电子天平标准GB/T 26497-2011电磁兼容问题探讨

2017-01-20黄薛青葛宇申任珺

中国设备工程 2017年10期

关键词：抗扰度电子天平示值

黄薛青，葛宇申，任珺

（上海市计量测试技术研究院，上海 200233）

电子天平标准GB/T 26497-2011电磁兼容问题探讨

黄薛青，葛宇申，任珺

（上海市计量测试技术研究院，上海 200233）

本文主要就电子天平标准GB/T 26497-2011在型式评价试验中的电磁兼容试验的具体要求与电子台案秤进行类比，并对标准中的相关问题进行探讨。

电子天平；电磁兼容

对于计量器具新产品，我国《计量法》第十三条规定：制造计量器具的企业、事业单位生产本单位未生产过的计量器具新产品，必须经省级以上人民政府计量行政部门对其样品的计量性能考核合格，方可投入生产。简而言之，计量器具新产品必须获得生产许可证才能进入市场，而想要获得计量器具新产品的生产许可证，就必须进行产品的型式评价试验。我国推出了电子天平标准GB/T26497-2011。对于电子天平来说，要通过型式评价试验，除了满足GB/T 26497-2011中计量器具应符合的检定要求外，还必须满足其中的抗干扰要求，即电磁兼容部分的测试。

1 电子天平试验中的工作状态

与普通电子台案秤相比，电子天平精度更高，对周围的环境要求也高。所以测试前必须根据制造厂说明书要求，对电子天平进行预热。然后施加一小于等于20%的最大秤量的载荷，使其在一个稳定的环境下，进行抗扰度试验。而普通电子台案秤无需预热，施加的载荷为20%最大称量。

2 试验性能判据

与电子台案秤基本类似，但要求更为宽松，具体如下。（1）最大允许变化量：全部功能符合设计要求。在干扰和无干扰情况下，其示值变化不大于e，或大于e时天平应符合6.8.3或撤除干扰后能恢复正常。此时判通过。（2）如出现以下情况，虽然示值误差超过了e，但不是显著增差，也判通过。①相互独立的各种因素同时发生而引起天平的示值误差超过了e（如电压瞬间跌落与电磁辐射同时作用于天平上）；②天平的示值超过了e且无法进行任何测量（如天平的示值显示闪变而无法读准等）；③天平的示值严重超差，并明显被察觉（天平的显示器无显示等）；④天平的示值误差超过了e，且出现暂时的瞬间变化，该示值无法作为测量结果来确认传送（如天平的示值出现跳变，示值误差超过了e）。（3）在经受交流供电电源电压暂降或短时中断、电快速脉冲群、静电放电、电磁场辐射、射频场传导抗扰度试验出现显著增差时，天平应处于非工作状态，并能提供一个可听到或可见的信号，该信号持续到操作者采取相应措施时消失。值得注意的是，在电子台案秤的标准GB/T 7722-2005中，“或撤除干扰后能恢复正常”，并不能判通过。

3 抗扰度试验

试验项目有交流供电电源电压暂降或短时中断、电快速脉冲群、静电放电、电磁场辐射、射频场传导抗扰度试验。与电子台案秤相比，多了射频场传导抗扰度试验，而其他相同试验的测试方法和测试等级也有不少区别。（1）交流供电电源电压暂降或短时中断试验。电子天平标准GB/T26497-2011要求在电源交流电压过零点处进行试验，也就是说在电源交流电压在0°和180°处进行试验。该试验试验与电子台秤的要求相比，测试等级不同，幅值减少至0%至80%不等，而电子台案秤只要求将幅值减少至0%和50%进行试验即可。（2）电快速脉冲群试验。试验严酷等级：2级，与电子台秤相同。对于电源线路，为1kV（峰值）；对于I/O信号数据和控制线路为0.5kV（峰值）。与电子台案秤相比，电子台秤明确了其耦合方式为：相线-地，中线-地和保护地-地；而电子天平标准GB/T26497-2011上并没有具体说明，所以我们实际中参照基础标准GB/T17626.4-2008上的要求，需对各种组合进行试验。（3）静电放电试验。电子天平的试验等级是2级，直接放电4kV，空气放电为8kV。测试部位为：电源开关、前后面板、机壳、电缆、插头、秤盘等。每个点至少放电10次，每次间隔10s。试验电压应从最小值到选定的试验电压值逐渐增加。电子台案秤要求更为严酷，试验等级为3级，直接放电6kV，空气放电为8kV，每次间隔1s。（4）电磁场辐射抗扰度试验。试验频率：30～2000MHz。如果天平不使用交流电源和没有可使用的I/O接口，该试验的频率下限为26MHz。扫描速度不超过1.5×103十倍频每秒。扫描频率步长：频率范围内步进按基频1 %递增。扫描驻留时间：3s；试验场强：10V/m；测试调制：AM80%，1kHz正弦波；试验位置：垂直极化和水平极化两个方向对称的前、后、左、右四个面进行试验。该试验要求与电子台案秤基本相同，但电子台秤的试验频率只是80～1000MHz即可，电子天平要求的测试频率范围更宽。而且，电子台秤试验等级要求仅为3V/m。（5）射频场传导抗扰度试验。只有电子天平需进行此项试验，电子台案秤无需进行该项试验。在GB/T 26497-2011标准中，也说的比较简单。仅给出了频率范围、射频幅值及调制方式，具体如下：测试频率：0.15～80MHz；射频幅值（50Ω）：10V(emf)；调制方式：AM80%，1kHz正弦波。

4 标准中存在的问题的探讨

（1）试验中，电子天平标准GB/T26497-2011中所要求的载荷为小于等于最大载荷的20%。考虑到样机测试的归一性及体现试验的公正与平等，应更改较含糊的“小于等于”为“等于”，即采用电子台案秤标准GB/T7722-2005中的说法“载荷为最大载荷的20%”。（2）电子天平标准GB/T26497-2011中规定的性能判据太过宽松。标准中其判据中有“或撤除干扰后能恢复正常”一句，没有说是样机自动恢复正常还是手动恢复正常。在实际试验过程中，有些样机在抗扰度试验中变化超过了1个e，试验后不能自行恢复，需要重新手动置零才能恢复。这种情况如果发生在电子台案秤标准GB/T7722-2005中，明确属于不合格，但在电子天平标准GB/T26497-2011中，因为当前标准未明确规定，应当认为只要能采取简单的方式（如手动置零、重新上电启动等）后能恢复正常的，均可以判通过。作为对精度要求更高的电子天平，其标准判据应该参考电子台案秤标准GB/T7722-2005中的要求，可以考虑去除会产生歧义的“或撤除干扰后能恢复正常”一句，确保样机在抗扰度试验中计量的准确性。（3）在电子天平标准GB/T26497-2011中未明确规定电源适配器是否作为被测设备(EUT)的一部分。在实际测试过程中，在进行例如静电放电试验中，容易造成电源适配器的失效，而有时候更换新的电源适配器产品依然能正常工作。但在实际情况中，电子天平制造厂方是将电源适配器作为其附件。标准亦未明确电源适配器故障是否可以判合格或者不合格。在这种情况下，根据一般电磁兼容要求，厂方提供配件随产品给用户，双方已形成买卖协议，配件应当同时符合标准要求，故应当认为电源适配器是为被测设备(EUT)的一部分，在这种情况下，应当作不合格判断。（4）在静电放电试验中，电子天平标准GB/T26497-2011要求的每次放电间隔为10s，而静电放电的电磁兼容基础标准GB/T17626.2-2006 中规定的为至少1s，这与电子台案秤标准GB/T7722-2005是一致的。10s的间隔时间对电子天平来说太长了一点。考虑到有些电子天平产品没有外部接地线，为了避免电荷的累积，可以在放电时间间隔改为1s的同时，对于这类产品，按照静电放电的电磁兼容基础标准GB/ T17626.2-2006 中的规定，在每个试验点，每次静电放电后，用两段接470kΩ电阻的接地导线对残留于外的静电电荷进行释放。（5）在射频场传导抗扰度试验，GB/T26497-2011标准中要求说明太过简单，没有像电磁场辐射抗扰度试验中具体规定测试频率步长以及驻留时间。试验中应参照射频场传导抗扰度电磁兼容基础标准GB/T17626.6-2006上的要求，扫描频率步长为频率范围内步进按基频1%递增。同时考虑到电子天平的工作相对稳定，扫描驻留时间应为3s。（6）在电磁场辐射抗扰度试验中，电子天平标准GB/T26497-2011同样未对场地和天线距离作出明确规定。应按照电磁场辐射抗扰度基础标准GB/T 17626.3-2006中的规定，在3m的全电波暗室中进行试验，天线到被测设备（EUT）距离优先为3m，在设备条件局限的情况下（如功率放大器功率达不到试验等级要求等），天线到被测设备（EUT）距离可以缩短，但大于50cm。（7）在电磁场辐射抗扰度试验中，其试验下限频率最低为30MHz（如果天平不使用交流电源和没有可使用的I/O接口，该试验的频率下限为26MHz）。而在射频场传导抗扰度试验中，其试验上限频率为80MHz。两者中间有一段频率是重复的。一般情况下，传导信号更适用于低频段，而辐射信号更适用于高频段，考虑到一般电子天平尺寸与普通电子秤重显示器基本相当，可以考虑将电磁场辐射抗扰度试验的频率下限调整到80MHz，而30～80MHz这段试验频率仅应用于射频场传导抗扰度试验中。