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电磁兼容实验室都需要配置哪些仪器
CNAS认可咨询 2018-11-22
产品必须符合EMC(电磁兼容)要求，欧洲规定：销售违反电磁兼容法令(89/336/EEC)的产品将面临高额罚款，因此，商家越来越重视产品的电磁兼容性问题，为了降低成本，要根据公司需求和规模的不同，组建一个EMC实验室，本文介绍建设公司内部EMC测试设备的优点、缺点和方法。
组建一个电磁兼容实验室的小需求取决于公司的需要和财务状况。通常，公司将力求节省经费(在设备和人力资源两方面)，并尽量降低风险。但有一点必须明白，世界上不会有“低成本、低风险和低EMC技术”这样的好事。工程师必须掌握高度的技巧，才可能设计出具有相当性能的低成本设备。精度越低的产品，其风险也会越高。
在组建一个公司内部EMC实验室时，无论其规模大小如何，都必须遵从一些起码的指导原则。首先，建成EMC实验室的房间或地方必须洁净，没有无关物品，完全专用于EMC测量。只要条件许可， 需要一个由金属制成并可靠连接大地的地参考平面;如果条件不允许(如房间不在 层)，至少应该接保护地系统。实验室内的所有金属物体必须可靠接地或予以。电源系统必须“净化”(在电源进入EMC实验室之前的某处正确接入线滤波器)。
EMC测试设备的配置
1)传导发射测试---需要一台频谱分析仪(或EMI接收器)、电缆和LISN(线阻抗稳定网络，手工制作或外购)，如果可能的话，还应该有一个屏蔽房间(起码有一个屏蔽帐篷)和一张距地面80cm的绝缘桌。
2)辐射发射测试---需要同样的频谱分析仪或EMI接收器、一副天线、电缆和OATS(开放区域测试场地或(半)电波暗室);为测量干扰功率而制作或外购的吸收钳。
3)谐波测试(与闪烁测试)---如果要进行完全兼容测试，则需要专用设备(专用谐波分析仪);但如果仅为评估的话，一台便携式谐波分析仪甚至一台能进行FFT评估的示波器就足够了。
4)ESD(静电释放)抗扰度测试---只有ESD枪才能可靠评估该项测试的结果。
5)辐射电磁场抗扰度测试---需要与辐射发射测试类似的设备，此外还需要号发生器、放大器、衰减器、场强仪，可能还需要一台计算机。
6)传导骚扰抗扰度测试---需要的设备与1)和5)类似，另外再加上CND(异种耦合解耦网络)，但不需要天线。
7)电快速瞬变(EFT/Burst)抗扰度测试。
8)浪涌抗扰度测试。
9)电源频率磁场抗扰度测试。
10)电压骤降、短时中断与电压变化抗扰度测试。
从7)到10)的 四项测试需要专用设备，这些设备可从多个厂商买到。
值得注意的是，测量设备的制造商和经销商通常提供执行不同测试的包装和(或)全套装置，以及有关如何按照 标准执行这些测试的指导甚至培训。请向近的当地销售代表查询设备的性能和功用。大部分情况下，设备都有根据标准需求预设的测试程序，请首先阅读说明手册。
内部预兼容测试
预兼容测试并无定义，但起码我们有理由假定测试必须在尽可能接近标准要求的条件下进行。
1)传导发射的测试
多年来，电子产品制造商遇到的困难的问题可能就是在传导发射方面，因此本文首先就此进行讨论。
这个装置是根据CISPR22(EN55022)组建的，而且使用的设备必须符合CISPR16-1的要求。该装置主要包括：EUT(被测设备)，如果它是台式的，必须安放在一个距地面80cm高的绝缘桌上;辅助设备(外设)，按正常使用方式连接，未使用的输入和输出必须正确端接，多余的电缆必须截短，或绕成直径30~40cm的一卷。
2）频谱分析仪(或EMI接收器)
在0.15~30MHz的频率范围内必须具有9kHz的分辨率带宽(RBW)。测量过程在CISPR16-1和产品规范标准中有详细描述，如果正确执行，其结果与第三方实验室的测试将
3)谐波和闪烁测试
谐波和闪烁测试没有环境方面的要求。只需将EUT连接到谐波分析仪的电源入口，并根据厂商的说明和标准的要求执行测试即可。同样，测试设备将包含一些已有的设置，但工程师必须确保这些测试设置符合自己产品的标准要求。如果评估时使用其他方法(如便携式电源谐波分析仪)，请仔细阅读标准要求，然后再评估测量结果。
4)ESD抗扰度测试
ESD抗扰度测试对于大型设备可能并不是很重要。但在今天这个各种产品普遍小型化的时代，ESD测试已成为大部分设备的“关键”EMC测试之一，例如对便携式计算器、MP3和MD播放器、USB存储棒、音频设备等等。
EUT仍然安放在一张绝缘桌上，位于HCP(水平耦合平面，由一种金属传导材料制成)上，并通过一个绝缘抗静电衬垫与其隔离。VCP(垂直耦合平面)和HCP分别连接到地参考平面，每个连接端各使用一只470kΩ的电阻。对于EUT的每个侧面和VCP、HCP，以及EUT上每个用手能触摸到的金属表面，分别使用锋利 进行接触放电(直接放电)，通常每个极性5次。对于机箱的所有塑料部分，则利用圆形 进行空气放电(间接放电)。
5)辐射电磁场抗扰度的测试
辐射电磁场抗扰度的测试装置与辐射发射测试非常类似，但是在这项测试中，号发生器和功率放大器将馈送给天线，以便在EUT附近产生“均匀电磁场”(±6dB)(在频率范围80~1000VSPACE=12HSPACE=12ALT="磁场探针、电场探针和一根管脚探针的实例。">MHz、AM、1kHz、80%调制深度下为3V/m或10V/m)。需要注意的是，不同产品的频率范围也不相同。
6)传导骚扰抗扰度测试
传导骚扰抗扰度测试的目的是在EUT端口输入建立3V电平(有效值，150kHz~230MHz、AM、1kHz、80%调制深度)。号发生器和功率放大器必须提供足够的功率，以便CDN能将号耦合到被测线。由于测试项目3)、7)、8)、9)、10)使用的是高度专业化的设备，如果实验室中有这些设备，工程师无需太多操作，只要正确连接EUT就可以了，重要的任务是监控EUT的工作方式。
如何进行近场测试
本文前面的介绍部分讲过，近场测试非常适合产品开发阶段。在这个阶段，标准测试方法或许能给出的结果，但却无法显示问题的来源所在。在挑选元件时，有些控制器芯片的辐射要比其他芯片低40dB，或具有更高的抗扰度。即使在产品开发完成，执行兼容测试未通过之后，标准测试方法也几乎无法给出有关问题来源的任何息。在印制板一级，工程师们使用近场测试探针进行测量，也可能使用缺陷检测器等。
然而另一方面也必须了解，近场测试探针(几乎)不能给出有关设备传导或辐射水平的任何息，其误差为20～40dB。但近场测试探针可以保证一点：每次使用时，其测量结果总要好于前述的各种测量。为了通过近场测试探针大致了解产品是否能通过EMC测试，需要在已经确知结果的样品上进行多次尝试。
一些磁场探针、电场探针和一根管脚探针的例子。它们的优点是容易制作，外购也相当便宜。它们都使用50Ω的电缆，并连接到一台(廉价的)频谱分析仪。
近场探针用来拾取电磁场的全部两个分量。虽然市场上有一些非常灵敏的电磁场场强仪，但电磁场的近场场强并不太容易测量。它们无法给出辐射噪声频率成分的任何息，但可以方便地指出“问题分量”。近场探针在连接到频谱分析仪时，还可给出频率成分息。
磁场探针提供一个与磁射频(RF)场强成比例的输出电压。利用这个探针很容易找到电路的射频源。不过，磁场的场强随距离迅速变化(成三次方关系)。另外，探针的方向至关重要，因为磁场方向一定是垂直于磁环路的。前面已经指出，探针将不会给出太多的量化息，但对于某个元件(IC、开关三极管等)，随着探针距离元件越来越近，探针的电压输出也将增大。
即使周围有许多元件，通过研究原理图，设计者也可以很容易地辨认出噪声源。如果工程师决定更换元件，他将很容易测量出更换后的结果，这使得在开始时就选择可靠的元件成为可能。VSPACE=12HSPACE=12ALT="图4(a)和(b)：磁场探针、电场探针和一根管脚探针的实例。
管脚探针允许直接在IC管脚或PCB的细导线上鉴别噪声电压。还能方便地判断滤波器的效果，尽管只是一种定性的判断。管脚探针可以在滤波器的前、后分别进行接触测量，并观察其效果情况。但工程师必须正确估计接触电容，并选择电容较小的探针(不大于10pF)。
电场探针可拾取共模电压和需要的号。共模电压是辐射电压的一个重要来源。此外，磁场探针无法拾取电场。可以证明，使用全部三种探针是有益和省时的。
本文介绍了拥有公司内部EMC测试设备的优点和缺点。总体而言，除了设备成本、占用空间，以及可能的人员培训这些投入之外，拥有EMC能力并没有什么不利。无论如何，EMC技术在产品开发中必不可少，公司必须以某种方式进行这方面的投资(如依靠第三方咨询公司的服务)，忽视它的代价将是高昂的
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案例二：检测报告不被承认，怎么办？
某食品企业实验室在对生产车间委托检测的样品中，检测出部分参数不合格。但车间主任不承认实验室的检测报告，认为实验室无法证明自身的检测数据准确可靠。这一事件导致了企业质量管理的矛盾与纠纷。公司管理层决心规范质量管理，于是在建立实验室认可管理体系一年后顺利通过了 认可，取得了实验室认可。实验室严格按照管理体系规范化运作，每份报告都加盖了认可标识，检测报告得到了企业领导及各个部门的承认，类似事件再没有出现过。
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68. 现场发现存在过期技术标准。
答：①查是由于有合理规定但执行出现问题，还是规定不合理，或是查新路径有问题，或是没有规定，开不符合项。②如果实验室现场提出变更要求，如评审组具备能力，则进行确认，否则不予确认，要求实验室向CNAS提交变更申请。
69. 实验室提出的申请能力范围内含“外资企业”的企业标准，如何确认?是否加注限定范围后确认?
答：企业标准按非标方法要求予以确认。
70. 申请的项目，现场核查时没有相应的对照品(标准溶液、标准菌种、标准气)。
答：现场评审时，没有标准物质或试剂等情况，不予认可。
71. 现场试验安排有比例要求吗?扩项的现场试验比例要比维持认可的多吗?
答：现场试验没有比例要求，但WI14-01作业指导书中规定了选择现场试验的要求。现场试验应覆盖所有关键检测技术。
72. 现场发现实验人员操作或从记录上反映未按技术标准的规定操作。
答：①如属对方法掌握不正确，则不该项目。②如属依据经验对方法的偏离，开不符合项，要求实验室核查文件规定并必要的手续，制定内部作业指导书。
73. 对新申请扩项的产品标准，现场试验安排：每个产品都要安排现场试验见证还是同类产品(主要检测参数相同)安排一种?
答：主要参数相同的同类产品，可以选择难度系数 的产品做实验，用难度大的覆盖难度小的，同时必须关注不同产品之间，相同参数操作的差异和特殊参数的能力是否具备。
74. 已获认可的标准中，如ASTMF963-11中引用的ASTM D3421：1975已作废，上述两个标准能否维持认可?
答：可以维持认可，但认可作废标准时，应在“说明”栏注明理由。
75. 一些实验室整改工作不到位，体现在：①尽管不符合项报告已明确，但实验室理解不足，造成整改不到位;②整改就是纠正，无措施;是否在进行整改后一段时间内未再发现同类问题，也无法体现跟踪验证;③整改就是补记录，并且补得很完善，几乎可将评审的不符合项给推翻。等等。以上情况继而可导致整改时间已过期。
答：①充分沟通，并在评审报告中说明。②查看实验室的原因分析是否到位，要求实验室制定纠正措施。③整改不允许补记录、改记录，应在今后的工作中改正。④如果由于实验室的原因不能按期完成整改，评审组可建议暂停认可资格，如实上报。在末次会上应将此种情况明确告知实验室。
76. 组长进行申请资料审核时，因专业限制，不能对所有专业的技术内容进行评审，如设备配置表、经历报告、不确定度评估等，会给现场评审带来一些问题。
答：评审组长可以向项目主管提出需求，由项目主管确定技术评审员后，由技术评审员进行审查。 CNAS实验室认可
3.对实验室能力验证的解释
(1)能力验证是指认可机构为确保实验室维持较高的校准/检测水平而对其能力进行考核、监督和确认的一种验证活动；
(2)能力验证是为确定实验室进行特定测量能力而进行的室间比对，即仅为实现实验室间比对 个目的而进行的；
(3)能力验证主要用于认可活动，当然也为上述其他目的提供息。
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实验室比对和能力验证主要异同点
实验室间比对可以自己组织（简单方法：一被测物由其他一个或多个实验室测量后再由自己实验室测量，比对测量结果）。
能力验证则需得到CNAS承认的机构组织的才行（不能自己组织）：
(1)运作的主体不同——任何实验室或某个领域的实验室群体都可以根据各自的需要组织实验室间比对活动，而能力验证活动需由认可机构或其授权/认可的机构组织运作；
(2)运作的依据不同——实验室间比对可按照预先规定的条件进行，而能力验证应依据《利用实验室间比对的能力验证》进行，以确保能力验证计划的质量；
(3)评价内容不同——能力验证活动必须对参加对象进行能力评价，而实验室间比对往往只需要得到某个特定的结论；
(4)保密政策——大多数的能力验证活动应对参加者的身份予以保密，而实验室间比对可以不考虑这一问题。
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