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技術(shù)文章

電磁兼容測(cè)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
近幾年,在整個(gè)電磁兼容測(cè)量技術(shù)及所屬服務(wù)領(lǐng)域不斷出現(xiàn)許多新的測(cè)試儀器和測(cè)試方法。其發(fā)展趨勢(shì)是:PC控制光導(dǎo)體以及很少用的Windows軟件。

 

　　幾年前,許多公司還適應(yīng)不了歐洲市場(chǎng)的電磁兼容法律、設(shè)備測(cè)試及CE證明方面的規(guī)定。但在近兩年內(nèi),制造商和進(jìn)口商逐漸了解了電磁兼容的知識(shí),開(kāi)始適應(yīng)有關(guān)情況并將電磁兼容納入設(shè)備開(kāi)發(fā)計(jì)劃中,且配備有關(guān)測(cè)試設(shè)備。雖然在實(shí)驗(yàn)室中專門知識(shí)和測(cè)試設(shè)備可作為服務(wù)來(lái)租用,但在這種情況下,如果開(kāi)發(fā)部門裝備了自己的一套基礎(chǔ)測(cè)量?jī)x表,則可節(jié)省許多錢。測(cè)量行業(yè)在這方面提供了一些新產(chǎn)品。

 

電場(chǎng)、磁場(chǎng)強(qiáng)度便攜測(cè)試設(shè)備

 

　　在許多電磁場(chǎng)測(cè)試臺(tái)中,到目前為止還沒(méi)有3kHz-3MHz的H(磁場(chǎng)強(qiáng)度)場(chǎng)測(cè)試儀器。Wavetek/Wandel Goitermann公司從電磁環(huán)境兼容及人員保護(hù)的角度考慮將這作為非常重要的頻率范圍。新的手持測(cè)試設(shè)備型號(hào)為EMR-200及EMR-300,并在3個(gè)空間方向進(jìn)行高靈敏的測(cè)量。該公司的產(chǎn)品系列中,EFA場(chǎng)強(qiáng)分析儀還配備濾波器附件。除測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)外,還給出了電磁場(chǎng)構(gòu)造的許多其他信息。

 

　　為了在很強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)試場(chǎng)合使用,該公司現(xiàn)在還開(kāi)發(fā)了型號(hào)為ETS1的傳輸軟件,該軟件以Labwindows操作界面工作,并可遙控該公司便攜場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試設(shè)備,測(cè)試設(shè)備(EFA及EMR系列和Rad Man)通過(guò)光纜及PC轉(zhuǎn)換設(shè)備的光/電轉(zhuǎn)換器與用戶PC的串聯(lián)接口連接。因此,不僅可以在PC顯示屏上顯示測(cè)量值,而且還可將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在固定磁盤上并**遙控連接的場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試設(shè)備。

 

　　EMCO電子公司也推出了型號(hào)為7200的具有寬帶特征的新開(kāi)發(fā)的E(電場(chǎng)強(qiáng)度)場(chǎng)探測(cè)器。在1~500V/m的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi),頻率范圍為26MHz~3GHz。因此,探測(cè)器特別適用于符合IEC1000-4-3的電場(chǎng)均勻性測(cè)量,探測(cè)器的3個(gè)微型偶極子天線互相垂直配置并可進(jìn)行各向同性測(cè)量,為使磁場(chǎng)失真盡可能小,測(cè)試頭(傳感器)與拋物線型電子單元成對(duì)角線型。

 

　　EMV公司的產(chǎn)品大綱中,新的場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試系統(tǒng)也通過(guò)光導(dǎo)線將估算單元與探測(cè)器連接起來(lái),這種系統(tǒng)可在場(chǎng)強(qiáng)為1~300V/m的情況下各向同性測(cè)試10kHz~2GHz的電磁場(chǎng),3個(gè)空間分量分開(kāi)后,測(cè)量值的存儲(chǔ)和顯示是投放市場(chǎng)的型號(hào)為HL4417測(cè)試系統(tǒng)的特點(diǎn)。

 

　　Symann & Trebbau公司類似于Wavetek/Wandel/& Goltenmann公司專門從事低頻范圍的磁場(chǎng)分析。該公司*新的產(chǎn)品是磁場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)EM200/EM400,這些系統(tǒng)可各向同性測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)為2V~20kV/m時(shí)頻率范圍為5Hz~400kHz的電場(chǎng)強(qiáng)度以及5nT~10mT時(shí)測(cè)量頻率范圍10Hz~30kHz的H(磁場(chǎng)強(qiáng)度)場(chǎng),不同頻率濾波器(電源頻率)峰值顯示,頻譜分析使磁場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)的估算能力得到擴(kuò)展。

 

　　上面提到的便攜測(cè)試臺(tái)不僅適用于EMV范圍的概略測(cè)量,而且特別適用于符合聯(lián)邦輻射防護(hù)法第26條規(guī)定的測(cè)試。

 

通過(guò)模塊化保證可靠性

 

　　與單個(gè)測(cè)試設(shè)備如干擾測(cè)量接收機(jī)或發(fā)射機(jī)相反,電磁兼容測(cè)試范圍的測(cè)試臺(tái)主要用于導(dǎo)線連接干擾的測(cè)試,目前,其構(gòu)造主要是模塊化的,原因是,一方面不同模塊可交換,另一方面只有用這種方式才能對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的變化具有迅速的反應(yīng)能力,這方面的例子有schaffner公司開(kāi)發(fā)的EMV測(cè)試臺(tái)2050,它是為測(cè)試導(dǎo)線相關(guān)干擾方面符合標(biāo)準(zhǔn)的廣泛測(cè)試而設(shè)計(jì)的,各種插入模塊和擴(kuò)展單元包括浪涌和短時(shí)脈沖振蕩器、網(wǎng)絡(luò)、測(cè)試網(wǎng)壓波動(dòng)狀態(tài)的發(fā)生器、單相和3相藕合器以及數(shù)據(jù)和電信線路藕合器。測(cè)試設(shè)備自動(dòng)識(shí)別安裝的插入模塊、提供適合的萊單選擇并能控制整個(gè)前面板及整臺(tái)連接的PC.例如,EM測(cè)試公司或Rohde & Schwanz以及Hewlett-Packard公司的高頻無(wú)線電測(cè)量范圍也用類似的測(cè)試設(shè)備。

 

Windows控制下的測(cè)試

 

　　不僅測(cè)試設(shè)備,而且獨(dú)立的測(cè)試振藹器在此期間也用PC非常舒適地進(jìn)行操作。這方面的例子有Schloder EMV系統(tǒng)公司的CDG 6000新型測(cè)試振蕩器,振蕩器、放大器及高頻伏特表放在一個(gè)箱子里并適用于測(cè)試符合IEC規(guī)章1000-令6的工業(yè)高頻。

 

　　Windows控制軟件存儲(chǔ)和顯示各種數(shù)據(jù)并包含所有必要的測(cè)量值。在EM測(cè)試公司供應(yīng)的品種中有為沖擊電壓測(cè)試設(shè)計(jì)的浪涌振蕩器。VCS500M方面的類似軟件。Windows軟件包也提供編制連同測(cè)試報(bào)告及保證質(zhì)量協(xié)議的單個(gè)測(cè)試指令的可能性。通過(guò)模塊結(jié)構(gòu),振蕩器可用于各種電瀕線路和通信線路上的浪涌測(cè)試及絕緣測(cè)試。

 

掌握靜電學(xué)

 

　　靜電放電是電子工業(yè)中特別大的問(wèn)題,通過(guò)50伏電壓的放電就可能對(duì)組件及元件造成損害,但人們可認(rèn)識(shí)的是從3000伏起的靜電充電。為了掌握這類干擾現(xiàn)象,在市場(chǎng)上已有許多整套合裝靜電放電測(cè)試設(shè)備,例如0K國(guó)際公司的輕便振蕩器、高歐姆充電測(cè)試設(shè)備以及整套合裝形式的電離化系統(tǒng)是測(cè)量和測(cè)試技術(shù)的核心單元,它通過(guò)接地電纜、保護(hù)容器以及導(dǎo)電控制臺(tái)和地面墊層的各種供應(yīng)品種補(bǔ)充。

 

網(wǎng)絡(luò)中的干擾

 

　　電網(wǎng)、通信網(wǎng)和汽車用網(wǎng)絡(luò)的干擾帶來(lái)越來(lái)越多的問(wèn)題,有必要使用網(wǎng)絡(luò)干擾模擬器、網(wǎng)絡(luò)仿真器及網(wǎng)絡(luò)干擾分析器。EMV領(lǐng)域用的測(cè)試設(shè)備以日益增多的功能和越來(lái)越多的整套合裝為特色,例如Bajog電子公司的LISN IV-100網(wǎng)絡(luò)仿真器特別適用于接地回線的單極安裝,因此,特別是在電氣、電子元件抗干擾方面,也在汽車制造業(yè)的車用網(wǎng)絡(luò)方面開(kāi)拓廣闊使用領(lǐng)域。通過(guò)電壓達(dá)400V、頻率范圍lookHz~100MHz、*大電流負(fù)載100A為這種網(wǎng)絡(luò)仿真提供廣泛的應(yīng)用范圍。

 

　　由于通用參數(shù)變化的可能性,配備了3個(gè)獨(dú)立的任意振蕩器及頻率范圍DC至5kHz的放大器的新型Elgar AC電源適用于諧波閃爍測(cè)量及符合標(biāo)準(zhǔn)的干擾模擬,例如這類干擾的分析可用網(wǎng)絡(luò)分析器PoweEvisa 100G。這種設(shè)備在單相電源網(wǎng)絡(luò)中檢驗(yàn)相對(duì)零線的相位導(dǎo)線及涉及有效值、頻率、波形變化和關(guān)于1MHz的脈沖和高頻電壓重疊的相對(duì)保護(hù)導(dǎo)線的零線。對(duì)這種分析器特別引人注意的是可能長(zhǎng)時(shí)間的檢驗(yàn)*多達(dá)7天。為了迅速得到概況,這種設(shè)備以日和鐘點(diǎn)數(shù)據(jù)給出每種類型的10個(gè)*大干擾的短期報(bào)告。

 

　　MF公司提供的品種中網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析器EQUA可進(jìn)行符合EN50160標(biāo)準(zhǔn)的電壓分析,例如用戶發(fā)現(xiàn)非線性功耗及通過(guò)外部事件如負(fù)載變化引起的干擾。為這種分析器開(kāi)發(fā)的新Windows軟件,在任意可選擇的時(shí)間間隔顯示網(wǎng)壓狀態(tài),例如有關(guān)*小值、*大值、平均值、90/95/99%的分布曲線以及超過(guò)和低于自由選擇的極限值的數(shù)量。既可通過(guò)串聯(lián)接口又可通過(guò)打印機(jī)出口將測(cè)量值從分析器傳到PC。在遠(yuǎn)程控制時(shí),*終也用調(diào)制解調(diào)器元問(wèn)題地實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)。

 

　　分析配電網(wǎng)干擾的功率很大的工具使用LEM儀器公司的ToPas1000系統(tǒng),它記錄所有通過(guò)EN50160標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的參數(shù),它可進(jìn)行功率和能量的**測(cè)量,以曲線顯示電壓和電流,記錄快速的瞬變值并詳細(xì)顯示集中控制電極,8個(gè)零電位的可配置的測(cè)量輸人端、Windows計(jì)算軟件及廣泛的附件程序包是該測(cè)試系統(tǒng)的其他特征。

 

寬帶天線

 

　　在吸收室和野外測(cè)試設(shè)備中,為了測(cè)量HF單射束,目前日益使用整套合裝的寬帶天線,增益的提高和較高的靈敏度,例如輻射測(cè)量是目前這方面值得注意的技術(shù)進(jìn)步。例如在EMCO電子公司提供的品種中有雙錐形天線,這種天線覆蓋26MHz~2GHz的頻率范圍,并通過(guò)新的T型元件提供60MHz范圍的約5dB增益改進(jìn)。特別是對(duì)抗干擾測(cè)量而言,這種天線有很大優(yōu)點(diǎn),因?yàn)榭捎幂^小的放大器功率工作,但在輻射測(cè)量時(shí)較高的靈敏度獲得改進(jìn)的測(cè)量結(jié)果。該天線的頻率范圍也可在移動(dòng)通信網(wǎng)的頻段中使用。

 

　　目前,該公司可生產(chǎn)型號(hào)為Mini Mast Modell2075可調(diào)天線接收裝置,因此,天線**地安裝在旋轉(zhuǎn)軸中,此外,根據(jù)這種產(chǎn)品大綱,這還可使用旋轉(zhuǎn)臺(tái),其天線驅(qū)動(dòng)裝置可元級(jí)調(diào)整旋轉(zhuǎn)速度為0.5~2.5轉(zhuǎn)/秒。既可通過(guò)IEEE-488接口,又可通過(guò)串聯(lián)接口用PC控制天線塔和旋轉(zhuǎn)臺(tái)。PC與旋轉(zhuǎn)臺(tái)的連接用波導(dǎo)管的專用控制器接口保證。

 

　　頻率范圍為60MHz~1.3GHz的寬帶多倍偶極子不久也由Kolten電子公司以型號(hào)K98推出。24個(gè)不同的天線元件相互構(gòu)成理論上的128個(gè)偶極子,其每個(gè)頻率范圍補(bǔ)充通過(guò)的范圍。這種頻率特性的很線性天線主要用作干擾測(cè)量接收機(jī)的接收天線。駐波比在60MHz~1.3GHz之間好于122,整個(gè)范圍的增益幾乎達(dá)到飛15dBi。每個(gè)天線根據(jù)要求提供單個(gè)測(cè)量記錄。
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