本文里我們把幾十伏以上，超出對人體安全電壓或者超出示波器量程的電壓定為高電壓，以220V市電舉例討論。

示波器上是有方便自測和探頭補(bǔ)償用的標(biāo)準(zhǔn)方波的，一般是1K Hz。我們的USB示波器上也有這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方波，幅值1.5v左右，默認(rèn)是標(biāo)準(zhǔn)方波，需要時(shí)，還可以設(shè)置成PWM波，頻率占空比可調(diào)。

跑題了，我是在技術(shù)支持的過程中遇到關(guān)于市電損壞的問題有一大半是由于新人好奇，順手接到市電上造成的。所以我不得不強(qiáng)調(diào)一下，示波器是自帶方波可以嘗鮮的，新手不要上來就去測市電玩。老司機(jī)們很謹(jǐn)慎，是不會這樣做的。

中招的新人們最常問的問題是：

為什么我用示波器測量市電總是跳閘呢？

為什么我測市電會把示波器燒了呢？

首先我們得了解市電的供電線路及原理，有助于安全用電，安全測量。

火線，零線和地線

我國的市電（居民用電）規(guī)格為交流220V@50Hz，供電線路由火線、零線和地線組成，它們的關(guān)系如圖1.1所示。

火線（L）：也稱相線，由發(fā)電站或變電站提供，電壓有效值220V，人體接觸會有危險(xiǎn)；

零線（N）：為火線提供回路，在發(fā)電站或變電站端接地；由于是遠(yuǎn)端接地，因此在居民樓用戶端電位不一定為零，可能帶弱電，但相對安全；

地線（E）：零電勢參考點(diǎn)，在居民樓用戶端接大地，零電壓，絕對安全。

圖1 火線、零線和地線的關(guān)系

首先要確認(rèn)示波器量程：

比如LOTO大部分型號的示波器，標(biāo)配的探頭在×1檔位下的量程為+-5V，在X10檔位下是+-50V.個(gè)別型號在×1檔位下的量程為+-20V，在X10檔位下是+-200V.

但是這個(gè)量程還是不夠的，因?yàn)槭须?20V其實(shí)是指它的等效值。峰峰值電壓在600V左右。

那么是不是用100:1的高壓無源探頭就可以了，理論上是可以的，但是實(shí)際中我們還是可能因?yàn)槭褂昧隋e(cuò)誤的測量方法而出問題。

錯(cuò)誤的測量方法：

在臺式電腦上或者帶電源適配器的筆記本電腦上使用LOTO的USB示波器時(shí)，外殼金屬端與探頭的負(fù)端（地）均與USB的地線相連，USB的地線又與電腦的地相連，然后與插線板的大地相連。

這種情況下，當(dāng)用示波器直接對零線和火線測量時(shí)，就會間接地把零線或火線對地線短路（等效于圖中紅色虛線），非常危險(xiǎn)，這也是最常見的錯(cuò)誤測量方法。

圖2 錯(cuò)誤的測量方法

不推薦浮地測量方法：

如圖3所示，使用隔離變壓器的方法對臺式機(jī)電腦的USB示波器供電，可以達(dá)到斷開測量回環(huán)的目的，實(shí)現(xiàn)“浮地”測量。使用筆記本電腦接LOTO示波器的時(shí)候，不使用電源適配器的情況下，示波器的地也是浮地的。

圖3 浮地測量法

浮地測量時(shí)，示波器外殼金屬端和探頭接地端帶有同等電平，并且與被測的高電壓的一端短接。所以當(dāng)測量市電時(shí)，如果疏忽了把示波器的接地夾接在了火線上，會讓示波器和電腦外殼帶有220V的電壓，人體一旦接觸到示波器外殼，電流會經(jīng)過人體流入大地，非常危險(xiǎn)！

圖4 浮地測量安全隱患

不建議的電阻分壓測量法：

有些對強(qiáng)電比較熟悉的工程師會想到將220V市電通過電阻分壓到一個(gè)比較低的電壓然后測量。這樣就避免了接觸高電壓的風(fēng)險(xiǎn)。

如上圖所示，使用兩只電阻將火線和地之間做100倍的衰減，然后用示波器進(jìn)行測量：

這種做法和使用100:1的高壓無源探頭的原理是一樣的：

從上面的圖中可以看到，這種做法是可以成功測量的。之所以不建議，是因?yàn)檫@對操作者有較高的要求，要很熟悉被測高壓電路而且要細(xì)心不出錯(cuò)。因?yàn)橐坏┦韬隽税丫€接反了，或者沒接好，那么就可能有災(zāi)難性的后果。

對普通示波器基于安全角度考慮，使用“A-B”法和高壓差分探頭對市電測量是非常安全的，下面分別對其進(jìn)行介紹。

“A-B”偽差分測量

采用普通無源探頭應(yīng)用“A-B”法對市電進(jìn)行測量時(shí)，在使用合適的探頭衰減比例將電壓限定在示波器量程范圍內(nèi)時(shí)，可以應(yīng)將兩通道探頭的負(fù)端（地）均接至電源地線，一個(gè)通道的探頭探針（正端）接零線，另一個(gè)通道的探頭探針（正端）接火線（如圖5左所示），則兩通道的測量差值即為市電波形。

這種做法也是可以的，不過要注意兩個(gè)探頭都不接地，雖然可以避免熱地的問題以及防止反接的問題，但是還是要注意不要超過示波器的量程的。我們更推薦另一種方法，那就是下面介紹的用隔離差分模塊測量。

隔離差分模塊測量

使用隔離差分模塊測量市電，火線和零線測試點(diǎn)正反接都沒關(guān)系，探頭內(nèi)部通過磁電隔離的方式將測量端的地和示波器的地隔離開來，不會造成短路問題。

LOTO示波器配套的隔離差分模塊并不像傳統(tǒng)的高壓隔離探頭那樣兩三千元的昂貴，只有一百多大概，但是可以以隔離差分的方式測量+-800V的高壓。

IDM02隔離差分模塊是最佳的推薦方式，安全方便。

我們拍了一段兩種探頭實(shí)測市電220V的演示講解視頻如下：

https://www.bilibili.com/video/BV1qJ41137u1

示波器作為一種很重要的測量儀器，我們應(yīng)該正確、安全地使用。尤其在測量一些高壓信號時(shí)，必須弄清各種信號線之間的關(guān)系，才能正確地連接被測信號，保證安全測量。