汽車電子傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)量不確定度評(píng)定

徐曉

（陜西法士特汽車傳動(dòng)工程研究院，陜西 西安 710119）

0 引言

隨著道路車輛自動(dòng)化程度的不斷提高，車輛電磁兼容性問(wèn)題的重要性逐漸地顯露，而汽車電子零部件的電磁兼容性 （EMC）試驗(yàn)也日益受到了人們的重視。本文根據(jù)JJF 1059.1：2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》[1]及CNAS-GL 07：2006《電磁干擾測(cè)量中不確定度的評(píng)定指南》[2]，對(duì)GB/T 18655-2010《車輛、船和內(nèi)燃機(jī) 無(wú)線電騷擾特性用于保護(hù)車載接收機(jī)的限值和測(cè)量方法》[3]（等同采用CISPR 25：2008[4]）中的傳導(dǎo)發(fā)射-電流探頭法測(cè)量的不確定度的來(lái)源進(jìn)行了分析與評(píng)定。

1 測(cè)量方法

按照GB/T 18655-2010的要求進(jìn)行測(cè)量，傳導(dǎo)發(fā)射-電流探頭法的測(cè)量原理如圖1所示。

圖1 傳導(dǎo)發(fā)射-電流探頭法測(cè)量原理示意圖

2 建立數(shù)學(xué)模型

測(cè)量過(guò)程的數(shù)學(xué)模型為：

式 （1）中：Vr——接收機(jī)讀數(shù)；

ac——接收機(jī)與電流探頭之間的連接網(wǎng)絡(luò)的衰減量；

δYT——電流探頭轉(zhuǎn)移導(dǎo)納的修正值；

δVsw——接收機(jī)正弦波電壓不準(zhǔn)確的修正值；

δVpa——接收機(jī)脈沖幅度響應(yīng)不理想的修正值；

δVpr——接收機(jī)脈沖重復(fù)頻率響應(yīng)不理想的修正值；

δVnf——接收機(jī)本底噪聲影響的修正值；

δYTf——轉(zhuǎn)移導(dǎo)納頻率插值的修正值；

δM——失配誤差的修正值；

δZCP——電流探頭插入阻抗的修正值。

3 測(cè)量結(jié)果的不確定度分量的評(píng)定

3.1 測(cè)量接收機(jī)讀數(shù)的變化引入的不確定度u（Vr）

引起接收機(jī)的讀數(shù)發(fā)生變化的因素包括測(cè)量系統(tǒng)的不穩(wěn)定、接收機(jī)的噪聲和顯示的刻度內(nèi)插誤差。本文以緩速器控制器作為被測(cè)對(duì)象，將電流探頭放在距EUT 50 mm處，獨(dú)立測(cè)量10次，選取30 MHz頻率點(diǎn)的測(cè)量值，結(jié)果如表1所示。

應(yīng)用貝塞爾公式求出單次測(cè)量的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為：

由于一般情況下實(shí)驗(yàn)為單次測(cè)量，因此取k=1，標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

表1 接收機(jī)10次讀數(shù)

3.2 接收機(jī)與電流探頭之間的衰減量引入的不確定度 u （ac）

接收機(jī)與電流探頭之間的衰減主要是電纜 （2根）的衰減，其衰減估計(jì)值由制造廠提供的數(shù)據(jù)獲得，服從正態(tài)分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.3 電流探頭轉(zhuǎn)移導(dǎo)納引入的不確定度u（δYT）

電流探頭轉(zhuǎn)移阻抗修正值δYT的估計(jì)值可由校準(zhǔn)報(bào)告獲得，服從正態(tài)分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.4 接收機(jī)正弦波電壓引入的不確定度u（δVsw）

接收機(jī)正弦波電壓準(zhǔn)確度的修正值δVsw的估計(jì)值可由校準(zhǔn)報(bào)告獲得，服從正態(tài)分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.5 接收機(jī)脈沖幅度響應(yīng)引入的不確定度u（δVpa）

接收機(jī)脈沖幅度響應(yīng)不理想的修正值δVpa的估計(jì)值可由校準(zhǔn)報(bào)告獲得，服從矩形分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.6 接收機(jī)的脈沖重復(fù)頻率響應(yīng)引入的不確定度u（δVpr）

接收機(jī)脈沖重復(fù)頻率響應(yīng)不理想的修正值δVpr的估計(jì)值可由校準(zhǔn)報(bào)告獲得，服從矩形分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.7 接收機(jī)的本底噪聲引入的不確定度u（δVnf）

在滿足GB/T 18655-2010要求的場(chǎng)地，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)配置，測(cè)量時(shí)接收機(jī)的本底噪聲遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)極限值，對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響可以忽略不計(jì)，則接收機(jī)的本底噪聲引入的不確定度為：

3.8 轉(zhuǎn)移導(dǎo)納插值引入的不確定度u（δYTf）

轉(zhuǎn)移導(dǎo)納內(nèi)插誤差修正值δYTf的估計(jì)值為0，并具有一個(gè)半寬度為0.1 dB的矩形概率分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.9 失配誤差引入的不確定度u（δM）

參考CISPR 16-2-4：2011[5]標(biāo)準(zhǔn)，本試驗(yàn)中接收機(jī)設(shè)置10～20 dB的內(nèi)部衰減，電壓駐波比不大于1.2，δM的概率分布近似為U形分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.10 電流探頭插入阻抗引入的不確定度u（δZCP）

電流探頭插入阻抗小于1 Ω，引入的不確定度值參考CISPR 16-2-4：2011標(biāo)準(zhǔn)，分布服從矩形分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

由于各分量相互獨(dú)立，因此合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

5 擴(kuò)展不確定度

取包含因子k=2，其置信概率近似為95%，150 kHz～108 MHz傳導(dǎo)發(fā)射-電流探頭法測(cè)量的擴(kuò)展不確度為：

6 結(jié)束語(yǔ)

在汽車電子零部件電磁兼容測(cè)試中，影響測(cè)量不確定度的因素較多，本文在參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上對(duì)傳導(dǎo)發(fā)射—電流探頭法的測(cè)量不確定度進(jìn)行了分析和評(píng)定，為同類試驗(yàn)項(xiàng)目的測(cè)量不確定度的評(píng)定提供了參考。

[1]JJF 1059.1-2012，測(cè)量不確定度評(píng)定與表示 [S].

[2]CNAS-GL07：2006，電磁干擾測(cè)量中不確定度的評(píng)定指南[S].

[3]GB/T18655-2010，車輛、船和內(nèi)燃機(jī) 無(wú)線電騷擾特性用于保護(hù)車載接收機(jī)的限值和測(cè)量方法 [S].

[4]CISPR25： 2008， Vehicles， boats and internal combustion engines-Radio disturbance characteristics-Limits and methods of measurement for the protection of on-board receivers[S].

[5]CISPR16-2-4： 2011， Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods-Part 4-2：Uncertainties，statistics and limit modelin-Measurement instrumentation uncertainty[S].