注入脉冲激励传导敏感度测试的不确定度评定

林荣刚，凤卫锋，梁双港

（西安导航技术研究所 陕西 西安 710068）

电缆束注入脉冲激励传导敏感度测试是依据国军标GJB 151A—97进行的电磁兼容性测试，在国军标中的测试项目编号为“CS115”[1-4]。测试部位为被测设备（EUT）的所有互连电缆（包括电源线），试验信号波形的上升时间为2 ns，脉冲宽度为30 ns，幅度为5 A，脉冲重复频率为30 Hz。测试目的是用来检验EUT承受耦合到与EUT有关电缆上的脉冲信号的能力。文中以国军标GJB152A—97的测试方法为基础建立数学模型，分析了影响测试结果的几种因素，并且对CS115测试的测量不确定度进行系统的分析，以达到为用户提供可信、准确的测试结果的目的[5-6]。

1 测试原理及方法

CS115测试方法的工作原理是模拟平台开关操作、雷电、电磁脉冲等外部瞬态环境所产生的快速上升和下降瞬变电流。测试时，通过电流注入探头注入标定波形的试验干扰信号，以30 Hz的重复频率进行1 min的试验。

信号波形的上升时间为2 ns，是与开关动作中断时电感器件所产生的波形上升时间相一致；脉冲宽度为30 ns，是把单个脉冲的能量标准化，且隔开脉冲的上升和下降部分，使每部分对电路单独作用，以检验对不同电路的影响；幅度为5 A，是飞行器在系统级瞬态环境响应的试验期间可观察到大多数的感应电流；脉冲重复频率为30 Hz，是为了确保施加足够数量的脉冲，从而提高设备不受干扰的置信度。信号注入方法是采用共模注入技术，是对平台上实际耦合机理的局部模拟。

依据国军标GJB152A—97的测试方法，CS115项测试设备有脉冲信号发生器，示波器，注入探头，监测探头，校准夹具，标准负载等，具体数据校准和EUT测试的配置如图1~2。

图1 测试波形校准典型测试配置Fig.1 Diagram of representative configure for calibration of testing wave

图2 电缆束注入脉冲激励信号的典型测试配置Fig.2 Diagram of representative configure of injection impulse excitation signal on cables

2 不确定度评定

2.1 数学模型建立

2.2 测量不确定度的来源分析

2.3 A类不确定度评价

CS115项敏感度测试由于基本不存在重复测量的情况，本项测量不能用统计分析进行A类不确定度评价，仅采用已知条件进行B类不确定度评价。

2.4 B类不确定度评价

1）示波器测量误差产生的不确定度

①电压测量误差产生的不确定度

2.5 合成标准不确定度

2.6 确定扩展不确定度

2.7 测量结果的最终表达

电缆束注入脉冲激励传导敏感度校准时测的感应电流的扩展不确定度为U＝1.1 dB，U是由合成标准不确定度uc＝0.55 dB和包含因子k＝2.05确定的，k基于t分布，由有效自由度veff＝27及置信概率p＝0.95的到。则测的感应电流为（I±1.1）dBμA。

电缆束注入脉冲激励传导敏感度测试注入干扰时测的感应电流的扩展不确定度为U＝1.7 dB，U是由合成标准不确定度uc＝0.86 dB和包含因子k＝1.96确定的，k基于t分布，由有效自由度veff＝528及置信概率p＝0.95的到。则测得感应电流为（I±1.7）dBμA。

3 结束语

文中详细分析评定了CS115电缆束注入脉冲激励传导敏感度测试中的不确定度。由以上分析可判断在影响CS115测试得不确定度的各种因素中，影响程度由大到小依次是电流探头至示波器阻抗不匹配、监测探头系数校准误差、校准夹具、探头摆放位置和射频同轴电缆损耗等。因此，在测试过程中，为保证测试结果的客观准确，应该更加注意这几个方面的影响。

[1]Department of Defense Interface Standard，MIL－STD－461F，Requirements for the Control of Electromagnetic Interference Characteristics of Subsystems and Equipment[S].2007.

[2]国防科学技术委员会，GJB 151A－97，军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求[S].1997.

[3]国防科学技术委员会，GJB 152A－97，军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量[S].1997.

[4]陈穷，将全兴，周开基，等.电磁兼容性工程设计手册[M].国防工业出版社，1993.

[5]国家质量技术监督局，JJF 1059－1999，测量不确定度评定与表示[S]，2000.

[6]中国合格评定国家认可委员会，CNAS－GL07，电磁干扰测量中不确定度的评估指南[M].2006.