道路車輛電氣電子部件磁場抗擾度試驗能力驗證的研究

中圖分類號：U463.68 文獻標識碼：A 文章編號：1003-8639（2025）06-0168-03

Studyon the Proficiency Testingof Magnetic Field Immunityof Electronic and Electrical Components of Road Vehicles

Shao Huadong，ZhangNing，Tu Zhichao，Guo Jintian，Chen Gengwen（CVCTesting Technology Co.，Ltd.，Guangzhou 510663，China）

【Abstract】Based on the proficiency testing of magnetic field immunitytest capability of electricaland electronic components ofroadvehicles，this papercarries outtheverification schemeand sampledesignofradiation-ring method capabilityaccording tothestandardsof ISO11452-8and GB/T33014.8.Therelevanttechnical problemsarediscussed， anditisproposedthatthereceivingcoilisusedtoreceivethemagneticfield interferencesignalatadistanceof5cm fromtheradiationring，andtheACsignal isconvertedintoDCvoltagebyADCsampling technology.Thedesignscheme isconsistentwith theactual magnetic field immunityarrngementand testscheme.Inorder toverify thequalityof the sample，theuniformityandstabilityof thesample were testedandanalyzed.Aftersample deliveryandcapability verification，statisticalalgorithmswereusedtoefectivelyidentifythelaboratorywithunsatisfactoryresults.Forthiskind oflaboratory，thereasons fortheunsatisfactoryresultsare deeplyanalyzed，and thecoresponding improvement suggestionsareput forward fromthe technical point of view.

【Keywords】 proficiency testing；magnetic field immunity；receiving coi

0 引言

目前，國內暫無機構開展過道路車輛電氣電子部件磁場抗擾度試驗的能力驗證，開發(fā)此項目，將實現(xiàn)國內在汽車電磁兼容領域零的突破，為后續(xù)開展電磁兼容抗擾度領域的項目打下基礎。近年來，能力驗證在國內外均呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢，各機構對能力驗證的投入也在持續(xù)加大。

本文通過開展專項研究，開發(fā)道路車輛電氣電子部件磁場抗擾度試驗的能力驗證項目，涵蓋設計能力驗證樣品、制定能力驗證方案，并實際組織實施能力驗證活動與試驗室間比對活動。研究依據(jù)相關標準確定試驗方法，完成能力驗證樣品的設計。通過實施能力驗證計劃，評估試驗室的技術水平，并借助評價結果改進試驗過程，推動整個行業(yè)的技術進步。

1設計方案

1.1 方案設計

樣品按照ISO11452-8及GB/T33014.8的要求進行磁場抗擾度試驗，試驗頻率為 15Hz～150kHz^[1-2] 樣品包括接收線圈和主機模塊，接收線圈與主機模塊通過雙絞線連接。輻射線圈放置在接收線圈上居中位置，蓄電池借助外部直流穩(wěn)壓電源，向主機模塊提供（ 13.5V±0.5V 的穩(wěn)定供電。接收線圈采集到的交流磁場信號，會輸入到主機模塊的采樣輸入端，使用萬用表直流擋，測試主機模塊信號輸出端的直流電壓。

該試驗采用的原理是磁場線圈接收輻射線圈發(fā)出的交流信號，將交流信號傳輸至ADC進行模數(shù)轉換，隨后用萬用表采集輸出端的直流電壓。在不同頻率和不同磁場強度下，輸出的直流電壓會有所不同。樣品構成示意圖如圖1所示。

1）雙絞線連接。接收線圈與ADC采樣電路之間采用雙絞線。雙絞線的優(yōu)點是兩根導線感應電壓的極性相反，每根導線上的感應電流相互抵消[3]。

2）接收線圈選型。通過對不同線圈設計的比較分析，針對 15Hz～150kHz 頻率范圍進行示波器采樣。結果發(fā)現(xiàn)，并非所有線圈都能完整采集到磁場抗擾的正弦波信號，部分線圈存在采樣不足的問題，如接收信號弱、接收信號失真等。最終，選擇波形不失真對應匝數(shù)的線圈作為接收線圈。經(jīng)試驗驗證，所選接收線圈在性能上顯著優(yōu)于進口的ISO11452-8標準中的接收線圈。

3）信號采樣與處理。交流電壓信號采樣采用芯片進行RMS采樣及DC轉化，在信號輸入前進行濾波，防止有效交流信號被噪聲淹沒。采用電路處理單元的金屬屏蔽結構和采樣線圈的非屏蔽結構，采樣線圈與電路處理單元通過雙絞線連接，大幅降低大強度磁場信號對電路處理單元的影響，提高數(shù)據(jù)準確性。

4）試驗分析方法。當磁場強度發(fā)生變化時，裝置輸出的直流電壓也會相應改變。傳統(tǒng)的磁場抗擾度測試中，被測樣品只能進行定性試驗，無法進行定量分析。本項目采用定性測量方法，更便于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析和結果判定。

1.2 試驗要求

根據(jù)ISO11452-8：2015及GB/T33014.8—2020的要求，特制的磁場抗擾法試驗能力驗證用樣品，以考核試驗室人員按標準要求進行測試的能力，滿足能力驗證需求。試驗步驟闡述如下。

1）試驗環(huán)境設定：試驗環(huán)境溫度 23^°C±5^°C ，相對濕度保持在 20%～80% 范圍內，供電電壓DC（ 13.5V± 0.5V）。

2）試驗前標定：試驗前，按照標準GB/T33014.8—2020試驗等級I（ 300A/m 、 300A/m 人 3A/m 7 3A/m ）的規(guī)定，分別對應特征頻率 0.015kHz 、 1kHz 、 10kHz 、150kHz ，使用未調制的正弦波進行標定，標定的容差建議為 0%～2% 。

3）試驗布置：使用提供的電源線束連接主機模塊和采樣模塊接收線圈，端口詳情見圖2和圖3。將輻射環(huán)放置在采樣模塊的X面（上表面），使輻射環(huán)與采樣模塊上表面繪制的同心圓重疊，試驗布置如圖4所示。

4）試驗操作： ① 打開主機模塊電源開關，數(shù)字萬用表調到DC擋位； ② 運行測試軟件，在每一頻點，DUT的暴露時間為10s，在施加標定的磁場電平時記錄數(shù)字萬用表的讀值。

2 均勻性和穩(wěn)定性檢驗

2.1 均勻性驗證

在能力驗證樣品發(fā)放給參加者之前，對所有樣品進行全檢，每個樣品按照重復性測試條件測試兩次。采用“單因子方差分析法”對樣品均勻性進行評定4，評定結果見表1。

從表1可知， F0.05（3，4） ，能力驗證樣品滿足單因子方差分析準則，表明樣品具有均勻性。

能力驗證樣品回收后，采用 S_s?0.3σ_pt 準則對樣品均勻性進行評定，評定結果見表2。

從表2可知，能力驗證樣品滿足 S_s?0.3σ_pt 準則，樣品依然保持均勻性。

2.2 穩(wěn)定性驗證

樣品發(fā)出前，通過隨機抽樣的方式抽取3個樣品作為穩(wěn)定性檢驗樣品，對樣品進行環(huán)境試驗后[5]，每個樣品按照重復性測試條件測試兩次。樣品流轉期間，通過簡單隨機抽樣的方式抽取3個樣品作為穩(wěn)定性檢驗樣品，每個樣品按照重復性測試條件測試兩次。樣品回收后，同樣通過簡單隨機抽樣的方式抽取3個樣品作為穩(wěn)定性檢驗樣品，每個樣品按照重復性測試條件測試兩次。

樣品發(fā)出前，采用t檢驗法對樣品穩(wěn)定性進行評定。樣品流轉期間，采用t檢驗法對樣品穩(wěn)定性進行評定。樣品回收后，采用 準則法對樣品穩(wěn)定性進行評定。

樣品的穩(wěn)定性評定分析結果數(shù)據(jù)見表3＼～表5。

由表3可知：能力驗證樣品滿足計算的 Ψ_t 統(tǒng)計量 小于 t_α（12） 臨界值，表明在顯著性水平 α=0.05 時，發(fā) 出前樣品特性滿足穩(wěn)定性要求。

由表4可知，能力驗證樣品計算的 Φ_t 統(tǒng)計量小于t_α（12） 臨界值，表明在顯著性水平 α=0.05 時，樣品流轉期間特性滿足穩(wěn)定性要求。

注： Π_x^- 為均勻性評定數(shù)據(jù)的平均值， Π_y^- 為回收后穩(wěn)定性評定數(shù)據(jù)的平均值， σ_pt 是本次能力驗證計劃中的能力評定標準差。

由表5可知，能力驗證樣品都滿足 0.3σ_pt 準則，樣品回收后特性滿足穩(wěn)定性要求。綜上所述，能力驗證樣品特性滿足穩(wěn)定性要求。

3能力驗證技術分析及建議

3.1 技術分析

試驗設備是影響磁場抗擾法試驗測試結果的關鍵因素，設備的標準符合程度、精度和穩(wěn)定性，直接決定了測試結果的準確性。因此，GB/T33014.8—2020章節(jié)6對試驗設備提出了明確要求，而章節(jié)7對以下內容也作出了明確的要求。

1）試驗區(qū)域要求：試驗區(qū)域應具備能夠容納所有試驗設備的合適空間尺寸，并且應避免受到任何可能影響試驗結果的干擾。2）試驗布置要求：試驗線束和DUT應放置在非導電的、低磁導率的非鐵磁性支撐物（如木桌）上。3）設備校準要求：試驗前，應根據(jù)指導書要求進行校準，確保磁場發(fā)生器（輻射環(huán)）施加的規(guī)定磁場電平滿足GB/T33014.8—2020試驗等級II（ 300A/m 、300A/m 、 3A/m 、 3A/m ）的要求。

3.2 技術建議

1）設備選擇與校準：應選擇滿足標準要求的試驗設備進行測試，并定期對測試設備進行校準或期間核查。GB/T33014.8—2020章節(jié)6.2.1要求輻射環(huán)參數(shù)應滿足直徑 120mm ，匝數(shù)20，導線直徑近似為2.0mm 。試驗使用的磁場發(fā)生器（輻射環(huán)）、任意波形發(fā)生器、音頻放大器等設備的技術要求和計量要求，應滿足CNSA-CL01-A008：2023中的規(guī)定。

2）試驗過程控制：應按照GB/T33014.8—2020的要求進行試驗布置，測試過程中應避免受到任何可能影響試驗結果的干擾。試驗前，參加試驗室應嚴格按照指導書要求，避免因校準誤差影響測試結果。建議試驗室嚴格按照標準的場強校準方法及試驗布置方法，開展能力驗證比對或期間核查。

4結論

本文圍繞道路車輛電子電氣部件磁場抗擾度試驗能力驗證展開研究，成功識別出數(shù)據(jù)異常的試驗室，提高了試驗室間數(shù)據(jù)的再現(xiàn)性和互認度，推動了試驗室間技術能力的提升。

對于結果不滿意的參加試驗室，可通過本項目發(fā)現(xiàn)自身存在的問題，并采取有效措施進行整改，確保今后日常檢測結果的準確性，進而促進檢測技術和品質控制水平的提高。

參考文獻

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[2]GB/T33014.8—2020，道路車輛電氣/電子部件對窄帶輻射電磁能的抗擾性試驗方法第8部分：磁場抗擾法[S].

[3]黃盛霖，孫永芹，姜海勛.基于工控系統(tǒng)的雙絞線抗干擾技術及其應用[J].國外電子測量技術，2004（6）：42-45.

[4]GB/T28043—2019，利用試驗室間比對進行能力驗證的統(tǒng)計方法[S].

[5]GB/T4857.23—2012，包裝運輸包裝件基本試驗第23部分：垂直隨機振動試驗方法[S].

（編輯凌波）