GB/T 18268.2标准对测量设备EMC测试的抗扰度要求说明
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GB/T 18268.2-2010是测量、控制和实验室用电设备电磁兼容的核心抗扰度标准,基于IEC 61326-2-1转化而来,旨在规范设备在电磁干扰环境下的性能稳定性。该标准适用于各类测量设备(如示波器、万用表、频谱分析仪等),通过明确静电放电、射频辐射、脉冲群等多项抗扰度要求,确保设备在正常使用中保持测量准确性与功能完整性,是设备研发、生产与验收的关键依据。
静电放电抗扰度:接触与空气放电的等级及测试要点
静电放电(ESD)是测量设备常见的干扰源,GB/T 18268.2引用GB/T 17626.2规定了测试要求。测试分为接触放电与空气放电两类:接触放电针对设备的金属外壳、接口等导电部分,等级分为1kV、2kV、4kV、6kV;空气放电针对非金属外壳或操作面,等级为2kV、4kV、8kV、15kV。
测试时,放电点需覆盖设备的关键位置:外壳的边缘、角落、操作按钮、USB/RS232等接口,每个点需施加正负极性各10次放电,间隔1秒。放电枪的尖端应垂直于放电表面(接触放电)或保持5mm距离(空气放电),确保放电能量稳定传递。
合格判据需结合设备性能等级:A类要求设备正常工作,测量误差在说明书规定范围内;B类允许暂时出现显示异常或功能降级,但无需手动操作即可恢复;C类(永久故障或无法自动恢复)则判定不合格。例如,数字万用表在4kV接触放电后,若电压测量误差从±0.5%扩大至±1%但3秒内恢复,属于B类合格;若直接黑屏无法开机,则为C类不合格。
需注意的是,测量设备的敏感元件(如传感器、ADC模块)需重点测试,避免静电通过传导路径干扰内部电路。部分高精度设备可能要求更高的抗扰等级(如6kV接触放电),需在产品标准中明确。
射频电磁场辐射抗扰度:频率范围、场强与调制要求
射频电磁场辐射抗扰度测试模拟设备在无线通信、雷达等环境中的干扰,GB/T 18268.2引用GB/T 17626.3。测试频率范围通常为80MHz-1000MHz(覆盖常见民用与工业频段),部分设备需扩展至2GHz(如5G相关测量仪器)。
场强等级根据设备使用环境划分:实验室环境通常要求3V/m,工业环境需提升至10V/m。调制方式为1kHz正弦波调幅,调幅深度80%,模拟实际干扰的周期性变化。测试采用ALSE法(电波暗室),设备置于0.8m高的非金属测试桌上,天线与设备距离3m,确保场强均匀性≥80%。
测试过程中,设备需处于正常工作状态(如示波器显示正弦波、万用表测量标准电压),天线需切换水平与垂直极化方向,每个方向测试时间不少于1分钟。干扰信号需覆盖设备的所有工作频率点,避免遗漏敏感频段。
合格判据要求:设备的测量值偏差需≤最大允许误差(如频谱分析仪的频率分辨率偏差≤1kHz);若出现信号跳变或显示紊乱,需在干扰消失后10秒内恢复正常。部分设备(如卫星信号接收机)可能要求更低的场强(如1V/m),需根据使用场景调整。
电快速瞬变脉冲群抗扰度:脉冲参数与端口施加规则
电快速瞬变脉冲群(EFT/B)模拟电源开关或继电器动作产生的高频脉冲干扰,GB/T 18268.2引用GB/T 17626.4。脉冲参数固定:上升时间5ns±3ns,脉宽50ns±10ns,重复频率分为5kHz(信号端口)与100kHz(电源端口),确保覆盖不同端口的干扰特性。
施加位置包括电源端口(相线、中线、地线)与信号/控制端口(如传感器输入线、GPIB通信线)。电压等级根据端口类型调整:电源端口通常为0.5kV、1kV、2kV;信号端口为0.25kV、0.5kV、1kV。测试时,每个极性需施加1分钟脉冲群,间隔10秒切换极性。
合格判据关注设备的功能连续性:例如,数据采集仪在1kV电源端口脉冲群下,不能出现数据丢失或采样率下降;温度传感器在0.5kV信号端口测试后,测量值需保持±0.1℃的误差范围。若设备出现“死机”但断电重启后恢复,不属于自动恢复,需判定为不合格。
需注意的是,信号端口的脉冲群测试需使用专用的耦合/去耦网络(CDN),避免干扰信号传导至其他设备,影响测试准确性。部分设备的信号线路需添加浪涌抑制器或滤波器,降低脉冲群的影响。
浪涌(冲击)抗扰度:组合波波形与端口施加位置
浪涌(Surge)模拟雷电感应或电力系统故障产生的瞬间高电压,GB/T 18268.2引用GB/T 17626.5,采用“组合波”波形:电压波1.2/50μs(上升时间1.2μs,半峰值时间50μs),电流波8/20μs(上升时间8μs,半峰值时间20μs),兼顾电压与电流的冲击特性。
施加位置分为电源端口与信号端口:电源端口需测试相线-中线、相线-地、中线-地三种组合;信号端口测试线-地或线-线组合。电压等级:电源端口通常为0.5kV、1kV、2kV、4kV;信号端口为0.5kV、1kV。每个极性需施加5次浪涌,间隔1分钟,确保设备有足够时间恢复。
合格判据要求设备无永久性损坏(如电源模块烧毁),且功能正常:例如,示波器在2kV相线-地浪涌后,垂直灵敏度需保持±2%的误差;若触发功能暂时失效,但浪涌结束后自动恢复,属于B类合格。部分户外使用的测量设备(如气象站传感器)需提升至4kV浪涌等级,增强抗干扰能力。
测试时需注意,浪涌信号可能通过电源线传导至设备内部,因此电源端口的去耦网络(DN)需符合GB/T 17626.5要求,避免干扰反馈至电网影响其他设备。
传导骚扰抗扰度:频率范围与耦合注入方式
传导骚扰抗扰度针对通过电源线或信号线传导的射频干扰,GB/T 18268.2引用GB/T 17626.6,频率范围为0.15MHz-80MHz,覆盖广播、电磁兼容测试等常见频段。
耦合方式根据端口类型选择:电源端口使用耦合/去耦网络(CDN)注入骚扰信号,信号端口使用电流注入探头或直接注入。注入电平通常为10V(在50Ω负载上),或根据设备敏感度调整(如高精度天平可能要求5V)。
测试时,骚扰信号需以1%的频率步进扫频,每个频率点停留1秒,同时施加1kHz正弦波调幅(调幅深度80%)。设备需处于正常工作状态,例如,pH计需持续测量标准缓冲溶液,记录pH值的变化。
合格判据要求:测量值的偏差不超过最大允许误差(如pH计的误差≤±0.02pH);若出现读数波动,波动范围需≤误差范围的1.5倍。例如,光谱仪在10MHz传导骚扰下,吸光度测量值从0.500变为0.505(误差±0.01),属于合格;若变为0.550,则超出范围。
电压暂降/短时中断:幅值、持续时间与恢复要求
电压暂降/短时中断模拟电网故障(如断路器跳闸)导致的电压波动,GB/T 18268.2引用GB/T 17626.11,规定了三项参数:剩余电压(暂降幅值)、持续时间、中断时间。
剩余电压分为20%、40%、70%额定电压三档(例如,220V设备对应44V、88V、154V);持续时间为10ms、20ms、500ms、1s;短时中断为剩余电压≤10%,持续时间100ms、500ms。测试时需施加这三种情况的组合,覆盖电网可能的波动场景。
施加位置为电源端口,设备需处于正常工作状态(如电子天平需保持称量模式)。测试过程中,需记录设备的状态:A类要求设备正常工作,测量值无变化;B类允许暂时停止工作,但电压恢复后10秒内自动重启并恢复测量;C类不允许出现数据丢失或设置参数重置。
例如,数字功率计在70%剩余电压、500ms持续时间下,需保持功率测量误差≤±1%;若电压恢复后,功率计自动回到测量界面且数据未丢失,属于B类合格;若需要手动重新设置参数,则为不合格。部分设备(如UPS供电的设备)可能要求更高的抗扰能力,需在产品技术要求中明确。
电源频率磁场抗扰度:磁场强度与测试布置
电源频率磁场抗扰度针对50Hz/60Hz工频磁场的干扰(如变压器、电动机附近的磁场),GB/T 18268.2引用GB/T 17626.8,磁场强度等级为1A/m、3A/m、10A/m,覆盖一般环境与工业环境。
测试布置采用亥姆霍兹线圈,线圈直径为1m,设备置于线圈中心(磁场均匀区),磁场方向与设备的敏感轴(如传感器的测量方向)一致。测试时,磁场需持续施加5分钟,设备处于正常工作状态。
合格判据要求:设备的测量值偏差不超过最大允许误差(如磁力计的磁场测量误差≤0.01A/m);若出现读数漂移,漂移量需≤误差范围的2倍。例如,金属探测器在10A/m工频磁场下,探测灵敏度从1mm变为1.2mm(误差±0.3mm),属于合格;若变为2mm,则超出范围。
部分设备的铁芯元件(如电流互感器)对工频磁场敏感,需增加磁屏蔽措施(如坡莫合金屏蔽罩),降低磁场的影响。测试时需确保线圈的磁场均匀性符合要求,避免因磁场分布不均导致测试结果偏差。
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