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淺談繼電器電磁兼容的測試方法

發(fā)布時(shí)間:2013-03-18 責(zé)任編輯:Lynnjiao

【導(dǎo)讀】由于傳統(tǒng)的有觸點(diǎn)式繼電器在儲(chǔ)存和使用過程中,其電磁干擾和可靠性受觸點(diǎn)間的不良接觸、電火花電弧造成的磨損、輸入線圈的反電勢等影響,致使繼電器的失效率較高,使其繼電器成為不可缺少的、同時(shí)又是最難保證其電磁干擾和可靠性的元件之一。

電磁兼容指標(biāo)是整機(jī)單位驗(yàn)收其所選用繼電器的關(guān)鍵指標(biāo),但目前還沒有相應(yīng)的測試方法,一般沿用整機(jī)的測試方法對繼電器進(jìn)行測試,不能適應(yīng)作為部件的繼電器的工作情況。因而研究繼電器的電磁干擾發(fā)射的測量方法,并對現(xiàn)在沿用的測試方法的有效性、適用性和嚴(yán)謹(jǐn)性進(jìn)行研究是本項(xiàng)目研究的目的和背景需求。

針對繼電器研制單位的委托,我中心正在初步研究軍用繼電器電磁兼容的測試方法,其主要目的是為軍用繼電器研制單位在產(chǎn)品的電磁兼容設(shè)計(jì)上提供依據(jù),并為整機(jī)研制與定型提供科學(xué)數(shù)據(jù),并填補(bǔ)我國在此方面的空白。

軍用繼電器是軍用元器件的一種,所以制定軍用繼電器電磁兼容的測試方法是十分必要并具有時(shí)效性。

發(fā)射試驗(yàn)的一般測量要求

測量容差

除非對特定的測試另有說明,容差應(yīng)如下:

1) 距離:±5% ;
2) 頻率:±2%;
3) 幅度、測量接收機(jī):±2dB;
測量系統(tǒng)(包括測量接收機(jī)、傳感器、電纜等):±3dB;
4) 時(shí)間(波形):±5%。

測試場地的環(huán)境噪聲

在屏蔽室內(nèi)測試時(shí),EUT斷電和所有輔助設(shè)備通電時(shí)測得的電磁環(huán)境電平應(yīng)至少低于規(guī)定極限值6dB。電源線上的傳導(dǎo)環(huán)境電平應(yīng)在斷口EUT但連接一個(gè)電阻負(fù)載情況下測量,該電阻負(fù)載應(yīng)流過與被試設(shè)備相同的額定電流。

在屏蔽室外測試時(shí),則測試應(yīng)在電磁環(huán)境電平處于最低點(diǎn)的時(shí)間和條件下進(jìn)行。

輻射發(fā)射的測量要求

測試場地應(yīng)是平坦的,沒有架空線,附近沒有反射性結(jié)構(gòu),而且有足夠大的空間以滿足在規(guī)定的距離內(nèi)放置天線,并在天線、被試設(shè)備和任何反射性結(jié)構(gòu)之間提供足夠的間隔。

圖中給出了符合標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)場地。該試驗(yàn)場地位于一個(gè)長軸20m、短軸17.32m的橢圓形的區(qū)域內(nèi)。被試設(shè)備和測量設(shè)備被分別放置在相距10m的焦點(diǎn)上。

輻射發(fā)射的車輛基本測試布置
圖題: 輻射發(fā)射的車輛基本測試布置

試驗(yàn)場地的自然地面應(yīng)采用一張可以覆蓋被試設(shè)備和測量天線之間整個(gè)區(qū)域的導(dǎo)電金屬接地平板來擴(kuò)大。該金屬地板應(yīng)在一端超出被試設(shè)備的邊界至少1m,在另一端超出測量天線及其支持結(jié)構(gòu)至少1m。為了滿足場地的衰減要求,在某些場地也許需要鋪設(shè)大于所示面積的傳導(dǎo)性地板。導(dǎo)電金屬接地平板上的孔隙或間隙尺寸不應(yīng)大于最高測量頻率波的十分之一。

如果進(jìn)行試驗(yàn)的場地不具備上述特點(diǎn),應(yīng)收集證據(jù)證明這種場地造成的誤差不會(huì)使得到的結(jié)果無效。一個(gè)可以選擇的場地的例子是一間半電波暗室。

應(yīng)通過測量水平和垂直極化場地衰減使試驗(yàn)場地有效。用于測量場地衰減的天線間距應(yīng)與輻射發(fā)射天線試驗(yàn)的間距相同。

如果水平或垂直場地衰減測量值與理想場地的理論衰減值之差不大于±4dB,則認(rèn)為該試驗(yàn)場地是可接受的。

試驗(yàn)程序

被試件的配置

除非另有規(guī)定,被試件的布置和運(yùn)行應(yīng)與典型應(yīng)用情況相一致。如果在測試期間使用了屏蔽的或特殊的電纜以滿足限值的要求,則應(yīng)在報(bào)告中說明。

被試件的工作狀態(tài)

被試件應(yīng)按設(shè)計(jì)要求在額定工作電壓和典型的負(fù)載條件下運(yùn)行。只要可能,應(yīng)使用實(shí)際負(fù)載;如果使用模擬負(fù)載,該模擬負(fù)載應(yīng)是阻性負(fù)載。

被試件應(yīng)工作在使其產(chǎn)生最大輻射發(fā)射的工作狀態(tài)下。即在試驗(yàn)時(shí),應(yīng)將輔助激勵(lì)量和輸入激勵(lì)量的額定值施加于被試設(shè)備的相應(yīng)回路,在被試設(shè)備處于暫態(tài)動(dòng)作狀態(tài)下,測量其電磁發(fā)射。

注:輸入激勵(lì)量和輔助激勵(lì)量電路應(yīng)不影響被試件的電磁發(fā)射。

輻射發(fā)射的測量

本測試方法用來測試EUT及有關(guān)電線、電纜的電場發(fā)射。測試時(shí),應(yīng)使EUT保持3.1規(guī)定的基本測試配置,要確保EUT產(chǎn)生最大輻射發(fā)射的面朝向測量天線。

天線地網(wǎng)的搭接

在屏蔽室內(nèi)測量,使用一個(gè)與地網(wǎng)同寬的實(shí)芯金屬帶將拉桿天線地網(wǎng)搭接到接地平板上,地網(wǎng)與接地平板之間最大直流搭接電阻2.5mΩ。使用金屬接地板的測試工作臺(tái),搭接該地網(wǎng)到金屬接地平板上。

天線定位

(1) 確定EUT及其有關(guān)電纜測試配置邊界以便天線定位。

(2) 采用GJB152A一97中圖RE102—2中所示天線上的幾何參考點(diǎn)來測定天線距測試配置邊緣的高度和距離。

1) 對所有配置,天線應(yīng)距測試配置邊界的前緣lm;
2) 除1040 rain拉桿天線外,天線應(yīng)高于地面接地平板1200ram;
3) 確保天線任何部分距屏蔽室的壁面不小于lm,距頂板不小于0.5m;
4) 對使用測試工作臺(tái)面的測試配置,對拉桿天線附加定位要求和對測試工作臺(tái)接地平板的距離應(yīng)滿足GJB152A-97中RE102—2中的要求。

測試方法

(1) 按本標(biāo)準(zhǔn)中2.2檢查電磁環(huán)境電平,必要時(shí)應(yīng)繪制電磁環(huán)境曲線圖;

(2) 測試設(shè)備通電預(yù)熱,使其達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài);

(3) 按圖1的系統(tǒng)檢查路徑,對每根天線以其最高使用頻率點(diǎn),對從每根天線到數(shù)據(jù)輸出裝置的整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估。對使用無源匹配網(wǎng)絡(luò)的拉桿天線,用每個(gè)頻段的中心頻率進(jìn)行評(píng)估。

1) 施加一個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)到天線連接點(diǎn)處的同軸電纜上,其電平比GJB151A極限值減去天線系數(shù)后低6dB;
2)按照正常數(shù)據(jù)掃描的方法使測量接收機(jī)進(jìn)行掃描,檢查數(shù)據(jù)記錄裝置的指示電平是否在注入信號(hào)電平的-I-3dB范圍內(nèi);
3)對1040mm拉桿天線,去掉拉桿通過連接到基座的10pF電容器向天線匹配網(wǎng)絡(luò)施加信號(hào);
4)如果獲得的讀數(shù)偏差超過±3dB,則要找出引起誤差的原因并糾正。

(4) 使用輻射發(fā)射的測量基本測試布置的測量路徑,對每根天線進(jìn)行下述評(píng)定,以確認(rèn)天線完好可用。

1) 在每種天線的最高使用測量頻率點(diǎn)上使用天線或短棒輻射器輻射信號(hào);
2) 使測量接收機(jī)調(diào)到所加信號(hào)頻率上,檢查接收到的信號(hào)是否適當(dāng)。

(5) EUT通電預(yù)熱。使其達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)。

(6) 按輻射發(fā)射的測量基本測試布置的測量路徑,確定EUT及其有關(guān)電纜的輻射發(fā)射。

1) 使用GJB152A一97一般要求4.9.3條款表2規(guī)定的帶寬和最小測量時(shí)間,使測量接收機(jī)在整個(gè)適用的頻率范圍內(nèi)掃描;
2) 對30MHz以上的頻率,天線應(yīng)取水平極化和垂直極化兩個(gè)方向;

(7) 數(shù)據(jù)提供

1) 連續(xù)地自動(dòng)地繪制幅度與頻率關(guān)系曲線圖,除為核實(shí)曲線圖外,不接受手動(dòng)采集的數(shù)據(jù);
2) 每條曲線都應(yīng)達(dá)到至少百分之一或兩倍于測量接收機(jī)帶寬(取要求較低者)的頻率分辨率以及至少ldB的幅度分辨率;
3) 提供測試方法中EUT測試和測量系統(tǒng)校準(zhǔn)、檢查兩組曲線;
4) 提供4.3.4條款中確定的檢查測量天線完好性的情況說明。

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