普通探头能否用于浮地电压测试？风险与替代方案解析

　　在探讨普通探头能否浮地测试电压前，需要先了解什么是浮地。浮地是指信号系统的任何一点都与参考点(通常为大地)没有电联系 。浮地测试在电气工程里是常用的测试手段，主要用于检测电气设备和电路中的接地故障。它利用特殊测试电源，向被测电气设备和电路提供高阻抗电源，由于接地无法形成完整回路，测试电源向接地提供的电流极小，此时可将接地处的电压近似视为测量值，通过测量接地电压计算接地电阻大小，从而判断接地是否正常。

　　普通探头的工作原理相对简单，通常由一个金属探头和一个接地夹组成。测量时，将探头前端接触待测信号，通过引线连接到示波器的输入通道，以参考地电平作为基准来测量电压 。所有的电压测量本质上都是差分测量，即测量两点之间的电压差。接地信号的参考端接地，测试接地信号时，可使用简单的单端探头(普通探头)进行测量;而浮地信号的参考端没有接地，存在共模电压。

　　从理论上来说，普通探头可以进行浮地测试电压，但这种做法存在诸多风险与问题，严重不推荐。传统示波器会把 “信号参考” 端子连接到保护接地系统上(通常称为 “接地”) ，通过这种方式，所有应用到示波器的信号或示波器提供的信号都会有一个公共连接点，这个公共连接点通常是示波器机箱，通过 AC 供电设备电源线中的第三条线 “接地” 线接地，来保持在 0V。当使用普通探头测试浮地信号时，如果示波器输入 BNC 连接器件上的接地电位与被测电路中的接地不同，这种电位差可能有几 uV 或几百 mV，可能会导致流经参考引线的电流过大。当电流过大时，会使无源探头开始发热，在电流足够高时，有可能会熔化损坏设备，甚至导致人员伤亡。

　　一些工程师尝试在不去除示波器地线的情况下，用两个通道分别接通浮地信号的正负极，再使用 math 数学运算功能 CH1 - CH2 来获得差分浮地信号波形。这种方法仅适用于具有低共模信号的低频测量，而且示波器也有过载风险，因为普通探头的共模抑制比(CMRR)低于差分探头，在处理浮地信号的共模电压时能力不足，容易受到干扰，导致测量结果不准确。

　　此外，未接地的设备(如使用普通探头进行浮地测试时的情况)可能会受到外部电磁场的影响，导致信号失真;由于缺乏参考点，设备内部的电压可能随环境变化而波动;在故障情况下，浮地设备可能无法有效泄放漏电流，增加触电风险。

　　若要进行浮地测试电压，使用差分探头是更好的选择。差分探头利用电子原理来测量电压之间的差异，其采用双通道测量方式，一个通道连接到待测信号的高端(正端)，另一个通道连接到待测信号的低端(负端或地端)，通过同时测量这两个点的电压并计算其差值，得到差分信号的幅度和相位信息。差分探头通常用于高频电路和信号处理，具有更高的共模抑制比，能够准确测量也容易区分微弱的微分信号，可将浮动信号转换为参考地电平的低压信号，任何参考地电平的示波器都可以安全且简便地显示 。在电源测试中，大多数电压测试是浮地测试，需要用差分探头测试。因为示波器探头之间是共地的，在同时测量电源原边和副边的时候，如果用普通探头，一根接原边的地，另一根接副边的地，相当于把电源的原边和副边的地短路在一起，这样短路后的大电流就会烧坏电源产品和探头，甚至损坏示波器。

　　普通探头虽理论上可尝试浮地测试电压，但由于存在安全风险、测量不准确、易受干扰等诸多问题，实际应用中不建议采用这种方式。如果需要进行浮地测试电压，应优先选择差分探头等专门为浮地测量设计的工具 。在进行电气测量工作时，安全与准确是首要考虑因素，正确选择合适的测量工具和方法至关重要。

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