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射頻輻射抗擾度(RS)測(cè)試是GB/T7724-2008《電子稱(chēng)重儀表沖中規(guī)定的電子稱(chēng)重儀表取得計(jì)量型式批準(zhǔn)證書(shū)必須要過(guò)的測(cè)試項(xiàng)目。本文以某型直流電子稱(chēng)重儀表射頻輻射抗擾度測(cè)試為例，總結(jié)出儀表RS測(cè)試的一些基本方法和措施，供大家借鑒。
1儀表結(jié)構(gòu)
試驗(yàn)中使用的某型直流電子稱(chēng)重儀表，整體采用鋁合金外殼，薄膜開(kāi)關(guān)樣式。硬件部分電源采用直流24V電源，電源前端濾波電路如圖1所示，儀表內(nèi)部電路通過(guò)Yl、Y2安規(guī)電容接保護(hù)地Earth,同時(shí)外殼與保護(hù)地相接。ADC采用24位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片CS5530。顯示采用0.8inch6位數(shù)碼管顯示。線(xiàn)路板采用4層板結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)抗電磁干擾能力。
2測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和方法
根據(jù)GB/T7724-2008《電子稱(chēng)重儀表》和GB/T23111-2008緋自動(dòng)衡器》向中規(guī)定電子稱(chēng)重儀表RS測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)如下：
頻率范圍：80MHz-2000MHz；
場(chǎng)強(qiáng)：10V/m;
調(diào)制：80%AM,IKHz,正弦波；
最大允許變化：在有干擾和無(wú)干擾情況下測(cè)試，示值變化不大于e或衡器應(yīng)檢測(cè)到顯著增差并對(duì)其作出反應(yīng)。
試驗(yàn)在半波暗室中進(jìn)行，試驗(yàn)設(shè)備、設(shè)置、程序按照GB/T17626.3E規(guī)定執(zhí)行。其中特別需要關(guān)注布線(xiàn)問(wèn)題，以免影響試驗(yàn)結(jié)果，必須遵守“從受試設(shè)備引出的連線(xiàn)暴露在電磁場(chǎng)中的距離為1m”的規(guī)定。測(cè)試中電子稱(chēng)重儀表引岀的連線(xiàn)，例如電源線(xiàn)和傳感器信號(hào)線(xiàn)，必須暴露在電磁場(chǎng)中的距離為Im,如圖2所示。

圖2試驗(yàn)儀表位置示意圖
3測(cè)試與實(shí)驗(yàn)整改
儀表設(shè)置：
10mV信號(hào)儀表標(biāo)定200000內(nèi)碼，每個(gè)e對(duì)應(yīng)20個(gè)內(nèi)碼；
信號(hào)源采用電阻應(yīng)變式傳感器，信號(hào)線(xiàn)采用屏蔽線(xiàn)，傳感器彈性體連接屏蔽線(xiàn)，屏蔽線(xiàn)再連接儀表外殼接地；
儀表關(guān)閉零點(diǎn)跟蹤，蠕變檢測(cè)等輔助功能，同時(shí)工作在內(nèi)碼顯示狀態(tài)。.
3.1初始結(jié)果
按照上節(jié)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和方法進(jìn)行測(cè)試，這邊需要指岀的是傳感器必須穩(wěn)定一段時(shí)間，以消除環(huán)境等因素的干擾叫根據(jù)以往測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，儀表敏感頻段主要集中在低頻(80MHz-lGHz),故測(cè)試時(shí)以低頻為主，測(cè)試結(jié)果如表1所示。

從表1中我們可看出，儀表受輻射干擾主要在低頻段(80MHz~200MHz),水平輻射儀表內(nèi)碼變化22,垂直輻射抗擾內(nèi)碼變化15,水平輻射受到的干擾明顯大于垂直輻射，水平輻射儀表內(nèi)碼變化超過(guò)20個(gè)內(nèi)碼，超出國(guó)標(biāo)規(guī)定范圍。同時(shí)可看出80MHz~90MHz和100MHz~130MHz這兩段為敏感點(diǎn)。水平輻射和垂直輻射敏感點(diǎn)大致相同，試驗(yàn)以水平輻射整改為主，水平輻射合格后再驗(yàn)證垂直輻射。
3.2整改
整改1：分析儀表可發(fā)現(xiàn)，儀表整體結(jié)構(gòu)為鋁合金外殼，且外殼接地，儀表整體屏蔽效果比較好，即使有一部分射頻干擾進(jìn)去，不可能產(chǎn)生這么大的數(shù)據(jù)跳變。故考慮從接地角度查找原因。內(nèi)部電路通過(guò)Y電容接外殼，接地良好。傳感器彈性體這端通過(guò)屏蔽線(xiàn)連接到儀表外殼，接地路徑較長(zhǎng)，約2m左右。推測(cè)由于彈性體沒(méi)有就近接地，受到干擾后泄放不夠快，從而干擾到儀表。把傳感器彈性體就近接地后，再做水平輻射，結(jié)果如表2所示。

從表2中可看出，80MHz~90MHz這一頻段，內(nèi)碼變化由原來(lái)的變化20內(nèi)碼減小到變化3個(gè)內(nèi)碼，說(shuō)明整改效果明顯，傳感器彈性體就近接地后儀表抗輻射能力極大的提高。但100MHz~130MHz頻段受到的干擾仍在，沒(méi)有多大改善。
整改2：針對(duì)100MHz-130MHz頻段的射頻干擾，分析ADC輸入電路前端，如圖3所示，L1-L6為貼片磁珠，在100M時(shí)特征阻抗為390。。此電路對(duì)100MHz~130MHz頻段的濾波和衰減不夠，若信號(hào)線(xiàn)上夾雜該頻段的干擾，極有可能影響ADC數(shù)值。為此考慮在L1-L6位置放置合適的三端濾波器。這里選取村田的三端貼片濾波電容NFM3DPC223R1H3,其特性曲線(xiàn)如圖4所示，在100MHz-130MHz頻段插入損耗大于50dB。
增加三端濾波電容后，儀表水平輻射實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3結(jié)果表明，濾波效果明顯，儀表受的干擾明顯受到抑制，示值變化為5個(gè)內(nèi)碼，滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)20個(gè)內(nèi)碼的要求，且余量很大。
水平輻射整改完成后，按照國(guó)標(biāo)要求對(duì)儀表做一次完整的射頻輻射實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示，每個(gè)頻段內(nèi)碼變化都在國(guó)標(biāo)規(guī)定范圍內(nèi)，且變化較小，最大不超過(guò)5個(gè)內(nèi)碼。
隨機(jī)選取2臺(tái)樣機(jī)，做相同整改后進(jìn)行輻射抗擾度試驗(yàn)，2臺(tái)儀表內(nèi)碼變化都不大于7,符合國(guó)標(biāo)要求。表明儀表一致性較好，整改方法有效。
3.3分析總結(jié)
通過(guò)此款直流電子稱(chēng)重儀表輻射抗擾度測(cè)試
和實(shí)驗(yàn)整改，發(fā)現(xiàn)可從內(nèi)外功兩個(gè)大方面著手提高儀表的輻射抗干擾能力，以順利通過(guò)輻射抗擾度測(cè)試。
外功：傳感器彈性體必須接地，且就近直接接，使傳感器受到干擾后能最快地把干擾泄放到保護(hù)地上去。若有必要，傳感器信號(hào)線(xiàn)可考慮雙屏蔽信號(hào)線(xiàn)。
內(nèi)功：內(nèi)功又可分為三方面。
3.1.1接地與屏蔽
外殼必須接地，且接地要良好，使外殼對(duì)整個(gè)儀表內(nèi)部器件起到屏蔽作用。金屬外殼的儀表，注意金屬連接件之間的縫隙，盡量不留縫隙，使外殼構(gòu)成一個(gè)擎體；塑料外殼儀表在殼體內(nèi)表面噴涂金屬漆或商鍍金屬材料；對(duì)ADC等敏感電路，可考慮增加金屬屏蔽罩以減小二次空間輻射對(duì)電路影響。直流儀表接地可考慮采用本文中Y電容接地方式。
3.1.2濾波
對(duì)傳感器接口選擇合適的濾波器件和參數(shù)。具體多少頻率需要根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果來(lái)確定，每款儀表敏感頻率不一樣。筆者根據(jù)對(duì)多款儀表輻射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，敏感頻點(diǎn)在100MHz~200MHz的居多，前期設(shè)計(jì)可按照此參數(shù)執(zhí)行。在濾波器件選擇上，優(yōu)先選擇使用三端濾波電容。
3.1.3線(xiàn)路板設(shè)計(jì)
儀表各個(gè)功能模塊的合理布局和走線(xiàn)，若儀表對(duì)成本要求不是特別高,可考慮采用4層線(xiàn)路板布板方式，以進(jìn)一步提高儀表本身的抗干擾能力。
4結(jié)論
本文介紹了電子稱(chēng)重儀表輻射抗擾度測(cè)試的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和方法，結(jié)合一款直流電子稱(chēng)重儀表輻射實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出如何從內(nèi)外功方面著手提高儀表的抗輻射能力，以順利通過(guò)輻射抗擾度實(shí)驗(yàn)，希望對(duì)同類(lèi)儀表行業(yè)有一定幫助。

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