查克·纽康姆
到现在已经快45年了，在这段时间里，电气测试的世界发生了很大的变化。在本专栏中，我将回顾1963年我在一家航空航天公司使用的测试技术，并将它们与今天的工具和方法进行比较。
我的例子是根据国家电气规范(NEC)测试接地系统中要求的电键的过程。当然，使用标准的施工实践和视觉观察是有用的，但你怎么知道你所做的电气连接是否能达到预期的目的呢?
在航空航天公司的案例中，在我们看到生产大楼部分的仪器仪表问题后，我被要求验证插座地面连接距离附近的建筑钢立柱小于15欧姆——这是一栋现在全天候带电的建筑中的建筑电气连接规范。我没有时间关闭建筑物的电源来进行普通的欧姆测量，到处都可以观察到低水平的直流和60赫兹电压，进一步复杂化了情况。
怎么办呢?我需要设计一种测试方法，可以绕过这些限制并获得所需的测试数据。而且，在一个我们有几乎无限的测试设备池的设施中，我拥有我的创造性思维所能孵化出的所有需求。以下是我想到的。
我决定测量所选插座接地引脚和建筑物中附近的垂直钢梁之间的交流阻抗。这项任务要求我组装一车的测试设备，包括:
- 一种产生低频电压正弦波的函数发生器。我为我的测试选择了83赫兹的频率。稍后再详细介绍。
- 一个宽带音频放大器，带有多抽头输出变压器，这允许我选择非常低的输出阻抗，以最大限度地提高可用电流。
- 一种调谐窄带电压表，仅读取由函数发生器/放大器组合产生的电压降，在梁和插座插孔之间的电路中。
- 一个低抗并联电阻，与调谐电压表一起使用，以确定在钢梁和插座接地插孔之间的电路中流动的电流。
- 用欧姆定律计算交流阻抗的计算尺。
当然，还有几根电缆和测试引线来完善测试设置，包括一根延长线和4插座电源插座，以供应所有线路操作的电子设备。以1963年的美元计算，整个装置的成本超过4000美元。最后，为了使电气连接良好，需要从梁上的测试点去除油漆和底漆。
我可以用类似的技术测量路径的直流电阻吗?答案是肯定的，但这需要一个同步解调电压表来解码交流信号中的二次谐波数据。我本可以这么做的，但我没有。
在83赫兹的测试后，我又尝试了94赫兹。为什么值是奇数?我不想因为我知道存在的60hz的谐波和所使用的测试频率的谐波之间可能的相互作用而产生误差。并且，通过比较两个不同频率的数据，我能够估计电路的电感，从而大致计算出直流电阻。
那么，如何具体地进行这样的测量——你从哪里联系起来?
我使用的方法涉及到四条线索。一个注入电流到梁，另一个在插座地插座完成电流回路到源。第三根引线连接到靠近电流注入点的梁上，第四根引线连接到插入插座插座的引脚上。(因为四个连接中的两个依赖于引脚到插座的连接，这在技术上被称为三端欧姆测量。)
电流水平是通过测量与电流引线串联在一起的并联电阻的压降来确定的，并且，使用该电流和从梁到插座的压降，我使用欧姆定律来完成练习。
今天是多么不同啊。以Fluke 1625 Geo Earth 雷竞技appGround Tester为例。这个工具的价格仅为3,200美元多一点，它可以做我在1963年做的所有事情，甚至更多。它实际上测量直流电阻使用的方法类似于我选择不做我的测试。1625还提供了几种评估地面系统的方法。事实上，这是其设计的主要重点。
我真正喜欢这个工具的地方在于，它可以由电池供电，这意味着我可以忘记测试系统所需的延长线。
后记
我刚在我的服务入口用1621做了一个三极接地测试。我取了三个读数并取了平均值，结果是0.53欧姆。这三个读数从最低0.47到最高0.56不等。
然后我尝试用289 dmm进行相同的测试，使用接地电极和探针。读数是0.85欧姆。你说还不错吧?然后我把引线反过来，又试了一次。这次我读到-0.73欧姆，这是对的-负欧姆-错!
不，你不能平均这些。你所能肯定的是，有直流存在，使两个读数都可疑，如果你不反转引线，你可能不知道。我也许可以设计一个复杂的程序来接近dmm，但你没有选择做三铅测试，这几乎不值得付出努力。你必须知道自己在做什么，而且计价器是怎么工作的，才能成功。
顺便说一下，整个过程，包括铺设电线、打地桩、测试，然后打包整个设置只花了不到30分钟——其中包括使用289进行测量。
然后，我走到我的面板上，测试了接地导体到接地电极之间的键合，以及面板中的中性母线。在这种情况下我使用了两极检验。读数是0.08欧姆。在这种情况下，我读到了与289相似的数字，当我反转引线时，没有看到负读数。由于在这两种情况下我都没有补偿仪表引线电阻，我猜大部分读数都是测试引线。