Как я могу использовать осциллограф для измерения напряжений, которые относятся к узлам, отстоящим друг от друга на несколько сотен вольт?

В моей организации мы часто используем четырехканальные осциллографы для проверки продуктов. Каждый эталон пробника может отличаться от других на несколько сотен вольт, что затрудняет использование стандартных осциллографов. Насколько я могу судить, на рынке имеется всего несколько осциллографов с требуемым уровнем межканальной изоляции, все от Tektronix, и все они стоят не менее 4000 долларов. Я хотел бы уменьшить эту стоимость.

Другим вариантом было бы использование дифференциальных пробников напряжения с более дешевым осциллографом, но они также очень дороги, и мы рискуем, что кто-то забудет и подключит недифференциальный пробник к более дешевому осциллографу и взорвет его.

Третьей возможностью было бы создание моих собственных изоляторов или пробников дифференциального режима для использования с более дешевым осциллографом. Но я подозреваю, что это очень быстро усложняется, особенно когда обычно не строят такие точные вещи.

Четвертая возможность заключается в использовании нескольких USB-осциллографов на базе ПК, каждый из которых подключен к USB-изолятору. Но я никогда не видел системы, позволяющей использовать несколько областей USB в одном и том же программном обеспечении, и я подозреваю, что будут серьезные проблемы с синхронизацией.

редактировать:

У меня очень низкие требования к пропускной способности, частоте дискретизации и точности; это часть испытательного стенда для инвертора на 360 Гц, поэтому, если я вижу окно 20 мс с точностью до 10 мкс, среднеквадратичное значение синусоиды 600 В переменного тока с точностью до 10 В и импульс обратной связи 5 В с точностью до 100 мВ, я сделанный.

Каков самый дешевый способ надежного достижения моих целей?

На это невозможно ответить, потому что вы не сказали, для чего вам нужен прицел. Какая пропускная способность? Максимальная частота дискретизации? Точность? Глубина памяти? Например, если некоторые из них значительно ниже типичных спецификаций прицела, то есть больше вариантов.
Есть несколько хороших дифференциальных щупов, сделанных на Тайване, загляните в EEVblog, но вы также можете найти поддельные щупы на ebay. Цена где-то в районе 300р. Если вы думаете, что можете сделать это дешевле, попробуйте и разберитесь. Вы мало чем поможете, если вам нужны такие щупы, вы должны купить их, безопасность превыше всего! Скажи своему боссу.
Сколько зондов вам нужно? Может быть можно свернуть самостоятельно за приемлемую цену
@PlasmaHH как минимум три.
Как насчет создания схемы развязки и масштабирования слабого сигнала на основе AD210 или AD215, а затем обычного многоканального USB-АЦП? AD210/AD215 — довольно дорогие модули, но они содержат почти все, что вам нужно, просто добавьте несколько прецизионных резисторов, и все готово.
Я думал о высокоскоростных одновременных регистраторах данных, но те, у которых развязка каналов порядка сотен вольт, тоже обходятся дорого...
Похоже, вы измеряете только переменный ток. Если это так, вы можете использовать трансформатор для каждого сигнала, а затем заземлить все каналы на стороне осциллографа. Трансформер должен иметь хорошую изоляцию между первичным и вторичным и достаточную пропускную способность для ваших целей. И вы можете немного уменьшить напряжение, если хотите.
Ваши требования к разрешению/времени кажутся в пределах диапазона различных «игрушечных» прицелов на основе MCU, поэтому вы можете потенциально использовать несколько изолированных последовательных или USB-интерфейсов с общим изолированным контрольным стробом синхронизации и программное обеспечение для объединения вещей на основе этого.

Ответы (1)

Поскольку это переменный ток, рассмотрите возможность использования небольшого трансформатора для каждой фазы. Они могут быть довольно маленькими, и соотношение витков будет определять то, что вы получите на вторичных цепях. Качество трансформатора будет определять точность измерения. Приятной частью является то, что напряжения на прицеле могут быть настолько низкими, насколько вы хотите, а трансформаторы могут иметь одну сторону вторичных обмоток, подключенных к земле и общему выводу вашего осциллографа.