端子騷擾電壓實驗測量審核結(jié)果分析

鐘偉

摘 要：測量審核和實驗室間比對是能力驗證計劃的有效補充形式，是實驗室或者檢查機構(gòu)用于實驗室質(zhì)量控制及申請CNAS 認(rèn)可的重要手段。本文主要介紹了端子騷擾電壓實驗測量審核，以了解自身實驗室的檢測能力，研究實驗室間測試結(jié)果存在差異的原因，從而提高實驗室船用電子設(shè)備EMC的檢測能力。

關(guān)鍵詞：端子騷擾電壓；測量審核；能力驗證

中圖分類號：TM933.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）20-0073-03

Analysis of Test Results for Terminal Disturbance Voltage Test

ZHONG Wei1，2

（1.Fishery Machincry and Instrument Research Institute， Chinese Academy of Fishery Sciences，Shanghai 200092；2.Key Laboratory of Fishery Equipment and Engineering Technology， Ministry of Agriculture，Shanghai 200092）

Abstract： Measurement audits and interlaboratory comparisons are an effective complement to the ability verification plan， which is an important means for laboratory or inspection agencies to use in laboratory quality control and to apply for CNAS approval. This paper mainly introduced the test and audit of terminal disturbance voltage test， in order to understand the testing ability of its own laboratory， and to study the reasons for the difference between the test results in the laboratory， so as to improve the detection ability of the laboratory marine electronic equipment EMC.

Keywords： terminal disturbance voltage；measurement audit；ability verification

能力驗證是評價實驗室技術(shù)能力的有效手段，是實驗室通過外部措施對其內(nèi)部質(zhì)量控制方法的一種重要補充手段，是確保實驗室質(zhì)量管理體系持續(xù)改進(jìn)的有效措施之一[1]。測量審核是一個參加者對被測物品（材料或制品）進(jìn)行實際測試，其測試結(jié)果與參考值進(jìn)行比較的活動，是對一個參加者進(jìn)行“一對一”能力評價的能力驗證計劃。實驗室通過向由國家認(rèn)可委發(fā)布的CNAS測量審核主導(dǎo)實驗室申請完成測量審核工作，可以驗證實驗室開展該項目校準(zhǔn)或檢測的能力，確保量值傳遞的準(zhǔn)確性和一致性。

1 測量審核樣品及方法

1.1 樣品

本次實驗樣品是某能力驗證提供單位提供的特制的端子騷擾電壓測試信號發(fā)生器，額定電壓為220V/50Hz，樣品如圖1所示。

1.2 方法

1.2.1 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。本次測量審核依據(jù)《信息技術(shù)設(shè)備的無線電騷擾限值和測量方法》（GB/T 9245—2008）進(jìn)行實驗。

故本次能力驗證計劃（一對一）實驗的結(jié)果為滿意結(jié)果。

表中的Z為：

[Z=x-Xσ] （1）

式中：x表示實驗室測試結(jié)果；[X]表示指定值；[σ]表示能力評定標(biāo)準(zhǔn)差。

當(dāng)[Z]≤2，由于該結(jié)果在95%置信區(qū)間內(nèi)，因此該結(jié)果為滿意結(jié)果；當(dāng)2<[Z]<3，結(jié)果在5%置信區(qū)間內(nèi)，該結(jié)果為有問題結(jié)果；當(dāng)[Z]≥3，結(jié)果在1%的置信區(qū)間內(nèi)，該結(jié)果為離群結(jié)果（即不滿意結(jié)果）。

2.2.2 結(jié)果分析。本次實驗室參加的測量審核結(jié)果為滿意。但是，23.809MHz（±50kHz）實驗結(jié)果的Max（L線、N線）QP值偏差相對較小，而0.238MHz（±50kHz）實驗結(jié)果與指定值的偏差仍比較大的。由于Z比分?jǐn)?shù)分別為0.41和1.01，均大于0，兩個特征頻率點的測試結(jié)果都表示大于指定值，說明實驗室對測試系統(tǒng)誤差的考慮還有欠缺之處。

一般端子騷擾電壓實驗測試時所產(chǎn)生的系統(tǒng)測量誤差主要從以下幾方面考慮：①EMI接收機；②衰減器；③人工電源網(wǎng)絡(luò)（AMN）的阻抗度及電壓分壓系數(shù)（插入損耗）；④連接電纜、接頭的插入損耗；⑤測量環(huán)境的影響。上述原因引起的系統(tǒng)誤差有些可通過計量校準(zhǔn)的方法進(jìn)行消除，但有些如由電纜得插拔造成的損耗則無法消除。本文主要從以下幾個因素來分析實驗誤差的來源。

2.2.2.1 EMI接收機影響。對于EMI接收機，每次在溯源時，應(yīng)先校準(zhǔn)檢定正弦波電壓、脈沖重復(fù)頻率響應(yīng)和脈沖幅度響應(yīng)，評定該接收機是否符合《無線電騷擾和抗擾度測量設(shè)備和測量方法規(guī)范 第1-1部分：無線電騷擾和抗擾度測量設(shè)備——測量設(shè)備》（GB/T 6113.101—2008）的要求，只有滿足要求，測量接收機才能用于實驗。先進(jìn)行測量接收機的自校準(zhǔn)，然后才能開始進(jìn)行實驗。因為接收機在使用次數(shù)過多的情況下會出現(xiàn)讀數(shù)偏差，從而影響最終測試結(jié)果。

2.2.2.2 人工電源網(wǎng)絡(luò)影響。采樣標(biāo)準(zhǔn)阻抗的作用是給EUT的射頻騷擾信號提供標(biāo)準(zhǔn)的參考阻抗，獲得一致性好的Imesa?！稛o線電干擾和抗干擾測量設(shè)備和方法第1-2部分：無線電干擾和抗干擾設(shè)備-輔助設(shè)備-傳導(dǎo)騷擾》（CISPR 16-1-2：2006）中規(guī)定，阻抗模的允許偏差為±20%，相角允許偏差為±11.5°。需要注意的是，在試驗中，所測試的電器產(chǎn)品的插頭規(guī)范不同，需要另外添置轉(zhuǎn)換插頭，而轉(zhuǎn)換插頭則會影響參考阻抗值。因此，在評估參考阻抗值時，應(yīng)接上轉(zhuǎn)換插頭后進(jìn)行。

本實驗室的傳輸網(wǎng)絡(luò)和外置衰減器是分開計量的，會影響整個實驗的準(zhǔn)確性。為了提高整個實驗的準(zhǔn)確度，應(yīng)考慮整體計量，即計量時將外置衰減器和電纜等傳輸網(wǎng)絡(luò)的插入損耗的不確定性都考慮進(jìn)去，從而減少外部因素引起的不確定度的疊加，提高實驗的準(zhǔn)確度。

2.2.2.3 EUT對AMN（人工電源網(wǎng)絡(luò)）的接地影響。EUT對AMN（人工電源網(wǎng)絡(luò)）的接地方式主要有單點接地和多點接地，其對測試結(jié)果的影響已經(jīng)得到驗證。同時，EUT的接地位置、距離對端子騷擾電壓也存在一定影響。因為EUT、接地線、參考接地平板、AMN和電源線形成一個環(huán)路，當(dāng)EUT接地位置距離AMN（人工電源網(wǎng)絡(luò)）相對較遠(yuǎn)時，騷擾電壓會偏大。根據(jù)電磁感應(yīng)理論，閉合環(huán)路中的磁通發(fā)生變化時將產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流大小與環(huán)路面積成正比。EUT正常工作時，會通過外殼和電纜產(chǎn)生輻射騷擾，這些騷擾會在上述環(huán)路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而增大騷擾電壓。同時，隨著接地線與電源線間距的增加，EUT、接地線、參考接地平板、AMN和電源線形成的環(huán)路面積變大，產(chǎn)生的騷擾電壓基本上逐漸變大。因此，試驗時應(yīng)選擇影響最小的位置進(jìn)行接地。

2.2.2.4 儀器設(shè)備接口及線纜影響。測試設(shè)備是影響端子騷擾電壓測試結(jié)果的最重要的因素，其設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)符合程度、精度和穩(wěn)定度直接決定測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。在實際應(yīng)用中，由于實驗次數(shù)多，會造成接口處有磨損的情況。根據(jù)試驗經(jīng)驗可知，這種接口處的磨損會影響最終的測試結(jié)果。此外，還應(yīng)注意LISN（人工電源網(wǎng)絡(luò)）的EUT（受試設(shè)備）供電要與其他設(shè)備的射頻隔離，以降低測試的背景噪聲。根據(jù)端子騷擾電壓測試原理，其測試結(jié)果受EUT與參考地平面的分布參數(shù)影響，因此嚴(yán)格按照《無線電干擾和抗干擾測量設(shè)備和方法第1-2部分：無線電干擾和抗干擾設(shè)備-輔助設(shè)備-傳導(dǎo)騷擾》（CISPR 16-1-2：2006）中推薦的幾種測試布置要求，減少EUT的布置對測試結(jié)果造成的影響。

3 結(jié)語

本文主要介紹端子騷擾電壓試驗測量審核的實施過程，分析影響測量審核結(jié)果的因素。本次端子騷擾電壓試驗測量審核結(jié)果為滿意，顯示了本單位EMC測量的技術(shù)能力，提高了信譽與知名度，加強了客戶的認(rèn)同度和信任。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國合格評定國家認(rèn)可委員會.檢測和校準(zhǔn)實驗室能力認(rèn)可準(zhǔn)則：CNAS-CL01：2018[S/OL].（2018-03-01）[2018-06-01].https：//www.cnas.org.cn/images/rkgf/sysrk/rkgz/2018/03/01/FDA020B3D209CC84770C072984078E9E.pdf.