Методика испытаний чувствительной аппаратуры (преобразователей) и двух
Поиск

Методика испытания на электромагнитную совместимость чувствительной аппаратуры (преобразователей) и


Обычно стандарты ЭМС дают испытателю все исчерпывающие ответы по методам и условиям испытаний: какой сигнал и куда подавать, что при этом контролировать и как располагать. Однако, бывают случаи, когда ввиду двусмысленности толкований, испытатель не понимает, как испытывать: как "в стандарте" или "как говорят". В основном это связано не с недочетами стандартов, а с непониманием международных требований, их неверных толкованиями, а что еще хуже, выпуском чиновниками тонн макулатуры, которая, по их мнению, регулирует ситуацию, а по сути удаляет ее от истины. Например, когда в стандартах МЭК говорится, что дополнительного заземления прибора при испытаниях не допускается, а в отечественном продуктовом стандарте говорится обратное. Когда международными требованиями устанавливаются особые условия испытаний, а какое-нибудь свежевыпущенное "СТО" говорит испытывать так же, как при эксплуатации. Качество испытаний таким образом иногда сводится на нет.

В этой статье мы хотели бы разобрать распространенный вопрос испытаний на электромагнитную совместимость, даже два, но связанных друг с другом, что ухудшает понимание происходящего. Первый из них - это испытания чувствительной аппаратуры, которой по определению предписано быть чувствительными к электромагнитным сигналам, и их выходные сигналы на порядки меньше испытательных воздействий. В основном это относится к датчикам или преобразователям.

Международные требования предписывают для такого чувствительного оборудования создавать специальные условия эксплуатации, улучшать электромагнитную обстановку в местах их установки, а в дополнение испытывать на соответствующие, не самые жесткие уровни воздействий, так как испытательные уровни многократно превышают сигналы датчиков, а их защита или экранировка снижала бы метрологические характеристики. Однако, в продуктовых отечественных стандартах все не так. Возьмем, для примера, ГОСТ 32137 для атомных станций. В нем жесткость испытаний зависит от того, в каких системах задействован испытуемый преобразователь. То есть один и тот же датчик, если он следит за температурой на улице, получит при испытаниях импульс 1000 В, а если в реакторе, то 4000 В. Однако, пусть над этим вопросом ломает голову разработчик (свои вопросы можно задать на форуме Emctestlab.ru/forum или на почту mail@emctestlab.ru), мы рассмотрим только вопросы испытаний.

Второй вопрос - это испытания линий, которые, по сути являются несколькими портами одновременно. Например, любые датчики, выходным сигналом которых является ток (скажем, датчики давления). То есть в одном и том же проводе у них и порт питания (напряжения =24В или 36В) и выходной сигнал, пропорциональный измеряемому давлению (ток 0-5мА или 4-20мА), а сами датчики, можно сказать, сопротивления, которые зависят от давления.


Для облегчения такого рода испытаний, приведем методику, разработанную специально для таких случаев. Методика уже успешно применялась на испытаниях в течении нескольких лет, но поскольку вопросы не пропадают, приведем ее еще раз в открытом доступе. Собственно, вот так выглядит схема измерения выходного сигнала преобразователя. Сразу отметим, что наилучшим вариантом испытаний было бы испытывать преобразователь сразу именно с тем измерителем или модулем обработки, который будет использоваться в системе с датчиком при эксплуатации. Во-первых, это снимает вопросы о степени точности измерений во время сильных помех, а во-вторых, этот измеритель тоже должен быть испытан на электромагнитную совместимость, так почему бы не применить его и здесь, только в качестве вспомогательного оборудования?

Поскольку при ряде испытаний потребуется применение развязки от испытательных воздействий, то при недостаточной для точности измерений развязке рекомендуется использовать вместо источника питания аккумуляторную батарею, которая является «идеальным» источником, для снижения неопределенности результатов, обусловленной с изменением входного импеданса источника при подаче испытательных воздействий и подключением испытательных схем, и связанных с этим изменений регистрируемого сигнала на нагрузке. Также постарайтесь свести к минимуму все ваши отклонения от условий стандарта на метод конкретных испытаний.

Микросекундные импульсные помехи (МИП).

Подключите порты ИТС к выходам соответствующего устройства связи-развязки (УСР) для данного типа линий. Вход УСР подключите, при необходимости, к устройству защиты. Устройство защиты или вход УСР подключите к вспомогательному оборудованию (ВО). Пример подключения двухпроводной схемы ИТС и ВО приведен на рисунке ниже. ИГ при каждом испытании подключать последовательно к каждому УСР в соответствии с ГОСТ Р 51317.4.5 для каждого порта.


Поскольку УСР не обеспечивает полной развязки линий от данного вида воздействий, ВО должно быть устойчивы к помехам ГОСТ Р 51317.4.5 и ГОСТ Р 51317.4.12. Также, поскольку стандартизованный УСР не имеет достаточного коэффициента ослабления для измерения выходного сигнала ИТС с требуемой точностью, а также, совместно с ВО, является формирователем испытательного сигнала, применяется метод сравнения напряжений на нагрузке с подключенным ИТС и без него.

Подайте напряжение с ИГ при отключенном ИТС. Зарегистрируйте амплитуду I1 [мА] и длительность Т1 выходного сигнала.

Проведите испытания в соответствии с включенным ИТС, регистрируя амплитуду I2 [мА] и длительность Т2 выходного сигнала.

Если УСР или части ИГ автоматически подключаются к ИТС непосредственно перед подачей воздействий, зарегистрируйте связанное с этим изменение выходного сигнала ΔI и учитывайте его при обработке результатов.

Определение амплитуды (А) отклонения выходного сигнала ИТС с помощью ВО (а попросту говоря включите математику осциллографа и аккуратно вычтите сигнал помехи с ИТС и без него): За период времени с начала воздействий Т1 считать А = I2 - I1 - ΔI. За время Т > Т1 считать А = I2 - ΔI. За длительность отклонения выходного сигнала ИТС принимать время, равное Т2–Т1 , если I2 < I1 и время Т2 , если I2 > I1. Такой же метод сравнения можно применять для колебательных затухающих помех.

Наносекундные импульсные помехи (НИП).

Разместить ИТС, УСР и ИГ на столе высотой 0,8м с горизонтальной пластиной заземления в соответствии с ГОСТ Р 51317.4.4 в экранированном помещении. ИТС и испытуемые кабели изолируйте от пластины заземления изолирующими подставками высотой (0,10+0,01)м. Подключите порты ИТС к соответствующему для данной линии типу УСР кабелем длиной не более 1м. Входы УСР подключите к дополнительным кабелям длиной не менее 1м (чем больше-тем лучше) для вывода их концов из экранированного помещения (см. рисунок).


В качестве связи ИГ с испытуемой линией вместо УСР допускается применять емкостные клещи в соответствии с ГОСТ Р 51317.4.4. Расположите ВО за пределами экранированного помещения и подключите к концам дополнительных кабелей. Обеспечьте дополнительную развязку концов кабеля от испытательных воздействий с помощью ферритовых колец или клещей индуктивностью не менее 100мкГн, надевев их на кабели после вывода из экранированного помещения. Желательно также одеть на каждый проводник отдельно по ферритовой муфте дополнительно. Собственно эта схема может применяться для всех других видов испытаний. Оговорим отдельно только кондуктивные помехи и радиочастотные поля.

Радиочастотное электромагнитное поле.

Полевые испытания на электромагнитную совместимость обычно проводят в полубезэховой экранированной камере (ПБЭК). Разместите ИТС на горизонтальной плоскости заземления на изолирующей подставке высотой 0,8м, как того требует стандарт для настольных изделий. Расположите УСР, применяемый для ГОСТ Р 51317.4.6 непосредственно на пластине заземления (на полу ПБЭК). Подключите порты ИТС к выходам соответствующих УСР кабелями не более 1м. Подключите входы УСР к дополнительным кабелям и вывести их концы из экранированного помещения (БЭК), располагая кабель непосредственно на пластине заземления (на полу БЭК). Подключите к концам выведенных из БЭК кабелей дополнительные УСР. Количество УСР можно определить путем увеличения количества УСР при предварительных испытаниях в отсутствии ИТС так, чтобы измеритель (осциллограф) не реагировал на испытательное воздействие, или по формуле

n =lg(Uн/Rн) / lg[(Iв-Iн)*γ],где

Uн – напряжение на нагрузке,

γ – основная допустимая погрешность ИТС в %;

Iв – верхний предел выходного токового сигнала;

Iн – нижний предел выходного токового сигнала;

Ко входу последнего от ИТС УСР подключить ВО. Пример подключения ИТС и ВО приведен на рисунке ниже.


Кондуктивные помехи, наведенные радиочастотными полями.

Разместите ИТС на горизонтальной плоскости заземления на изолирующей подставке высотой (0,10+0,01)м. Подключите порты ИТС к выходам соответствующих УСР для каждого типа линий кабелями как можно меньшей длины, но не более 1м. Расположите кабели на высоте от 30 до 50 мм над пластиной заземления. Примеры подключения показаны на рисунках.


УСР разместите непосредственно на пластине заземления. Количество УСР (n) можно определить по формуле

n=Uип/[(U0/Iв+150)*(Iв-Iн)*150γ]

, где U0-испытательное напряжение.

Подключить вход последнего от ИТС УСР к ВО. В качестве связи ИГ с испытуемой линией вместо УСР допускается применять электромагнитные или токовые клещи в соответствии с ГОСТ Р 51317.4.6.

Собственно остальные моменты испытателям должны быть хорошо известны, они детально должны быть описаны в программе-методике ваших испытания и соответствующих стандартах.


Полное или частичное копирование материалов запрещено. При согласованном использовании материалов сайта необходима ссылка на ресурс.

Вся представленная на сайте информация, касающаяся технических характеристик, наличия на складе, стоимости товаров, носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437(2) Гражданского кодекса РФ.

  • Instagram - черный круг
  • Twitter - ЭМСТЕСТЛАБ
  • Facebook Icon - Emctestlab profile
  • YouTube - Emctestlab LLC
  • Vkontakte - ЭМС группа
  • Google+ - Лаборатория ЭМС инноваций

© Компания Emctestlab llc 2017

ЭМСТЕСТЛАБ логотип