完全電氣隔離技術,(2)輸入端地線與市網地線高阻抗隔離,同時在傳統示波器多功能的基礎上又增加了電池供電和功率分析等功能,并將與外部聯接的接口RS232,打印機并口和CF卡驅動器等集于一身。

3、多通道隔離示波器的應用

多通道隔離技術發展已基本成熟,以美國泰克公司最近推出的TPS2000系列示波器為最具有代表性;其特有的多通道隔離的技術,自推出后得到了廣大科研人員和工程技術人員的關注,短短時間內就在醫療設備維修、工業電源設計、電機功率分析等需要浮動測量的領域應用開來。

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