端子騷擾電壓實驗測量審核結果分析

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用于實驗室質量控制及申請CNAS 認可的重要手段。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果存在差異的原因，從而提高實驗室船用電子設備EMC的檢測能力。

關鍵詞：端子騷擾電壓；測量審核；能力驗證

中圖分類號：TM933.2 文獻標識碼：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能力的有效手段，是實驗室通過外部措施對其內部質量控制方法的一種重要補充手段，是確保實驗室質量管理體系持續改進的有效措施之一[1]。測量審核是一個參加者對被測物品（材料或制品）進行實際測試，其測試結果與參考值進行比較的活動，是對一個參加者進行“一對一”能力評價的能力驗證計劃。實驗室通過向由國家認可委發布的CNAS測量審核主導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或檢測的能力，確保量值傳遞的準確性和一致性。

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 依據標準。本次測量審核依據《信息技術設備的無線電騷擾限值和測量方法》（GB/T 9245—2008）進行實驗。

故本次能力驗證計劃（一對一）實驗的結果為滿意結果。

表中的Z為：

[Z=x-Xσ] （1）

式中：x表示實驗室測試結果；[X]表示指定值；[σ]表示能力評定標準差。

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

2.2.2 結果分析。本次實驗室參加的測量審核結果為滿意。但是，23.809MHz（±50kHz）實驗結果的Max（L線、N線）QP值偏差相對較小，而0.238MHz（±50kHz）實驗結果與指定值的偏差仍比較大的。由于Z比分數分別為0.41和1.01，均大于0，兩個特征頻率點的測試結果都表示大于指定值，說明實驗室對測試系統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生的系統測量誤差主要從以下幾方面考慮：①EMI接收機；②衰減器；③人工電源網絡（AMN）的阻抗度及電壓分壓系數（插入損耗）；④連接電纜、接頭的插入損耗；⑤測量環境的影響。上述原因引起的系統誤差有些可通過計量校準的方法進行消除，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，應先校準檢定正弦波電壓、脈沖重復頻率響應和脈沖幅度響應，評定該接收機是否符合《無線電騷擾和抗擾度測量設備和測量方法規范 第1-1部分：無線電騷擾和抗擾度測量設備——測量設備》（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。先進行測量接收機的自校準，然后才能開始進行實驗。因為接收機在使用次數過多的情況下會出現讀數偏差，從而影響最終測試結果。

2.2.2.2 人工電源網絡影響。采樣標準阻抗的作用是給EUT的射頻騷擾信號提供標準的參考阻抗，獲得一致性好的Imesa。《無線電干擾和抗干擾測量設備和方法第1-2部分：無線電干擾和抗干擾設備-輔助設備-傳導騷擾》（CISPR 16-1-2：2006）中規定，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，所測試的電器產品的插頭規范不同，需要另外添置轉換插頭，而轉換插頭則會影響參考阻抗值。因此，在評估參考阻抗值時，應接上轉換插頭后進行。

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

2.2.2.3 EUT對AMN（人工電源網絡）的接地影響。EUT對AMN（人工電源網絡）的接地方式主要有單點接地和多點接地，其對測試結果的影響已經得到驗證。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路，當EUT接地位置距離AMN（人工電源網絡）相對較遠時，騷擾電壓會偏大。根據電磁感應理論，閉合環路中的磁通發生變化時將產生感應電流，電流大小與環路面積成正比。EUT正常工作時，會通過外殼和電纜產生輻射騷擾，這些騷擾會在上述環路中產生感應電流，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和電源線形成的環路面積變大，產生的騷擾電壓基本上逐漸變大。因此，試驗時應選擇影響最小的位置進行接地。

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

3 結語

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果的因素。本次端子騷擾電壓試驗測量審核結果為滿意，顯示了本單位EMC測量的技術能力，提高了信譽與知名度，加強了客戶的認同度和信任。

參考文獻：

[1]中國合格評定國家認可委員會.檢測和校準實驗室能力認可準則：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.