如果哪位仁兄沒有遇到過接地的問題,肯定不是乾EE的!在研發和測試過程中的接地都很重要。不良的接地,不僅可能導致錯誤的測量,甚至會損壞儀器和被測件。例如,在使用示波器時,會看到很大的噪聲和詭異的波形,讓波形顯示不成樣子;萬用表測量時,會非常高的測量和讀數誤差等等。老赤腳醫生還遇到過更多的故事:(您的接地很靠譜嗎?–雷人至暈的測試故事

 

故事1: 一個學校實驗室,發現一段時間以來,示波器的前端經常會被燒。結果一查牆上的電源插座, 完全沒有接地。示波器外殼摸上去,感覺麻麻的。

 

故事2: 一個手機生產廠,在產線搬家後, 發現誤測率猛然提升了20%。查下來才發現,測試系統的地線與回流焊、貼片機的地線接到了一起。不干淨的接地直接導致誤測率的大幅上升

 

故事3:一個電池生產廠,利用安捷倫的34970A數據採集器監控電池組的老化過程。結果通信接口卡經常出問題,不得不送維修部更換。最後請我們的維修工程師上門查故障原因。結果簡單地用數字表量地線和零線的電壓,112V!暈倒!

 

故事4:一個大功率電源的用戶,輸入是3相電。當一接GPIB插頭的時候,立刻跳閘。結果一查,是3相電的地線接錯了

 

(電子工程專輯)
圖片來自互聯網

相信每位工程師都能說出很多這樣的故事。但接地不良的問題是怎麼出現的呢?老赤腳醫生列出了一些我們常遇到的情況:

 

1.實驗室地線質量不好,特別是線纜老化,電工的粗心大意造成錯接、誤接

 

2.測試儀器的接地與一些大型設備的地線接到了一起,非常不干淨。通常情況下,測試儀器的接地必須是單獨的一個乾淨的獨立接地

 

3.插頭和接線板的問題。這是我們最經常遇到的。這往往是我們平時工作過程中太大意造成的。

 

如圖1。這是我在實驗室找到的一個接線板。我量了地線和零線的電壓竟然是86V! 原因很簡單:接線板的插頭接地線不知被誰掰掉了。當然,我也看到過很多掰掉接地端的電源線。其結果是一樣的

 

(電子工程專輯)
圖1:接線板的接地端插頭不知被誰掰掉了。結果86V的地線電壓

圖2所示的是我們常能看到的非中國製式的電源線,由於很多儀器是進口的,電源線有可能五花八門。如果不加考慮地就隨意使用這些電源線, 同樣也會出問題

 

(電子工程專輯)
圖2;不同製式的插頭

 

右邊這張圖是英制的插頭。不用說,這在我們的接線板上根本沒法用。但還是看到有人在用。右邊分別是日制和歐制的,它們都有接地線,但當它們插入我們最常用的接線板時,就會破壞接線板內部導電銅片的彈性,時間長了,如果再插入中國製式的扁平插頭,就可能造成虛接。我也看到有些工程師採用這種插頭的充電器,這也會破壞接線板的連接質量。

看到這裡,相信不少的工程後都想確認一下自己工作台上的接地情況。做法很簡單。如果你手邊有一台數字萬用表,直接測量地線和零線之間的電壓。如下圖,就是我在安捷倫實驗室中測量得到的,測量值僅為1.2V, 非常良好的接地!

 

(電子工程專輯)
圖3:檢測接地質量的最簡單方法

 

但地線電壓與零線之間的電壓會不會是0V呢?如果是0V,就說明在配電端,電工偷懶把地線和零線短路了,根本沒有接地!

@模擬示波器:不管什麼結果,都告訴我好嗎?這可以變魔術了。萬用表兩個表筆懸空,一般是0V。此時將黑表筆接零線,紅表筆仍懸空,是什麼結果呢?再將紅表筆插入內部被懸空的銅孔內,結果是86V。我關心的是這個過程,哪裡發生了重大的改變,是什麼讓萬用表產生了86V?我感覺只有在重大問題上糾纏,才能學好東西。

 

老赤腳醫生回复:你說得很對!只是我這週在外地出差,只能下週回到公司再試一下。謝謝

 

 

@模擬示波器:很好的文章。我讀著感覺很舒服,建議醫生多寫、細寫,成冊出版吧。那個86V是怎麼來的?從圖中看醫生的紅色表筆連接了一大推浮空的線和銅片。我相信這是事實,但我更希望醫生幫我解釋一下。

老赤腳醫生回复:非常好的建議,多謝了!很高興有那麼多的工程師喜歡這些東西,如果將來EET的博客能有所改進,我可以對這些文章分類,大家讀起來會容易一些。關於圖中的紅表筆,是我接上了一個探頭,直接插入了接地端,同時黑表筆插入的是0線端。

 

 

L4569:沒有接地。零線與火線為86V。不理解,請問供電電壓是多少?剛才沒仔細看,是零線和地線的電壓時86V。地線與火線的電壓應該是交流220V。

老赤腳醫生回复:的確是這樣!

yugong :接地問題確實不像它的符號,一樹一橫那麼簡單。輕視它的代價往往是慘重的,美國的NASA就曾吃過大苦頭,據說也曾協助中國的同行解決類似問題。圖2的電源插頭,從左至右應分別是英、美(日)、德的吧。

 

加油,天天向上:接地問題是一個比較被容易忽視的問題。特別是在三相四線製的配電環境下。

 

不會編彙編:還真被接地問題折騰過幾次,下次要注意了

 

Jason_chn:很小的問題,但有時候確實很折騰人

 

flytent:嘿嘿,我剛才量了一下我的插排,地線和零線之間只有1V多的電壓,看來是乾淨的接地哦

 

 

遊客:我們所採取的一切改善信噪比的措施,都是以合格的電源紋波和接地指標為前提條件的;顯然,若前提條件不成立,則一切都是白忙活

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