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抗电磁辐射测试范文1
关键词：防电磁辐射服装；屏蔽；测试方法；辐射危害
中图分类号：O44 文献标识码：A文章编号：1672-3198（2008）06-0343-02
1 电磁辐射的概念及其放射源
电磁辐射是一种普遍的物理现象，它是由空间共同移动的电能量和磁能量所组成，而该能量是由电荷移动所产生的。换句话说：电磁辐射就是指“能量以电磁波的形式由放射源发射到空间的现象”。
电磁辐射源通常分成两大类:一是自然界电磁辐射源，来自某些自然现象，如雷电、台风、太阳的黑子活动与黑体放射等。而这种电磁辐射源常常会被我们忽视和淡化！我们所一直关注的电磁辐射源，其实只是电磁辐射源的其中一种，即：人工型电磁辐射源。人工型电磁辐射源、来自人工制造的若干系统或装置与设备，其中又分放电型电磁辐射源、射频电磁辐射源及工频电磁辐射源。
2 电磁辐射对人体的危害
1998 年世界卫生组织列出电磁辐射对人体的五大影响但归纳起来，我们可以把电磁辐射对人体的危害分为：热效应，非热效应和积累效应三种。
3 防电磁辐射服装织物及面料
防电磁辐射服装的面料对于电磁波的防护起着决定性的作用。因此在选用电磁辐射防护服装时，应了解防护服装所采用的面料，及其工作原理。由于电磁辐射的频率高低不同，所以我们必须按其高频和低频辐射的特点，用不同的织物及面料进行防护。对电磁辐射的防护需要材料有好的导电性或导磁性，所以不锈钢纤维、具有良好导电性能的银、镍、铜的电镀纤维或织物、填充炭黑、导电化合物和吸波添加剂的有机复合导电纤维便应运而生，而且市场上也出现了各种各样的电磁屏蔽织物和面料。
制成方法：利用金属材料，如采用金属丝网罩隔离装置和用金属粉处理过的服装；利用金属纤维和其他纤维混纺成纱，再织成布。
3.1 防辐射织物、面料的一般分类及特点
目前国内、外采用的防电磁辐射织物有三种，工作原理都是通过基料表面所形成的良好导电性能，使其具有抗电磁波的功能。通过对电磁波的反射和吸收而形成屏蔽作用：
(1) 合金纤维混纺：采用不锈钢纤维与其他化纤、棉等纤维混纺形成电磁屏蔽织物，具有耐洗涤、耐磨、柔软、手感好、透气、抗静电、防电磁辐射等功能。
特点：透气性好、服饰感强、耐洗涤、手感好。
适用范围:这种面料目前使用最广,其可以被制成各类防辐射服装,如医护类、孕妇防护类等。
(2) 多离子织物：采用多种金属离子涂敷粘附在普通织物上，形成一定的电磁屏蔽功能的织物能保持原普通织物的性能、颜色和手感。
特点：柔软、透气、服饰感强、服饰使用范围宽。
适用范围:可以制成T恤、内衣、床单、蚊帐等。
(3) 金属化织物：采用化学沉积方法在普通织物表面牢固地“镀”上一层高导电金属层，形成电磁屏蔽织物。
特点：镀膜薄、附着力强、柔软、透气性好、使用频率宽、屏蔽效能高。其中，金属化织物是目前国内外最新一代技术产品，比前两种织物更具有以下显著特点：工作频率宽、屏蔽效能高、使用领域广。
3.2 屏蔽高频电磁辐射面料的类型
3.2.1 混纺梭织屏蔽布
外表与普通面料一样，采用纳米金属屏蔽纤维与其他纤维混纺织成，屏蔽纤维直径只有头发的1/12，比蚕丝还细腻柔软。
此面料经过及测试中心检测屏蔽效果达到99.9%（30dB以上），同时保留了普通面料的柔软性、均匀性、透气性、耐洗性、致密牢固、使用年限长等特点。
3.2.2 纳米离子屏蔽布
采用高科手段，将金属纳米离子置入到织物的内部，从而达到电磁屏蔽的作用。屏蔽率达到99.9999%（70dB以上），防辐射能力强，适合电子电器内部防辐射；电信发射机房、基站、电视广播雷达发射台等的电磁防护，可作为机器设备的覆盖物，或制成衣服的夹层，只可轻轻擦洗，不可揉搓。同时这种面料还可以起到远红外保健、抗静电、杀菌作用：能促进和改善人体浅表组织微循环，增强人体的新陈代谢，对机体具有良好的保健作用。
3.3 检测防电磁辐射面料的一般方法
(1) 测导电性
用万用表检测到有良好的导电性，普通面料则没有导电性。
(2) 用火烧屏蔽布
混纺布会剩下一层屏蔽丝网；而纳米离子布则剩下一堆金属粉末。
(3) 使用手持式电磁辐射测试仪
有辐射时红灯亮，用防辐射布挡住后，绿灯亮，表明辐射已被屏蔽。
(4) 包裹测试发
将手机等包裹在防电磁辐射屏蔽布或服装中,看其信号是否减弱。
3.4 dB和屏蔽率的换算
dB和屏蔽率的换算率是：3dB50%；6dB75%；9dB87.5%；
12dB93.75%；30dB99.9%；70dB99.9999%；
3.5 防辐射服dB值是否越高越好
答案是否定的。作为防辐射服装，首先要有服装的基本性能，比如可洗涤，透气性，穿着舒适性，同时要能满足家电的防辐射。除非在雷达，发射台等特殊高辐射场合，美国军用标准规定大于15db。一般家用电器，如防电脑，微波炉等的辐射，由15db即可。大于60db，99%的织物表面上可以包住手机的辐射，但大多是电镀金属的织物，洗涤几次就不行了。
4 防电磁辐射服装发展现状及其展望
目前市场防辐射服装品种单一的情况，但我们可以将研发制作方向分为：金融、广电、IT、电力、电信、民航、铁路、医疗、生活进行分类。 在接下来的产品中，我们不仅要注意产品的防电磁射功能，同时还可以增加服装的防紫外线、防风、拒水、防污、防蛀、抑菌、防臭的功能。
我们必须注意到，目前市场上出现的防辐射服装仍存在一定的发展问题，如：品种太过单一、品种不全、屏蔽效果参差不齐且多为妇女防护用品如吊带、连衣裙等。二是针对防辐射服装世界上并未形成标准化的计算单位和检测方法。三是具有防辐射功能织物原理均为反射和吸收两种，而面料一般只有三种，要想达到令人更加满意的效果我们必须研发更新更好的材料，至于什么材料可以更好的使防电磁辐射功能在服装中进行应用，这仍有待进一步的研究。
据了解，中国工程院院士、西安工程大学博士生导师姚穆教授的一项研究将有望填补国内外空白。一直从事提高服装穿着的舒适性和健康素质方面研究的姚穆教授带着博士生们，动手制作检测设备，从无数种检验方式中得到逐渐清晰的规律，三年来，渐渐摸索出一套独特的检测方法。他们研究的防电磁辐射纺织品的检测与标准制定项目，如果通过国家认证，将为防电磁辐射服装的生产、检测提供科学的数据和标准。不久的将来，人们将穿上放心、舒适的防电磁辐射服。
参考文献
［1］刘国华, 王文祖. 电磁辐射防护织物的开发［J］. 产业用纺织品, 2003, 21，(6).
［2］王进美, 田伟. 健康纺织品开发与应用［M］. 北京:中国纺织出版社, 2005.
抗电磁辐射测试范文2
关键词：电磁兼容；RE102；电磁辐射发射；电磁干扰
中图分类号：TN713 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）25-0062-03
电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，EMC）一般指电气及电子设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态，即要求在同一电磁环境中的设备都能正常工作而互不干扰，达到“兼容”状态。要获得电磁兼容的理想结果，需要从两个方面来对设备的电磁特性提出要求：降低电磁干扰（Electromagnetic Interference，EMI），即要求设备向外界产生的电磁干扰必须低于某一极限值；提高设备电磁敏感度（Electromagnetic Susceptibility，EMS），即保证设备在某一限值下具有足够的抗电磁干扰能力。
1 电磁兼容检测的重要性
电子技术的发展和应用造成电磁环境的不断恶化，使人们对环境保护意识大大增强。在民用方面，我国已经将产品的电磁兼容性要求纳入了强制性产品认证范围，国家规定从2003年5月11日起凡列入国家强制性产品认证目录的产品未经认证不得出厂、进口和销售；在军用方面，军用电子装备在工程研制阶段须对装备电磁兼容性进行检测，在定型阶段需在有相应资质的第三方实验室进行电磁兼容性鉴定试验，试验结果作为装备定型的重要依据。
2 电磁兼容检测手段
目前，军民品电磁兼容性检测通常在满足相应国标或国军标的电磁兼容实验室进行检测。电磁兼容实验室由半电波暗室、屏蔽室测试场地和专用的电磁兼容测试系统组成。电磁兼容实验室建设、维护费用较高，通常具有一定实力和规模的企事业单位才会单独拥有电磁兼容实验室。
3 电流探头感应检测方法
3.1 问题提出
在军用电子装备电磁兼容性所有检测项目中，当属RE102电场辐射发射最难达标。在降低电场辐射发射方面，涉及到电磁干扰三要素（电磁干扰源、电磁耦合路径和电磁敏感源）的两大要素：电磁干扰源和电磁耦合路径。电子装备内部电路板级存在电磁干扰源，在较宽的频率范围内会产生电磁干扰信号，且不可能从根本上消除掉，只能通过PCB板级电磁兼容设计技术措施（如元器件选型、PCB板层划分、布局、布线、接地、局部屏蔽和滤波等）降低干扰源的干扰信号强度；电子装备的金属机箱结构尽管理论上有很高的屏蔽效能，但由于机箱缝隙、孔洞及接插件等电磁泄漏因素的存在，使得机箱屏蔽效能显著降低。因此，分析、定位、排除RE102电场辐射发射超标现象较为棘手。若采取在电磁兼容实验室测试-整改-测试的传统方法，将费时费力。
图1 RE102电场辐射发射测试框图
3.2 电流探头感应检测法原理
理论和实践经验表明，当电缆尺寸与电磁波的1/4波长可比拟时，电缆可等效为天线，将电磁波有效辐射出去。由于军用电子设备机箱电缆的存在，在30～300MHz频率范围内的电磁信号泄漏电缆辐射是主要因素。电磁干扰信号在电缆内形成干扰电流，继而以电磁波方式辐射出去，导致RE102测试项检测超标。因此，可通过检测电缆内的干扰电流强度估算电场辐射发射强度，为电场辐射发射超标问题整改提供有效验证手段。
图2 电流探头感应检测法框图
具体检测流程如下：如图2所示，将电流探头卡在待测电缆上，电流探头信号输出端口与频谱分析仪射频输入端口相连。电流探头将感应到的电缆内的电磁干扰电流转换为电压输出给频谱分析仪，从频谱分析仪上读出干扰信号强度，根据频谱分析仪读数大小可推断电缆内电磁干扰信号强弱，从而估算出通过电缆辐射的电磁干扰信号强弱。通过比较在采取加强电缆屏蔽或电缆信号接口滤波或减少PCB板级干扰强度等措施前后频谱分析仪读数大小，可简单、快捷地定性和定量分析所采取的降低通过电缆辐射发射电磁干扰信号措施的有效性。
4 试验验证
被测件选择长度为1.5米的电缆（用金属丝网屏蔽和不屏蔽两种情况），电缆终端50欧负载匹配端接，利用信号发生器模拟干扰信号。信号源输出幅度为0dBm、频率分别为60MHz和100MHz的信号给被测电缆。
4.1 RE102标准测试方法
在电磁兼容实验室，按照GJB 152A-1997规定的RE102测试方法对非屏蔽电缆和屏蔽电缆分别进行测量，测试配置框图如图1所示，扫描测试图及试验数据如图3至图6及表1所示：
4.2 电流探头感应法
采用电流探头感应法对非屏蔽电缆和屏蔽电缆分别进行测量，测试配置框图如图2所示，测试图及试验数据如图7至图10及表2所示：
4.3 试验数据分析
从两种验证试验数据可以看出，电缆在不屏蔽和屏蔽条件下，电磁兼容实验室RE102标准试验方法与电流探头感应法两种检测方法得到的试验结果呈现出相似的规律性和趋势。因此，可通过便捷且对场地无特殊要求的电流探头感应法定性和定量检测电缆辐射发射干扰信号强弱，同时也可对所采取的整改措施的有效性进行评估和验证。
5 结语
通过以上理论分析和试验验证可知，针对电场辐射发射通过电缆而引发的电磁辐射发射干扰问题，在摸底及问题整改阶段，可用电流探头感应法取代在电磁兼容实验室环境条件下的RE102标准测试方法，评估电子设备电场辐射发射干扰水平和验证所采取整改措施的有效性，简化试验过程，有效提高费效比。
参考文献
[1] 杨继深.电磁兼容技术之产品研发与认证[M].北京：电子工业出版社，2004.
抗电磁辐射测试范文3
所谓电子产品的兼容，实际上是指电子产品自身在工作环境下能否正常进行工作运转，与此同时还不会对其所处环境中的其他电子产品造成干扰，即一方面电子产品在进行正常工作时，其所产生的电磁干扰不会对其工作环境中的其他电子设备产生干扰，影响它们进行正常工作，造成损害并且造成的影响要保持在一定值的范围之内（即对其他电子设备产生影响的限值）；另一方面是电子产品自身要对所处的工作环境有一定的抗干扰能力，不会受到所处工作环境中的其他电子设备所产生的电磁的干扰而无法进行正常工作或造成一定程度的损坏，也就是指电子产品应具备电磁敏感性能力。
2 电磁兼容的重要作用
随着人们对电磁兼容的不断认知，对电磁兼容的重视程度也逐渐增加。科学技术的不断发展使电磁兼容所涉及到的领域日益扩大，而今电磁兼容所产生的影响已不仅仅只是电子产品设备本身，由于电子产品自身内部结构发展得愈加袖珍与复杂，电磁兼容问题也就愈加重要，例如受电磁干扰，收音机无法收听广播、某些电子设备的数据在传输过程中发生丢失、一些医用电子设备工作失常、引发起爆装置使之发生爆炸、工业过程的某项控制功能完全失效等，电磁干扰或其产生的辐射还可以使生物体自身发生某些微妙的变化而产生一定的影响。因为这些干扰与扰的电磁问题，对电子产品电磁兼容问题进行研究就显得格外重要。
3 电磁兼容检测的必要性
3.1 使其工作性能更加可靠
电磁兼容性是指电子产品可以在所处的工作环境中能够持续进行或保持正常的工作状态，既不会干扰所在工作环境中的其他电子设备，又不会受到此环境中其他电子设备的干扰。而电磁干扰是指电子产品在进行工作时产生的有害电磁变化，这种有害电磁变化不仅会破坏电子产品的正常运行状态，甚至还会对电子产品自身产生一定的损害，而这种带有损伤性质的干扰同样也会影响其所处工作环境中的其他电子设备，并给其造成损伤或损坏，也就是说，电磁干扰不仅仅可以造成自伤，还会造成不同程度的对外伤害。正因为如此，电子产品设备的电磁兼容技术的提高受到了充分的重视，它要求电子产品不仅要预防并阻止或尽量减小其受周围其他电子产品设备电磁干扰的可能性，而且自身能够进行正常的工作，同时也要求电子产品设备自身不会或尽可能较小地对周围其他电子产品设备产生电磁干扰，即使有干扰，其干扰的程度也不得使其他电子设备无法进行正常工作或损坏，即电子产品设备必须具有抗干扰性能。
3.2 与国际接轨
提高电子产品电磁兼容性能，对其进行电磁兼容检测，是实现与国际市场接轨的必要条件，这样便于我国电子产品迅速走向国际市场。现在对电磁兼容的检测方式进行了较好的改良，已从对电子产品出现问题之后的处理转变为在其出厂之前先对其进行检测分析，然后再对其进行相应的电磁兼容性能的改良设计，而目前对于电子产品电磁兼容性检测的达标认证不仅仅局限在一个国家认可的范围，已经发展到全球的国际性的认可标准，这就使得电子产品的电磁兼容性的地位处在与安全性和环境适应性一样重要的地位。
3.3 使人身和特殊材料得到安全
电磁波的干扰如果与其他电路发生感应耦合，尤其是电爆装置，这种干扰就会变得十分可怕，它可以干扰到电爆装置的控制电路，在与之发生电路的感应耦合之后，会形成干扰电流，引起电爆装置引爆而发生爆炸。为此，GJB786中规定，电引爆器自身导线上的电磁干扰感应电流和电压必须小于自身的最大不发火电流和电压的15%；电子产品所产生的电磁干扰辐射量，其连续波的平均功率密度不允许超过4MW/cm2，而其脉冲波的规定要求是平均功率密度不允许超过2MW/cm2。
3.4 现在与未来战争的需要
电磁不仅仅可以是干扰源，同样还可以受到其他的干扰而被破坏和摧毁。以核武器的爆炸为例，当发生核爆炸时，其产生的电磁脉冲的威力是巨大的，其会以光速向外进行辐射形式的传播，而当这种电磁脉冲去作用于电子产品设备时，轻则可以造成电子产品设备自身功能的恶化，重则可以造成其自身电路元器件损坏，甚至是报废。而在当下，利用类似核爆炸产生的电磁脉冲而制成的电磁脉冲弹武器，同样可以对所攻击的电子产品设备构成致命威胁。电磁兼容性检测和设计是可以对抗这种威胁的最基础的技术，它可以使得电子产品对于类似电磁辐射类的新型武器具有一定的抗击能力。
4 电磁兼容检测技术分析
4.1 电源电磁兼容检测
对电源进行电磁兼容检测技术分析，可使其控制能力得到较好的性能检测。当电源被其工作环境中的电磁或其他电子设备干扰时，看其是否会出现被损坏或者是性能降低等情况，检测的项目是浪涌电压抗扰度，这种试验方法主要是对电源线施加浪涌波形的电压，并对电源线的外壳也施加同等的波形电压，这样可以看出其电源线在受干扰时是否会发生毁坏，而在正常的有外壳的工作情况下是否也会受到干扰而发生工作状态不良或是毁坏。一旦发生电源线瞬间被击穿的现象时，说明电路装置中的滤波器型号不符或者输入端的滤波器耐受能力不够，也有可能是滤波器没有被加入到电子产品中。
4.2 辐射检测
这种检测要了解电子产品在进行正常工作时是否产生了电磁辐射，或者说其产生的电磁辐射是否会对其工作环境中的人类或其他电子设备造成影响或危害。检测所用的设备比较简单，也是比较安全的方式，使用处于AM频道的收音机，通过对电磁干扰收音机发出的噪音进行辨别。此种方法可以对手机和计算机进行相关的检测，对计算机的显示进行检测时，不得超过国家规定的12V/m的限制。
4.3 对外磁干扰检测
此检测主要是要了解所生产的电子产品是否具有一定的抗电磁干扰能力以及在一定程度的电磁干扰下是否会受到影响，甚至是损坏。通过射频电磁场干扰产生的辐射对其进行试验检测与分析，测试的一般方法是将电子产品置于黑暗的空间中并让其保持正常的工作状态，随后对其进行一定程度的干扰，此干扰要在电子产品能够允许承受的范围之内，并保证此干扰可以持续进行一段时间，观察进行干扰期间电子产品是否发生了变化，是否处于正常工作状态范围之中。倘若期间出现问题，要对产品设计进行适当的改造，而电子产品内部重要元件或较敏感的元件都应进行有效隔离处理，并采取有效的抗干扰措施。
抗电磁辐射测试范文4
【关键词】电磁干扰 危害 抑制
一、引言
电磁波（又称电磁辐射）是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量和动量。电磁辐射可以按照频率分类，从低频率到高频率，包括有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X-射线和伽马射线等等。空间中充斥各种形式的电磁波，这些电磁波会对一些在工作状态下的精细电子设备产生一定电磁能量干扰，即电磁干扰。随着电子技术的飞速发展，电子技术广范应用于医疗器械和设备上，有些电子医疗器械和设备对电磁波反应敏感，在电磁波的影响下可能使某些电子医疗设备出现勿动作，造成医疗事故。所于如何抑制电磁干扰也是我们在电子医疗产品研发，精准自动控制必需要考虑的问题。
二、电磁波对电子医疗设备造成的危害
任何无线发射设备的操作都可能会对保护不当的医疗设备的功能造成干扰，电磁干扰造成的各种损失是通过电子装置有效性能或技术指标下降来体现的。处以工作状态下的电子设备在电磁波的影响下，可能出现以下表现：
1、 降低技术性能指标
（1）、语音系统
无线和有线电话，受到电磁干扰会使信号发生畸变失真，严重时可完全被电磁干扰淹没。电磁干扰使语音的声调，音色发生改变，同时也使语音清晰度下降或者是语音系统不启动等。如医院的输液监控系统，在电磁干扰的情况下可能出现误报或不报等情况。
（2）、图像显示系统
CT、MRI、超声诊断设备等图像显示系统，在电磁干扰作用下会变得模糊并出现差错。轻微干扰也会使图像质量变差、清晰度变低和误差变大。而出现严重干扰时则根本无法判读和观看。如在电磁干扰的情况下，可能使MRI设备的磁场均匀度或稳定度下降，导到图像质量下降，可导致误码率诊。
（3）数字系统
电磁干扰使数字系统误码率增大，降低了信息的可靠性，严重时会发生错误和信息丢失。由于电磁干扰的存在，无线电通信误码率只能维持在10-5水平（一般数据传输误码率在10-7水平，电子计算机内总数据传输误码率在10-12水平）。例如，一个典型的相干检测二进制系统，载波噪声比和载波干扰比都是15dB时，误码率约为10-12。若载波噪声比下降3dB，误码率将会下降到10-8。
（4）、指针式仪表系统
传统电子设备和电子医疗设备仪器仪表中有许多是指针式的。电磁干扰会使指针指示错误、抖动和乱摆，降低系统使用功能。例如，如透视机的电压表，管千伏表等，由于电磁干扰可使仪表不稳定或出现偏差，将影像预示电压值。使得暴光不准确。
（5）、控制系统
自动控制系统受到电磁干扰时，可能出现失控、误控或误动作，使控制系统的可靠性和有效性降低，并危及安全。控制系统中除灵敏电子设备、装置和电路对电磁干扰敏感外，灵敏电机、电器（如低压电磁开关、继电器、微型电机等）也对电磁干扰十分敏感而成为电磁干扰接受器。
2、电磁兼容性故障
电磁干扰降低系统（设备）技术性能指标的现象极为普遍。日常生活中最容易受到干扰的就是电视机和收音机，但当干扰源关机或者远离时干扰症状随之消失，一切又都恢复正常，后果不是灾难性的。灾难性的电磁干扰危害，被称为“电磁兼容性故障”。如手机干扰心脏起搏器和电子输液装置，可能造成心脏手术失败；手机电磁波干扰造成输液泵突然中断，可使正在医院重症抢救室的病人输液泵中断运转，抢救治疗出现险情。电磁干扰心电监护仪、血液透析机、自动注射仪、心脏起搏器等医疗仪器的正常运转而造成病人生命垂危的险情。
三、抑制电磁波的方法
1、接地
任何电子测量仪器电路均有接“地”点。常见的几种接地方式有浮地、单点接地、多点接地。
（1）、浮地：电路或电子仪器与公共地以及可能引起回路环流的共用连接线完全隔离开而采用的一种接地方式，如：电流表、电压表等许多通用仪器、仪表的测量均采用浮地的接地方式。但对高频而言，―般不采用该接地方式。
（2）、单点接地：对于一些电子测量仪器，多数是利用它的外壳金属体作接地基准面的，这种导体的电导率比大地高，因此，要用它来作为电流回路实际上存在着一定的问题，原因是在电子仪器的内部回路中，有直流、交流和脉冲等各种电流流过并且会在基准面上产生电位差，形成电磁干扰。单点接地是在测试或测量系统中只存在一个物理接地点，因此，这种接地方式是低频回路中电子测量系统常采用的。如：对耐电压测试仪等仪器采用的就是单点接地。
（3）、多点接地：高频回路，当高频电流经过整流回路的输出端返回接地基准回路时，它和其它回路的返回电流共同流过共有的电源输出阻抗，相互之间存在着很大的干扰，而且还会使高频线圈的特性变坏。因此，采用多点接地，各分系统具有独立接地连接线而引起高频驻波显著减小。这种接地方式是高频电子仪器测量系统常采用的。如：测量毫伏表时，要增加接地点。
2、屏蔽
屏蔽也是电子仪器抗电磁干扰的最基本方法之一。
（1）、静电场屏蔽是用于防止静电耦合而的生的相互干扰。如：一个孤立的导体带有电荷量+Q它在空调要产生电场。表征电场强度的电力线向四周辐射，终止于无限远处的负电荷上。为消除导体在空间产生的电场，可用密封的金属球壳把带电体包围起来。如果将金属球壳接地，则球壳外壁的正电荷被引人大地，球壳外壁电位为零，不存在静电场，电场被局限在金属球壳内的空间，起到了屏蔽作用。如：在测量高阻计时加一层屏蔽就有效地隔离了仪器线路电场的干扰，提高了仪器测量的稳定性。
（2）、磁场屏蔽：是为了消除或抑制磁场干扰源与敏感设备间由磁场耦合引起的干扰。在低频下，当线圈中有电流通过时，线圈周围就会产生磁场，闭合磁力线分布于整个空间，可能对附近的敏感设备产生干扰。在磁场频率较低以下（100kHz）时，通常采用铁、硅钢片、等材料进行屏蔽。若将线圈绕在由铁磁材料制成的闭合环中，则磁力线主要在该闭合环的磁路中通过，向空气中发散的漏磁通很少，抑制了磁场源对附近敏感仪器的干扰，起主动屏蔽作用。
（3）、电磁屏蔽：在高频磁场下，是为了抑制干扰和敏感设备距离较远时通过电磁场耦合产生的干扰。通常采用电阻率小的铜、铝等良导体材料。空间干扰电磁波在入射到金属体表面时会产生反射和吸收，电磁能量被衰减，从而起到屏蔽作用。如：场强计及有些无线电测量仪器就需要在屏蔽室内进行测量以防止电磁干扰。
3、隔离
干扰是从高电平电路向低电平电路侵入，当然这种程度要由电平的相对关系来决定。因此，电子设备防止电磁干扰的首要问题就是对仪器进行分类，把功率电平相近的仪器、仪表集中到一起，而把电平相差的电子仪器进行相互隔离来防止电磁干扰。如：对互感器的检定。
4、减小耦合
静电耦合和电磁耦合都是通过空间的，抑制方法主要是隔离。把容易耦合的部件适当远并屏蔽隔离。导线的配置要靠近地面，减少双导线平行敷设，采用垂直交叉走线法。如果是往返的双导线，则因往返的电流方向相反磁力线可相互抵消。距离越近效果越好，故应缩短往返的距离。为减小电磁耦合应减小配线构成的环面积，因感应电压是与截面积内的磁通量成正比的，将两条导线绞合使用即可减小环面积，双可以使感应电压在每一个绞合环内互相抵消。减小公共阻抗耦合的方法一般是用增加去耦电路和减小电源的输出阻抗。改善接地状况减小电阻，避免接地导线产生的微小电位差。
抗电磁辐射测试范文5
“六大系统”中的安全监控系统，是指传感器技术、信息传输技术、计算机技术、电气防爆技术和控制技术，在煤矿安全生产监控领域的综合应用，可以对矿井瓦斯、一氧化碳、温度等环境参数，以及对矿井生产、运输、提升、排水等环节的机电设备的工作状态进行监测和控制，用计算机分析处理、取得数据，并实现自动报警、断电和闭锁，防止事故的发生或扩大，为各级生产指挥部门提供现场资料，便于提前采取防范措施。
研发现状
随着电子技术及计算机控制技术的发展，目前国内已有60余家生产企业及科研机构，研发了多个型号的煤矿安全生产监控系统产品，并基本上由早期的单计算机监控，发展成了网络化监测监控，安全监控技术有了长足发展，系统得到了推广应用。但其技术瓶颈也日益显现，主要表现在以下几个方面。
煤矿安全监控系统网络结构可靠性不高。现有监控系统主要采用主从式通信结构，数据传输速率低和冗余差，极易发生数据传输中断，无法实现设备间互联互控、危险区域快速控制；监控系统设备数字化程度不高，尤其是传感器采用模拟传输技术，不能实现传感器工作状态识别及故障判断，造成监测数据可靠性差。
煤矿安全监控系统抗电磁干扰能力差。井下电磁环境恶劣，抗电磁干扰技术还不成熟，对井下干扰源种类、等级及耦合途径研究不够充分，井下抗电磁干扰相关标准不易执行，导致监控设备抗电磁干扰能力差，极易使数据混乱，经常产生“冒大数”、误报警、误断电现象，甚至造成系统瘫痪。
灾害预警手段不完善。现有系统实现了瓦斯超限报警断电，部分实现了瓦斯灾害的预警处置，但对其他灾害还缺乏预警手段，应充分利用监控信息资源，完善矿井灾害的超前预测预报。
鉴于以上情况，在“十一五”期间，煤炭科学研究总院对煤矿安全监控系统网络结构可靠性及抗干扰技术进行了研究，并列入国家科技支撑计划项目，形成了新一代的煤矿安全生产监控系统及系列产品，该项目也被国家安全生产监管总局列为第一批安全科技“四个一批”项目之一。
研究过程
该项目通过研究工业以太网等网络集成技术、开放式总线传输，以及多环冗余、系统通信故障自诊断、电磁兼容（EMC）、井下电网故障在线诊断、网络结构中终端设备对等通信及互控等技术，研发了具备通信网络冗余、对等通信、通信故障隔离、满足电磁兼容等要求的煤矿安全生产监控系统，系统典型应用结构图如图1、图2所示。同时还配套研制出煤矿井下电网故障监测、故障识别、故障控制设备。通过项目研究，形成了4项技术。
设备状态自识别技术
网络终端设备（传感器）采用控制器局域网络（CAN总线通信），通过利用冲突检测方法，结合自识别软件协议及软件防冲突技术，避免了通信链路的数据堵塞、冲突、链路挂机等故障，解决了传感器互换产生的伪数据等现象，实现了传感器状态自识别、数据自动上传、故障自诊断等功能。其数据传输的实时性、可靠性，比目前传统的200-1000HZ模拟信号传输有了很大提高。
抗电磁干扰技术
通过对监控系统易受干扰的场所进行研究，项目组发现煤矿井下脉冲群干扰强度在标准500V等级以上、煤矿井下浪涌干扰强度在标准1400V等级以上时，煤矿井下静电干扰源与电磁辐射干扰源强度较小。根据干扰源的耦合特性，项目组对煤矿监控设备电源及信号端口，进行了两级抗干扰保护设计。目前，该技术已经应用到矿用本安分站、低压电网监测分站、高低浓度甲烷传感器等9种传感器，以及矿用隔爆兼本安型直流稳压电源中。
对等通信技术
网络终端设备（分站）采用总线通信技术及对等通信协议，解决了煤矿井下分站布点非线性的结构，有效地避免了由于通信链路复杂、阻抗不匹配，造成的通信状态不稳定的问题，实现了分站间对等通信功能，提高了分站间互联互控的响应时间，异地控制时间缩短到5s以内，提高了系统的可靠性及异地控制响应的实时性。
低压电网故障监测技术
矿井低压电网监测分站，采用附加低频信号的检测方法，通过建立切合矿井实际的电缆绝缘检测数学模型和仿真模型，实现了井下低压电网漏电故障监测及故障区域判断。
成果转化及应用情况
煤矿安全生产监控系统，发挥了治理隐患防范事故的作用，保障了煤矿的安全生产；相关安全标准的制定和强制执行，规范了煤矿安全监控系统相关产品；采用适合煤矿井下恶劣环境的矿井工业以太环网+现场总线技术，构建了井下信息传输基础平台，能接入各种子系统，实现了煤矿安全生产快速联动及灾害预警；研发的新型传感器技术、抗电磁干扰技术，提高了监控系统的运行可靠性；研发的重大灾害联动预警技术，利用监控数据的分析融合，为科学处置事故灾害提供了决策依据。
科学研究的关键，在于成果转化。针对项目目标及现场急需解决的问题，通过近3年的攻关，煤炭科学研究总院完成了14种配套产品的开发，形成了新一代高可靠安全监控系统，通过了国家质量监督检验中心的性能测试，取得了安全标志证书。研发的产品包括：矿用隔爆兼本质安全型数据交换装置、矿用本安型信号转换器、矿用隔爆兼本安型直流稳压电源、高低浓度甲烷传感器、煤矿用一氧化碳传感器、矿用隔爆兼本安型断电控制监视器、煤矿用风门开闭状态传感器、煤矿用温度传感器、煤矿用负压传感器、矿用水位传感器等。
项目完成后，煤炭科学研究总院在山西天地王坡煤业有限公司，进行了应用示范。2010年12月，由煤炭科学研究总院和山西天地王坡煤业有限公司共同规划示范矿井的建设工作，2011年9月完成地面中心站的建设，同时完成井下线缆的敷设。2012年1月，在王坡煤矿井下3215掘进面，3208、3201综采工作面，以及井下变电所等地，安装了100余台各类传感器等设备。项目组在井下，还先后进行了系统性能稳定性、快速异地断电、多环冗余、传感器状态自识别等试验，试验结果符合预期要求，与检验单位的检验结果一致。截止到2014年1月，系统可靠稳定运行，状态良好，没有出现通信中断、传感器数值“冒大数”等现象。
此后，该系统还在内蒙古李家塔煤矿、湖煤集团塘冲煤矿、江西天河煤矿、山东滕州泉上煤矿等多个煤矿得到了应用，效果良好。
技术发展趋势
联动控制技术。由瓦斯灾害预警系统触发联动事件，当预测到有危险时，可通过异常联动功能，实现各系统间的联动控制。
抗电磁辐射测试范文6
现场总线CAN?bus作为工业现场总线中非常重要的一员，凭借其可靠、实用、灵活、经济的特点，目前已在自动化、轿车、工程车辆、机车、船舶等诸多行业广泛应用[1]。在工业控制伺服设备中，实现角度位置量的高精度实时测量和控制是其关键性的技术。角度变送器是一种角度量?数字转换器，其功能是将旋转变压器或自整角机的模拟信号转换为数字信号，与普通的A/D编码相比，轴角编码采用正、余信号进行编码，抗干扰能力强且转换速度快[2]。
为了适应工业控制系统的发展需求，本文提出了一种高精度的CAN总线角度变送器，与传统的RS 485总线产品相比，具有完善的通信协议，数据通信实时性强[3?4]，并且容易构成冗余结构，提高了系统的可靠性和系统的灵活性。
1 总体设计
1.1 系统组成
角度变送器用于检测旋转变压器角度位置量及旋转圈数。具备CAN通信接口，能够接收上级控制设备查询指令，向上级控制设备发送监测到的信息（包括角度和圈数）及故障信息。主要由旋转变压器?数字转换电路、电源电路、单片机和CAN接口转换电路组成。整个系统组成如图1所示。
1.2 芯片选型
单片机选用Silabs公司的C8051F504型MCU，具有高速、流水线结构的8051兼容的微控制器核，主要特性如下：全速、非侵入式的在系统In?system调试接口；集成CAN控制器，兼容CAN2，0A和CAN2，0B协议； LIN2，1外围设备（完全向后兼容，主从模式）；12位200 KSPS的32通道ADC，带模拟多路器；高精度可编程的24 MHz内部振荡器，全温度范围内精度指标可达0.5%；32 KB的片内FLASH存储器；4个通用的16位定时器；片内上电复位，VDD监视器和温度传感器[5]。
2 高精度旋转变压器?数字转换的设计
2.1 系统模型
旋转变压器?数字转换电路的设计指标为16位，静态角精度达2.4′。通过设计电路实现输入模拟轴角信号θ与要实现的数字轴角信号β进行求差运算得到[sin（θ-β）]当在要求的精度范围内[sin（θ-β）≈0]则认为数字角度β与模拟角度θ相等[6]，从而通过反馈逼近的方法[7]实现了高精度的轴角?数字的转换。由自动控制原理可以知道要实现系统在动态跟踪目标的时候保证最高的跟踪精度，总体的电路系统应该是个二型伺服回路系统，在输入为阶跃信号、匀速转动信号时的稳态误差为零[8]，初步建模见图2。
根据劳斯稳定判据可得：特征方程式缺项，控制系统不稳定。因此，下一步的设计关键是：如何在积分环节中加入适当的校正元件，不影响系统的类型数，又能保证闭环系统的稳定性。采用带惯性的PD控制器作为校正环节提高系统的动态性能指标，加入校正环节后的控制系统的模型如图3所示。
从图4可以看出，当a值较小时，最大超前相移很小，校正作用不大；当a的取值介于5和20之间时，超前相移增加很快，超前校正作用显著；当a值大于20时，相移随a值增加的变化很小。因此，校正参数采用[5≤a≤20]。则有[5≤T1T2≤20]。
3 CAN总线电路设计
3.1 电路原理图
典型的CAN总线电路包含CAN控制器和收发器。本文设计的电路包括CAN控制器、隔离电路、收发器和保护电路。电路原理图如图5所示。CAN控制器集成在单片机C8051F504中，兼容CAN 2.0A和CAN 2.0B协议，同时支持11位和29位识别码，位速率可达1 Mb/s。CAN总线收发器选用Philips公司的TJA1050，完全符合ISO 11898 标准，高速率（适合CAN 的60 Kb/s～1 Mb/s 速率范围），低电磁辐射EME，具带有宽输入范围的差动接收器可抗电磁干扰EMI，没有上电的节点不会对总线造成干扰，发送数据TXD 控制超时功能，发送器不使能时工作在静音模式，在暂态时自动对总线引脚进行保护，输入级与3.3 V器件兼容，热保护，对电源和地的防短路功能，可以连接至少110 个节点[9]。
3.2 设计要点
（1） 隔离电路。为了增强变送器在CAN总线中的抗干扰能力，单片机CAN端口CRX和CTX没有直接连接到TJA1050的RXD和TXD引脚上，而是在中间增加了电源隔离和信号隔离电路，通过高速磁隔离芯片ADUM1201将单片机CAN接口与收发器TJA1050连接起来，从而实现了总线上各个节点之间的电气隔离。
（2） 保护电路。在收发器与CAN总线连接部分，设计了保护电路，图5中ZJYS80为共轭电感与C22和C23一起构成LC滤波器，用于提高变送器防电磁干扰能力，电容器C22，C23滤除总线上的高频干扰ZJYS80扼制共模干扰电流，避免电感在流过较大电流时发生饱和。CAN总线串联的电阻R3，R4，限制CAN总线中电流，防止CAN总线接口器件因过流冲击而损坏。在CAN总线的输入端设置了两个瞬态抑制二极管，出现静电、雷击或其他瞬变干扰时，通过瞬态二极管的放电可以起到保护内部电路的作用。
4 软件设计
单片机软件用C语言编写程序流程框图见图6，主要实现功能如下：
（1） 定时禁止轴角?数字转换模块输出数据刷新，从数字总线读取16位数字绝对角度量，并计算圈数。
（2） 从铁电存储器处读取零点角度和圈数，用绝对角度量和圈数减去零点角度和圈数，得到相对的角度量和圈数。
（3） 响应CAN接收中断，判断信息指令类型，做出相应的处理，通过CAN接口将信息数据发送出去。
（4） 断电前往存储器写入角度位置和圈数，每次上电时读取角度位置。
5 测试数据
为了验证角度变送器性能指标是否满足设计要求，对主要指标进行了测试验证。
（1） 角精度。精度设计指标为2.4′，实际测试为1.7′，具体测试数据见表1。
（2） CAN功能。为了验证CAN总线网络的可靠性、正确性和灵活性，使用CAN总线分析仪从物理层到数据链路层进行了全方位、多层次的测试，测试项目和结果见表2和图7。
6 结 语
讨论基于CAN总线的高精度角度变送器的设计与实现，以C8051F504为核心，实现了旋转变压器?数字的高精度转换，经测试验证，其性能指标完全满足设计要求，可广泛应用于高精度的工业控制系统，具有很高的实用价值。
