萬用表的安全問題

萬用表是電子測(cè)試中必不可少的測(cè)試工具，一切電子產(chǎn)品在使用中都有潛在的危險(xiǎn)，因此了解其使用的安全性就十分必要。下面我們來談一下萬用表的安全問題。

首先，了解一下使用萬用表在使用中的常見危險(xiǎn)。

一類是因?yàn)槲覀儾僮魇д`造成的，比如在電流測(cè)量模式下將萬用表并聯(lián)在被測(cè)電路兩端，在測(cè)量電阻時(shí)沒有斷電等等。

萬用表測(cè)量時(shí)正確接法：

（1）萬用表測(cè)電壓（或電阻）；

（2）萬用表測(cè)電流

圖1  萬用表測(cè)電壓	圖2  萬用表測(cè)電流

在圖1萬用表與被測(cè)元器件并聯(lián)，萬用表起分流作用，要求萬用表內(nèi)阻大。在圖2萬用表與被測(cè)器件串聯(lián)，起分壓作用，要求萬用表內(nèi)阻要小。一旦接錯(cuò)，比如在電流測(cè)試檔，將萬用表并在被測(cè)器件兩端，萬用表所在支路因?yàn)閮?nèi)阻很小使電路被短路，可能是保險(xiǎn)絲熔斷，造成危險(xiǎn)。

另一類是潛在的安全隱患，比如與帶電部分意外接觸引起的電擊，開關(guān)和負(fù)載啟動(dòng)等引起的瞬變高壓等。隨著電力的分配系統(tǒng)和負(fù)載越來越復(fù)雜，瞬間過壓的可能性大大增加。馬達(dá)、電容、功率變換器、變頻調(diào)速器等設(shè)備是最主要的尖峰源。此外室外輸電線路遭受雷擊也會(huì)引起非常危險(xiǎn)的高能量瞬間高壓。進(jìn)行電力系統(tǒng)的測(cè)量，這種瞬間高壓常常是不可見的，但它確實(shí)存在，難以避免，其潛在的危險(xiǎn)也更大。這些情況即便在低壓測(cè)量中也會(huì)經(jīng)常碰到，其所產(chǎn)生的瞬間電壓可達(dá)幾千伏或更高。因此在操作萬用表時(shí)，不僅需要注意正確接線，減少不必要的危險(xiǎn)或損壞，更要通過一些安全設(shè)計(jì)來避免潛在危險(xiǎn)的發(fā)生。

那么萬用表的安全防護(hù)設(shè)計(jì)有哪些呢？

第一類是萬用表外部防護(hù)，如雙層隔離絕緣防護(hù)套、探頭防接觸保護(hù)、插頭插座的絕緣保護(hù)等。但是要避免瞬間高壓所帶來的危害，安全必須深入數(shù)字多用表內(nèi)部，換句話說，就是數(shù)字多用表內(nèi)部必須有足夠的安全設(shè)計(jì)。因此IEC(國(guó)際電子電工委員會(huì))專為測(cè)試儀器定義了一套新的國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)。以前使用的是IEC348標(biāo)準(zhǔn)，目前已被IECl010取代。依據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)IECl010設(shè)計(jì)的萬用表安全指標(biāo)要比依據(jù)IEC348高很多。

我們先了解一下IEC1010測(cè)試過程，它包含三個(gè)主要的可能因素：穩(wěn)定電壓、峰值過壓和源阻抗。這三個(gè)因素綜合考慮得出萬用表真正的額定安全電壓值（如表1）。

表1   過壓安全標(biāo)準(zhǔn)

有了表1的標(biāo)準(zhǔn)，我們應(yīng)該怎樣選擇萬用表呢？

首先選擇過壓標(biāo)準(zhǔn)，然后在同一過壓標(biāo)準(zhǔn)下選擇耐壓指標(biāo)。測(cè)試表筆的過壓指標(biāo)也不容忽視，IECl010也適用于測(cè)試表筆，原則上測(cè)試表筆的過壓指標(biāo)不能低于數(shù)字多用表。工作在電力系統(tǒng)須選擇三類600V或1000V標(biāo)準(zhǔn)，手持工具或家電產(chǎn)品一般選擇二類標(biāo)準(zhǔn)，在一定的瞬態(tài)過壓限制值下測(cè)量時(shí)，一般選擇一類標(biāo)準(zhǔn)即可。

另外我們?cè)谌f用表或其他產(chǎn)品上常常看到諸如CUL、CSA、UL、ETL等標(biāo)志，這都是北美市場(chǎng)的認(rèn)證標(biāo)志。其他認(rèn)證標(biāo)志還有：

a)  中國(guó)國(guó)內(nèi)認(rèn)證：CCC，CCEE，CCIB，CMC，出口質(zhì)量許可證，免辦強(qiáng)制性認(rèn)證證明，免辦進(jìn)口安全質(zhì)量許可證明；

b)  北美市場(chǎng)：UL，CUL，CSA，ETL；

c)  歐洲：CE，GS，VDE，TUV，SGS，KEMA，NF，BS，北歐四國(guó)（S，D，F(xiàn)I，N）等；

d)  亞洲：日本、韓國(guó)、PSB。

此外，由于萬用表的靈敏度很高，除根據(jù)上述安全標(biāo)準(zhǔn)外，還應(yīng)該考慮到萬用表的抗干擾能力，這涉及到萬用表對(duì)外部干擾的抑制能力。外部干擾可分為串模干擾和共模干擾。通常用串模干擾抑制比（SMR）和共模干擾抑制比（CMR）來表示萬用表對(duì)干擾的抑制能力。下面就是二者計(jì)算的數(shù)學(xué)公式：

其中，dB是抑制比的單位，Usmp表示串模干擾電壓峰值， 表示串模干擾Usm所引起的測(cè)量誤差；Ucmp表示共模干擾電壓峰值， 表示的是與共模干擾電壓峰值等效的串模干擾峰值。SMR的值一般在20～60dB。數(shù)字萬用表保護(hù)端（G）主要用來克服共模干擾，應(yīng)當(dāng)接被測(cè)信號(hào)的低端。

了解萬用表的安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)實(shí)際測(cè)量環(huán)境的要求選用合適標(biāo)準(zhǔn)的萬用表是避免安全隱患發(fā)生的根本措施。同時(shí)，在萬用表的使用中更應(yīng)該嚴(yán)格按照說明書規(guī)范操作，避免不必要的危險(xiǎn)和損壞，使我們?cè)诎踩谋Ｗo(hù)下完成我們的測(cè)試工作。

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