电磁兼容测量技术的发展趋势

 近几年,在整个电磁兼容测量技术及所属服务领域不断出现许多新的测试仪器和测试方法。其发展趋势是:PC控制光导体以及很少用的Windows软件。

几年前,许多公司还适应不了欧洲市场的电磁兼容法律、设备测试及CE证明方面的规定。但在近两年内,制造商和进口商逐渐了解了电磁兼容的知识,开始适应有关情况并将电磁兼容纳入设备开发计划中,且配备有关测试设备。虽然在实验室中专门知识和测试设备可作为服务来租用,但在这种情况下,如果开发部门装备了自己的一套基础测量仪表,则可节省许多钱。测量行业在这方面提供了一些新产品。

电场、磁场强度便携测试设备

在许多电磁场测试台中,到目前为止还没有3kHz-3MHz的H(磁场强度)场测试仪器。Wavetek/Wandel Goitermann公司从电磁环境兼容及人员保护的角度考虑将这作为非常重要的频率范围。新的手持测试设备型号为EMR-200及EMR-300,并在3个空间方向进行高灵敏的测量。该公司的产品系列中,EFA场强分析仪还配备滤波器附件。除测量场强外,还给出了电磁场构造的许多其他信息。

为了在很强场强的测试场合使用,该公司现在还开发了型号为ETS1的传输软件,该软件以Labwindows操作界面工作,并可遥控该公司便携场强测试设备,测试设备(EFA及EMR系列和Rad Man)通过光缆及PC转换设备的光/电转换器与用户PC的串联接口连接。因此,不仅可以在PC显示屏上显示测量值,而且还可将数据存储在固定磁盘上并全面遥控连接的场强测试设备。

EMCO电子公司也推出了型号为7200的具有宽带特征的新开发的E(电场强度)场探测器。在1~500V/m的动态范围内,频率范围为26MHz~3GHz。因此,探测器特别适用于符合IEC1000-4-3的电场均匀性测量,探测器的3个微型偶极子天线互相垂直配置并可进行各向同性测量,为使磁场失真尽可能小,测试头(传感器)与抛物线型电子单元成对角线型。

EMV公司的产品大纲中,新的场强测试系统也通过光导线将估算单元与探测器连接起来,这种系统可在场强为1~300V/m的情况下各向同性测试10kHz~2GHz的电磁场,3个空间分量分开后,测量值的存储和显示是投放市场的型号为HL4417测试系统的特点。

Symann & Trebbau公司类似于Wavetek/Wandel/& Goltenmann公司专门从事低频范围的磁场分析。该公司最新的产品是磁场测试系统EM200/EM400,这些系统可各向同性测量场强为2V~20kV/m时频率范围为5Hz~400kHz的电场强度以及5nT~10mT时测量频率范围10Hz~30kHz的H(磁场强度)场,不同频率滤波器(电源频率)峰值显示,频谱分析使磁场测试系统的估算能力得到扩展。

上面提到的便携测试台不仅适用于EMV范围的概略测量,而且特别适用于符合联邦辐射防护法第26条规定的测试。

通过模块化保证可靠性

与单个测试设备如干扰测量接收机或发射机相反,电磁兼容测试范围的测试台主要用于导线连接干扰的测试,目前,其构造主要是模块化的,原因是,一方面不同模块可交换,另一方面只有用这种方式才能对标准的变化具有迅速的反应能力,这方面的例子有schaffner公司开发的EMV测试台2050,它是为测试导线相关干扰方面符合标准的广泛测试而设计的,各种插入模块和扩展单元包括浪涌和短时脉冲振荡器、网络、测试网压波动状态的发生器、单相和3相藕合器以及数据和电信线路藕合器。测试设备自动识别安装的插入模块、提供适合的莱单选择并能控制整个前面板及整台连接的PC.例如,EM测试公司或Rohde & Schwanz以及Hewlett-Packard公司的高频无线电测量范围也用类似的测试设备。

Windows控制下的测试

不仅测试设备,而且独立的测试振蔼器在此期间也用PC非常舒适地进行操作。这方面的例子有Schloder EMV系统公司的CDG 6000新型测试振荡器,振荡器、放大器及高频伏特表放在一个箱子里并适用于测试符合IEC规章1000-令6的工业高频。

 Windows控制软件存储和显示各种数据并包含所有必要的测量值。在EM测试公司供应的品种中有为冲击电压测试设计的浪涌振荡器。VCS500M方面的类似软件。Windows软件包也提供编制连同测试报告及保证质量协议的单个测试指令的可能性。通过模块结构,振荡器可用于各种电濒线路和通信线路上的浪涌测试及绝缘测试。

掌握静电学

静电放电是电子工业中特别大的问题,通过50伏电压的放电就可能对组件及元件造成损害,但人们可认识的是从3000伏起的静电充电。为了掌握这类干扰现象,在市场上已有许多整套合装静电放电测试设备,例如0K国际公司的轻便振荡器、高欧姆充电测试设备以及整套合装形式的电离化系统是测量和测试技术的核心单元,它通过接地电缆、保护容器以及导电控制台和地面垫层的各种供应品种补充。

网络中的干扰

电网、通信网和汽车用网络的干扰带来越来越多的问题,有必要使用网络干扰模拟器、网络仿真器及网络干扰分析器。EMV领域用的测试设备以日益增多的功能和越来越多的整套合装为特色,例如Bajog电子公司的LISN IV-100网络仿真器特别适用于接地回线的单极安装,因此,特别是在电气、电子元件抗干扰方面,也在汽车制造业的车用网络方面开拓广阔使用领域。通过电压达400V、频率范围lookHz~100MHz、最大电流负载100A为这种网络仿真提供广泛的应用范围。

由于通用参数变化的可能性,配备了3个独立的任意振荡器及频率范围DC至5kHz的放大器的新型Elgar AC电源适用于谐波闪烁测量及符合标准的干扰模拟,例如这类干扰的分析可用网络分析器PoweEvisa 100G。这种设备在单相电源网络中检验相对零线的相位导线及涉及有效值、频率、波形变化和关于1MHz的脉冲和高频电压重叠的相对保护导线的零线。对这种分析器特别引人注意的是可能长时间的检验最多达7天。为了迅速得到概况,这种设备以日和钟点数据给出每种类型的10个最大干扰的短期报告。

MF公司提供的品种中网络数据分析器EQUA可进行符合EN50160标准的电压分析,例如用户发现非线性功耗及通过外部事件如负载变化引起的干扰。为这种分析器开发的新Windows软件,在任意可选择的时间间隔显示网压状态,例如有关最小值、最大值、平均值、90/95/99%的分布曲线以及超过和低于自由选择的极限值的数量。既可通过串联接口又可通过打印机出口将测量值从分析器传到PC。在远程控制时,最终也用调制解调器元问题地实现访问。

分析配电网干扰的功率很大的工具使用LEM仪器公司的ToPas1000系统,它记录所有通过EN50160标准规定的参数,它可进行功率和能量的精确测量,以曲线显示电压和电流,记录快速的瞬变值并详细显示集中控制电极,8个零电位的可配置的测量输人端、Windows计算软件及广泛的附件程序包是该测试系统的其他特征。

宽带天线

在吸收室和野外测试设备中,为了测量HF单射束,目前日益使用整套合装的宽带天线,增益的提高和较高的灵敏度,例如辐射测量是目前这方面值得注意的技术进步。例如在EMCO电子公司提供的品种中有双锥形天线,这种天线覆盖26MHz~2GHz的频率范围,并通过新的T型元件提供60MHz范围的约5dB增益改进。特别是对抗干扰测量而言,这种天线有很大优点,因为可用较小的放大器功率工作,但在辐射测量时较高的灵敏度获得改进的测量结果。该天线的频率范围也可在移动通信网的频段中使用。

目前,该公司可生产型号为Mini Mast Modell2075可调天线接收装置,因此,天线精确地安装在旋转轴中,此外,根据这种产品大纲,这还可使用旋转台,其天线驱动装置可元级调整旋转速度为0.5~2.5转/秒。既可通过IEEE-488接口,又可通过串联接口用PC控制天线塔和旋转台。PC与旋转台的连接用波导管的专用控制器接口保证。

频率范围为60MHz~1.3GHz的宽带多倍偶极子不久也由Kolten电子公司以型号K98推出。24个不同的天线元件相互构成理论上的128个偶极子,其每个频率范围补充通过的范围。这种频率特性的很线性天线主要用作干扰测量接收机的接收天线。驻波比在60MHz~1.3GHz之间好于122,整个范围的增益几乎达到飞15dBi。每个天线根据要求提供单个测量记录。