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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

CMA资质认定、CNAS实验室认可咨询指导！

实验室认可是由中国合格评定 认可委会员（英文简称CNAS）对检测/校准实验室及其人员有能力进行规定类型的检测/校准所给予的正式承认。实验室认可有何意义？中实博远结合十多年的咨询经验，以实际案例进行详解，深入剖析实验室认可在我国经济和社会发展中所发挥的重要作用。

案例一：原材料不合格，退还是不退？

笔者在十年前被聘请去一家建筑材料公司进行实验室调研，当时该实验室确实存在着管理不规范的问题。实验室主任提到：“决心建立实验室认可管理体系，是因为实验室管理的不规范而引发了很多质量风险。近期企业采购的一车原料被实验室抽检出不合格，但实验室却在退不退货的问题上犯了难。退，实验室不确定自身的检测手段是否准确可靠，如果检测数据有问题，岂不是冤枉了供应商？对合作关系非常不利；不退，如果是原料有问题会直接导致成品的质量缺陷，给企业带来经济与名誉损失。”一年之后，实验室在我公司的咨询指导下通过了实验室认可，对“人机料法环测抽样”各个环节进行了严格的控制，保证了检测数据的准确性，对抽检出的不合格原材料有了底气说“不”。

实验室认可的核心意义在于能够提高实验室的管理水平与技术能力。

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。

案例三：出口产品检测报告没有CNAS标识，被挡在国门之内。

某皮具生产企业来电寻求帮助，出口非洲的皮具因检测报告没有实验室认可标识，不能靠岸卸货，所有货物只能原路返回。企业不但承担了高额的运输费用，并且还赔付了客户的交货逾期违约金。近十年以来，中实博远经常接到类似咨询，并积极协助各类企业完善其实验室管理，指导其顺利通过实验室认可评审，为企业产品出口打开通路。

我国认可机构CNAS与全球75个经济体89个认可机构签订了互认协议，通过CNAS认可的实验室所出具的检测报可同时加盖CNAS与国际互认章，被全球所承认。这类报告成为国际间互认产品质量的合格证。

案例四：甲级资质没办下来，就差实验室认可了。

国土资源部在相关的红头文件中规定了申请相关甲级资质的必要条件之一，需要有实验室认可资质。我国很多政策法规都明确提出实验室认可的要求，同时政府与企业的招标要求也越来越多的提出投标方应取得实验室认可。实验室认可虽是自愿性原则，却也逐渐成为我国相关政策法规中的强制要求，其重要性被广泛认可。

案例五：企业通过了ISO9001质量体系认证，其实验室还需要通过实验室认可吗？

某生产汽车零部件企业通过ISO9001等认证已经有十多年，但在接受整车厂商审核时被要求实验室需要通过实验室认可。企业通过ISO9001质量管理体系认证，这仅是证明生产过程得到了保证，而并不能证明产品质量是合格的。实验室通过了 认可后，能够通过完善的检测手段控制不合格产品流向市场，有力的证明企业具备有效的、过硬的质量保证能力。所以，很多企业在对供应商审核时，都要求供应商具有通过实验室认可的实验室，这样才能保证采购产品的质量。

案例六：实验室在企业地位低、实验室人员没自怎么办？

某钢铁生产企业实验室主任报怨，实验室在企业中地位较低，没有话语权，实验室人员普遍没有自。在如何提高实验室地位、树立实验室人员自问题上，实验室主任选择通过实验室认可方式来寻找突破。通过实验室认可，实验室仪器设备、环境设施等硬件得到了进一步，管理水平与技术能力等软件建设方面也有了质的飞跃。当企业其他部门对检测报告提出质疑时，实验室对检测数据的准确性更加有了底气。实验室严格的管理水平和过硬的技术能力得到了认可机构、评审专家、客户、企业领导等各界的肯定，实验室在企业中的地位不断提高，人员的自心也越来越强，检测工作开展得有声有色，带动整个企业革新气象，有力地推动了企业科学发展。

案例七：如何避免检测资源浪费？

某第三方检测实验室在进行化学检测时发现数据异常，怀疑是仪器出了故障。于是高薪聘请技术人员进行维修，结果设备并无故障，而是标准物质失效造成的。后经分析，可能因某次停电事故引起储存标准物质的冰箱冷藏室温度升高，物品管理员没有识别潜在风险，未及时对标准物质进行核查，导致自停电事故后近1个月的检测数据可靠性存疑需要追溯。该实验室召回了多份报告，对该项目进行复检，并对客户进行了赔偿。

类似以上检测资源的浪费和风险控制的不严谨，还普遍存在于实验室检测活动的各个环节，包括：人（检测人员）、机（检测用仪器设备）、料（检测用标准物质、试剂、溶剂、耗材等）、法（检测方法）、环（检测环境）、测（测量的溯源性）、抽（抽样）、样（样品储存制备）。哪个因素出了问题，都会影响到检测结果的质量。管理上的一个小小的疏忽，也会造成严重的经济和声誉损失。

要从根本上避免这些问题的发生，实验室必须规范运行认可管理体系，对各个环节进行有效控制，并不断改进体系，提高管理水平和技术能力，达到节约成本，提质增效的目的。

案例八：实验室认可直接带来经济效益。

某机械企业在近两年的投标中，都被招标方要求提供实验室认可，否则没有投标资格。该企业因为没有通过实验室认可，在错失数次投标机会后，经过一年时间的体系运行，顺利取得了实验室认可，并在之后的投标中一举中标。实验室认可为该企业直接带来了可观的经济效益。

类似案例普遍存在于第三方检测市场。客户在委托测试时，首先选择资质全的检测机构，尤其具备实验室认可资质的机构会被优先选择。实验室认可成为了检测行业的“高富帅”，得到了越来越多的客户的青睐。

综合以上案例，可以概括实验室认可在如下方面都着至关重要的意义：

一、实验室认可能够提高实验室管理水平与技术能力；

二、实验室认可使得检测报告被正式承认；

三、实验室认可为产品出口打开通路；

四、 对实验室认可越来越重视，已经把实验室认可要求写入政策法规，成为相关行政许可的强制性要求；

五、企业通过ISO9001质量管理体系认证，也应通过实验室认可来证明其产品质量。

六、实验室认可能够提高验室地位，增加实验室人员的自；

七、实验室认可能够节约成本，提质增效；

八、实验室认可能够提高市场竞争力和占有率，从而增加经济效益。

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