在研发和测试过程中的接地的问题

如果哪位仁兄没有遇到过接地的问题，肯定不是干EE的！ 在研发和测试过程中的接地都很重要。不良的接地，不仅可能导致错误的测量，甚至会损坏仪器和被测件。 例如， 在使用示波器时， 会看到很大的噪声和诡异的波形，让波形显示不成样子； 万用表测量时， 会非常高的测量和读数误差等等。 老赤脚医生还遇到过更多的故事：

故事1： 一个学校实验室，发现一段时间以来，示波器的前端经常会被烧。结果一查墙上的电源插座， 完全没有接地。示波器外壳摸上去，感觉麻麻的。

故事2： 一个手机生产厂，在产线搬家后， 发现误测率猛然提升了20%。 查下来才发现，测试系统的地线与回流焊、贴片机的地线接到了一起。不干净的接地直接导致误测率的大幅上升

故事 3: 一个电池生产厂，利用安捷伦的34970A 数据采集器监控电池组的老化过程。结果通信接口卡经常出问题， 不得不送维修部更换。 最后请我们的维修工程师上门查故障原因。结果简单地用数字表量地线和零线的电压， 112V！ 晕倒！

故事 4： 一个大功率电源的用户，输入是3相电。当一接GPIB插头的时候，立刻跳闸。 结果一查，是3相电的地线接错了相信每位工程师都能说出很多这样的故事。但接地不良的问题是怎么出现的呢？

我们常遇到的情况：

1． 实验室地线质量不好，特别是线缆老化，电工的粗心大意造成错接、误接

2． 测试仪器的接地与一些大型设备的地线接到了一起，非常不干净。通常情况下，测试仪器的接地必须是单独的一个干净的独立接地

3． 插头和接线板的问题。 这是我们最经常遇到的。 这往往是我们平时工作过程中太大意造成的。如图1。这是我在实验室找到的一个接线板。我量了地线和零线的电压竟然是86V! 原因很简单：接线板的插头接地线不知被谁掰掉了。当然，我也看到过很多掰掉接地端的电源线。其结果是一样的

图 1： 接线板的接地端插头不知被谁掰掉了。 结果86V的地线电压

图2 所示的是我们常能看到的非中国制式的电源线，由于很多仪器是进口的，电源线有可能五花八门。如果不加考虑地就随意使用这些电源线， 同样也会出问题

图2； 不同制式的插头

右边这张图是英制的插头。不用说，这在我们的接线板上根本没法用。但还是看到有人在用。 右边分别是日制和欧制的，它们都有接地线，但当它们插入我们最常用的接线板时，就会破坏接线板内部导电铜片的弹性，时间长了，如果再插入中国制式的扁平插 头，就可能造成虚接。我也看到有些工程师采用这种插头的充电器，这也会破坏接线板的连接质量。看到这里，相信不少的工程后都想确认一下自己工作台上的接地情况。做法很简单。如果你手边有一台数字万用表，直接测量地线和零线之间的电压。如下图，就是我在安捷伦实验室中测量得到的，测量值仅为1.2V, 非常良好的接地！

图3： 检测接地质量的最简单方法

但地线电压与零线之间的电压会不会是0V呢？如果是0V，就说明在配电端，电工偷懒把地线和零线短路了，根本没有接地！

您的接地很靠谱吗？（续）

我谈到了用数字万用表测量零线和地线之间电压的方式， 来诊断地线是否有连接。网友“ 安徽省合肥市的游客” 在评论中提到，一个高质量的接地，不仅要看零地线之间的电压，还要测量接地电阻， 并且能通过较大的电流。 他的观点完全正确。 为此，我从维修部找了一本权威的资料，从中摘录了一些内容，这里与大家分享。首先，为了电磁兼容的需要，绝大部分电子测试仪表都安装了电源滤波器。电源滤波器的工作原理如下图：

由图可见，电源滤波器的共模抑制 CY1 和 CY2 (CY1 = CY2) 连接到了仪表的外壳和电源的保护地上。如果没有接上电源保护地，则由于 CY1 和 CY2 的分压作用，仪表的外壳将会带上市电电压 (L, N 线之间 ) 220 V 的一半电压，即 110 V 电压。这将会对仪表操作者人身安全造成威胁 ; 同时会损坏仪表的信号输入输出端口内部电路，如信号衰减器、信号放大器等 ; 也会损坏仪表通讯接口，如 GPIB 接口、RS232 接口、USB 接口等。

1、接地线必须同任何导线完全隔离及绝缘，且仅能接在建筑物的真正接地处。

2、接地线线径至少为 3.5 mm。

3、接地线不是电源零线，且必须与零线分开。

4、接地阻抗在电源插座零线与接地线之间测量时不得大于 2 欧姆 ( 参考值 )。

5、在电源输出插座所测得的零线与地线间的电压不得大于 1.0 V， 同时无论设备是否开启，电压的变化量不得超过 1.0 V。

6、不能用铁管代替接地线。

7、在接地线的接地端测得的接地电阻不大于 1 欧姆。在电子市场上可以买到一种电源插座检测器，用这个监测器，可以更好的检测接地的质量。 前一段时间我们上海的新办公室电源布线验收的时候，看到验收方就是带着这个东西。