端子骚扰电压实验测量审核结果分析

钟伟

摘 要：测量审核和实验室间比对是能力验证计划的有效补充形式，是实验室或者检查机构用于实验室质量控制及申请CNAS 认可的重要手段。本文主要介绍了端子骚扰电压实验测量审核，以了解自身实验室的检测能力，研究实验室间测试结果存在差异的原因，从而提高实验室船用电子设备EMC的检测能力。

关键词：端子骚扰电压；测量审核；能力验证

中图分类号：TM933.2 文献标识码：A 文章编号：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

能力验证是评价实验室技术能力的有效手段，是实验室通过外部措施对其内部质量控制方法的一种重要补充手段，是确保实验室质量管理体系持续改进的有效措施之一[1]。测量审核是一个参加者对被测物品（材料或制品）进行实际测试，其测试结果与参考值进行比较的活动，是对一个参加者进行“一对一”能力评价的能力验证计划。实验室通过向由国家认可委发布的CNAS测量审核主导实验室申请完成测量审核工作，可以验证实验室开展该项目校准或检测的能力，确保量值传递的准确性和一致性。

1 测量审核样品及方法

1.1 样品

本次实验样品是某能力验证提供单位提供的特制的端子骚扰电压测试信号发生器，额定电压为220V/50Hz，样品如图1所示。

1.2 方法

1.2.1 依据标准。本次测量审核依据《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》（GB/T 9245—2008）进行实验。

故本次能力验证计划（一对一）实验的结果为满意结果。

表中的Z为：

[Z=x-Xσ] （1）

式中：x表示实验室测试结果；[X]表示指定值；[σ]表示能力评定标准差。

当[Z]≤2，由于该结果在95%置信区间内，因此该结果为满意结果；当2<[Z]<3，结果在5%置信区间内，该结果为有问题结果；当[Z]≥3，结果在1%的置信区间内，该结果为离群结果（即不满意结果）。

2.2.2 结果分析。本次实验室参加的测量审核结果为满意。但是，23.809MHz（±50kHz）实验结果的Max（L线、N线）QP值偏差相对较小，而0.238MHz（±50kHz）实验结果与指定值的偏差仍比较大的。由于Z比分数分别为0.41和1.01，均大于0，两个特征频率点的测试结果都表示大于指定值，说明实验室对测试系统误差的考虑还有欠缺之处。

一般端子骚扰电压实验测试时所产生的系统测量误差主要从以下几方面考虑：①EMI接收机；②衰减器；③人工电源网络（AMN）的阻抗度及电压分压系数（插入损耗）；④连接电缆、接头的插入损耗；⑤测量环境的影响。上述原因引起的系统误差有些可通过计量校准的方法进行消除，但有些如由电缆得插拔造成的损耗则无法消除。本文主要从以下几个因素来分析实验误差的来源。

2.2.2.1 EMI接收机影响。对于EMI接收机，每次在溯源时，应先校准检定正弦波电压、脉冲重复频率响应和脉冲幅度响应，评定该接收机是否符合《无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范 第1-1部分：无线电骚扰和抗扰度测量设备——测量设备》（GB/T 6113.101—2008）的要求，只有满足要求，测量接收机才能用于实验。先进行测量接收机的自校准，然后才能开始进行实验。因为接收机在使用次数过多的情况下会出现读数偏差，从而影响最终测试结果。

2.2.2.2 人工电源网络影响。采样标准阻抗的作用是给EUT的射频骚扰信号提供标准的参考阻抗，获得一致性好的Imesa。《无线电干扰和抗干扰测量设备和方法第1-2部分：无线电干扰和抗干扰设备-辅助设备-传导骚扰》（CISPR 16-1-2：2006）中规定，阻抗模的允许偏差为±20%，相角允许偏差为±11.5°。需要注意的是，在试验中，所测试的电器产品的插头规范不同，需要另外添置转换插头，而转换插头则会影响参考阻抗值。因此，在评估参考阻抗值时，应接上转换插头后进行。

本实验室的传输网络和外置衰减器是分开计量的，会影响整个实验的准确性。为了提高整个实验的准确度，应考虑整体计量，即计量时将外置衰减器和电缆等传输网络的插入损耗的不确定性都考虑进去，从而减少外部因素引起的不确定度的叠加，提高实验的准确度。

2.2.2.3 EUT对AMN（人工电源网络）的接地影响。EUT对AMN（人工电源网络）的接地方式主要有单点接地和多点接地，其对测试结果的影响已经得到验证。同时，EUT的接地位置、距离对端子骚扰电压也存在一定影响。因为EUT、接地线、参考接地平板、AMN和电源线形成一个环路，当EUT接地位置距离AMN（人工电源网络）相对较远时，骚扰电压会偏大。根据电磁感应理论，闭合环路中的磁通发生变化时将产生感应电流，电流大小与环路面积成正比。EUT正常工作时，会通过外壳和电缆产生辐射骚扰，这些骚扰会在上述环路中产生感应电流，从而增大骚扰电压。同时，随着接地线与电源线间距的增加，EUT、接地线、参考接地平板、AMN和电源线形成的环路面积变大，产生的骚扰电压基本上逐渐变大。因此，试验时应选择影响最小的位置进行接地。

2.2.2.4 仪器设备接口及线缆影响。测试设备是影响端子骚扰电压测试结果的最重要的因素，其设备的标准符合程度、精度和稳定度直接决定测试结果的準确性。在实际应用中，由于实验次数多，会造成接口处有磨损的情况。根据试验经验可知，这种接口处的磨损会影响最终的测试结果。此外，还应注意LISN（人工电源网络）的EUT（受试设备）供电要与其他设备的射频隔离，以降低测试的背景噪声。根据端子骚扰电压测试原理，其测试结果受EUT与参考地平面的分布参数影响，因此严格按照《无线电干扰和抗干扰测量设备和方法第1-2部分：无线电干扰和抗干扰设备-辅助设备-传导骚扰》（CISPR 16-1-2：2006）中推荐的几种测试布置要求，减少EUT的布置对测试结果造成的影响。

3 结语

本文主要介绍端子骚扰电压试验测量审核的实施过程，分析影响测量审核结果的因素。本次端子骚扰电压试验测量审核结果为满意，显示了本单位EMC测量的技术能力，提高了信誉与知名度，加强了客户的认同度和信任。

参考文献：

[1]中国合格评定国家认可委员会.检测和校准实验室能力认可准则：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.