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电磁兼容测量仪器

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贡献者:工控家001  最后更新:2019-08-20 09:17:55  浏览数:153

电磁兼容性测试EMC(ElectroMagneticCompatibility),是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力

关键词: 电磁兼容测量仪器概述工作原理应用分类选型指南维护保养注意事项故障排除


1概述

电磁兼容性测试EMC(ElectroMagneticCompatibility),是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。EMC设计与EMC测试是相辅相成的。EMC设计的好坏是要通过EMC测试来衡量的。只有在产品的EMC设计和研制的全过程中,进行EMC的相容性预测和评估,才能及早发现可能存在的电磁干扰,并采取必要的抑制和防护措施,从而确保系统的电磁兼容性。否则,当产品定型或系统建成后再发现不兼容的问题,则需在人力、物力上花很大的代价去修改设计或采用补救的措施。然而,往往难以彻底的解决问题,而给系统的使用带来许多麻烦。


2工作原理

各行业有各行业的电磁兼容标准,不同的标准测试项目不一样,当然测试要求和测试布置等都不一样。虽然军民品测试项目不一样,但测试原理基本一致。它包括电磁干扰和电磁敏感度两部分,电磁干扰测试是测量被测设备在正常工作状态下产生并向外发射的电磁波信号的大小来反应对周围电子设备干扰的强弱。电磁敏感度测试是测量被测设备对电磁骚扰的抗干扰的能力强弱。电磁干扰主要包括辐射发射和传导发射。

3应用

电磁兼容测量仪器进行EMC的相容性预测和评估,及早发现可能存在的电磁干扰,并采取必要的抑制和防护措施,从而确保系统的电磁兼容性。

4分类

电磁兼容测试中需要使用到多种测试仪器,其中包括一些常规类型的测试仪器,例如高频信号发生器、衰减器、功率放大器等,另外还包括了多种专用的测试仪器和测试场地,如静电放电试验发生器、浪涌发生器、EMI接收机、电波暗室等。

EMC测试包括测试方法、测量仪器和试验场所,测试方法以各类标准为依据,测量仪器以频域为基础,试验场地是进行EMC测试的先决条件,也是衡量EMC工作水平的重要因素。EMC检测受场地的影响很大,尤其以电磁辐射发射、辐射接收与辐射敏感度的测试对场地的要求最为严格。目前,国内外常用的试验场地有:开阔场、半电波暗室、屏蔽室、混响室及横电磁波小室等。

作为EMC测试的实验室大体有两种类型:一种是经过EMC权威机构审定和质量体系认证而且具有法定测试资格的综合性设计与测试实验室,或称检测中心。它包括有进行传导干扰、传导敏感度及静电放电敏感度测试的屏蔽室,有进行辐射敏感度测试的消声屏蔽室,有用来进行辐射发射测试的开阔场地和配备齐全的测试与控制仪器设备。要建立这样一套完善的实验室需投入几百万甚至数千万元人民币。目前,国内已有数家已建成或正在投资兴建。

另一种类型就是根据本单位的实际需要和经费情况而建立的具有一定测试功能的EMC实验室。比起大型的综合实验室,这类测试实验室规模小,造价低。主要适用于预相容测试和EMC评估。也就是为了使产品在最后进行EMC认证之前,具有自测试和评估的手段。如有不足,还可充分利用社会成果,内外合作,相互比对和交流,以达节约开支,改进设计,不断提高产品的电磁兼容性之目的。


5选型指南

EMC测试设备的配置:

1、传导发射测试---需要一台频谱分析仪(或EMI接收器)、电缆和LISN(线阻抗稳定网络,手工制作或外购),如果可能的话,还应该有一个屏蔽房间(最起码有一个屏蔽帐篷)和一张距地面80cm的绝缘桌。

2、辐射发射测试---需要同样的频谱分析仪或EMI接收器、一副天线、电缆和OATS(开放区域测试场地或(半)电波暗室);为测量干扰功率而制作或外购的吸收钳。

3、谐波测试(与闪烁测试)---如果要进行完全兼容测试,则需要专用设备(专用谐波分析仪);但如果仅为评估的话,一台便携式谐波分析仪甚至一台能进行FFT评估的示波器就足够了。

4、ESD(静电释放)抗扰度测试---只有ESD枪才能可靠评估该项测试的结果。

5、VSPACE=12HSPACE=12ALT="图2:辐射发射测试装置。">辐射电磁场抗扰度测试---需要与辐射发射测试类似的设备,此外还需要信号发生器、放大器、衰减器、场强仪,可能还需要一台计算机。

6、传导骚扰抗扰度测试---需要的设备与1)和5)类似,另外再加上CND(异种耦合解耦网络),但不需要天线。

7、电快速瞬变(EFT/Burst)抗扰度测试。

8、浪涌抗扰度测试。

9、电源频率磁场抗扰度测试。

10、电压骤降、短时中断与电压变化抗扰度测试。

从7到10的最后四项测试需要专用设备,这些设备可从多个厂商买到。

值得注意的是,测量设备的制造商和经销商通常提供执行不同测试的包装和(或)全套装置,以及有关如何按照最新标准执行这些测试的指导甚至培训。请向最近的当地销售代表查询设备的性能和功用。大部分情况下,设备都有根据标准需求预设的测试程序,请首先阅读说明手册。


6维护保养

EMC检测实验室的维护:

EMC检测实验室的硬件设施包括暗室系统、测试系统等,是一项复杂的系统工程,包含了屏蔽设计、吸波性能设计、电源滤波器选型、暗室的通风、消防及空调设施,另外暗室的屏蔽门在人员、设备及产品进出时需要经常开启,若屏蔽门的指形簧片出现断裂或脱落等现象,会引起屏蔽门处的电气不连续性,会导致暗室的整体性能下降,所以要对实验室的易损部件进行定期检杏,及时更换损坏部件,保证实验室的整体性能始终满足要求。

电磁兼容性实验室涉及的技术问题面广量大,良好的日常维护是确保其性能持久的关键。例如实验室暗室内表面众多的线缆出入口或转接板接口,平时常有铁氧体瓦檯兼或用钢板遮挡,使用过后一定要复原;屏蔽门的电磁密封性能、暗室的接地电阻都要定期检査。所有对暗室结构及状态的变更,事先应当论证,事后要有关键测试数据的记录。


7注意事项

暗室为密闭系统,室内通风、空调系统应经常和定时开启,特别是夏天。室内湿度不要过大,有条件时可采取一些除湿措施。

进入暗室应穿软鞋、戴鞋套或换拖鞋:大门要及时关闭,减少灰尘和阳光进入。对于全波暗室,地面吸波材料搬动应注意不要堆压和损坏;门口等部位的吸波材料应避免碰损,防止人为损坏而对暗室的整体性能造成影响。

复杂的环境会对EMC测试产生不利影响,试验开始前与试验无关的设备和人员应及时撤离试验现场,保证EUT所处的测试场地不受人为影响。

暗室是EMC实验室重点防火部位,应时刻注意安全问题。室内的仪器、设备和电缆等如果出现漏电,电流可能通过吸波材料、屏蔽地线一直通过地下与电网地线形成回路,对吸波材料进行加热,而暗室内部的吸波材料属于易燃物,要防止产生阴燃,所以要经常检查仪器、设备和电缆等的安全性。室内禁止吸烟,不放易燃物质,发热量大的设备应避免长时间工作。暗室的火情报警系统应工作正常,处于开启状态。

 

 


参考资料

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