電子天平標(biāo)準(zhǔn)GB/T 26497-2011電磁兼容問題探討

黃薛青，葛宇申，任珺

（上海市計(jì)量測試技術(shù)研究院，上海 200233）

電子天平標(biāo)準(zhǔn)GB/T 26497-2011電磁兼容問題探討

黃薛青，葛宇申，任珺

（上海市計(jì)量測試技術(shù)研究院，上海 200233）

本文主要就電子天平標(biāo)準(zhǔn)GB/T 26497-2011在型式評價(jià)試驗(yàn)中的電磁兼容試驗(yàn)的具體要求與電子臺案秤進(jìn)行類比，并對標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)問題進(jìn)行探討。

電子天平；電磁兼容

對于計(jì)量器具新產(chǎn)品，我國《計(jì)量法》第十三條規(guī)定：制造計(jì)量器具的企業(yè)、事業(yè)單位生產(chǎn)本單位未生產(chǎn)過的計(jì)量器具新產(chǎn)品，必須經(jīng)省級以上人民政府計(jì)量行政部門對其樣品的計(jì)量性能考核合格，方可投入生產(chǎn)。簡而言之，計(jì)量器具新產(chǎn)品必須獲得生產(chǎn)許可證才能進(jìn)入市場，而想要獲得計(jì)量器具新產(chǎn)品的生產(chǎn)許可證，就必須進(jìn)行產(chǎn)品的型式評價(jià)試驗(yàn)。我國推出了電子天平標(biāo)準(zhǔn)GB/T26497-2011。對于電子天平來說，要通過型式評價(jià)試驗(yàn)，除了滿足GB/T 26497-2011中計(jì)量器具應(yīng)符合的檢定要求外，還必須滿足其中的抗干擾要求，即電磁兼容部分的測試。

1 電子天平試驗(yàn)中的工作狀態(tài)

與普通電子臺案秤相比，電子天平精度更高，對周圍的環(huán)境要求也高。所以測試前必須根據(jù)制造廠說明書要求，對電子天平進(jìn)行預(yù)熱。然后施加一小于等于20%的最大秤量的載荷，使其在一個(gè)穩(wěn)定的環(huán)境下，進(jìn)行抗擾度試驗(yàn)。而普通電子臺案秤無需預(yù)熱，施加的載荷為20%最大稱量。

2 試驗(yàn)性能判據(jù)

與電子臺案秤基本類似，但要求更為寬松，具體如下。（1）最大允許變化量：全部功能符合設(shè)計(jì)要求。在干擾和無干擾情況下，其示值變化不大于e，或大于e時(shí)天平應(yīng)符合6.8.3或撤除干擾后能恢復(fù)正常。此時(shí)判通過。（2）如出現(xiàn)以下情況，雖然示值誤差超過了e，但不是顯著增差，也判通過。①相互獨(dú)立的各種因素同時(shí)發(fā)生而引起天平的示值誤差超過了e（如電壓瞬間跌落與電磁輻射同時(shí)作用于天平上）；②天平的示值超過了e且無法進(jìn)行任何測量（如天平的示值顯示閃變而無法讀準(zhǔn)等）；③天平的示值嚴(yán)重超差，并明顯被察覺（天平的顯示器無顯示等）；④天平的示值誤差超過了e，且出現(xiàn)暫時(shí)的瞬間變化，該示值無法作為測量結(jié)果來確認(rèn)傳送（如天平的示值出現(xiàn)跳變，示值誤差超過了e）。（3）在經(jīng)受交流供電電源電壓暫降或短時(shí)中斷、電快速脈沖群、靜電放電、電磁場輻射、射頻場傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)出現(xiàn)顯著增差時(shí)，天平應(yīng)處于非工作狀態(tài)，并能提供一個(gè)可聽到或可見的信號，該信號持續(xù)到操作者采取相應(yīng)措施時(shí)消失。值得注意的是，在電子臺案秤的標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7722-2005中，“或撤除干擾后能恢復(fù)正?！保⒉荒芘型ㄟ^。

3 抗擾度試驗(yàn)

試驗(yàn)項(xiàng)目有交流供電電源電壓暫降或短時(shí)中斷、電快速脈沖群、靜電放電、電磁場輻射、射頻場傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)。與電子臺案秤相比，多了射頻場傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)，而其他相同試驗(yàn)的測試方法和測試等級也有不少區(qū)別。（1）交流供電電源電壓暫降或短時(shí)中斷試驗(yàn)。電子天平標(biāo)準(zhǔn)GB/T26497-2011要求在電源交流電壓過零點(diǎn)處進(jìn)行試驗(yàn)，也就是說在電源交流電壓在0°和180°處進(jìn)行試驗(yàn)。該試驗(yàn)試驗(yàn)與電子臺秤的要求相比，測試等級不同，幅值減少至0%至80%不等，而電子臺案秤只要求將幅值減少至0%和50%進(jìn)行試驗(yàn)即可。（2）電快速脈沖群試驗(yàn)。試驗(yàn)嚴(yán)酷等級：2級，與電子臺秤相同。對于電源線路，為1kV（峰值）；對于I/O信號數(shù)據(jù)和控制線路為0.5kV（峰值）。與電子臺案秤相比，電子臺秤明確了其耦合方式為：相線-地，中線-地和保護(hù)地-地；而電子天平標(biāo)準(zhǔn)GB/T26497-2011上并沒有具體說明，所以我們實(shí)際中參照基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)GB/T17626.4-2008上的要求，需對各種組合進(jìn)行試驗(yàn)。（3）靜電放電試驗(yàn)。電子天平的試驗(yàn)等級是2級，直接放電4kV，空氣放電為8kV。測試部位為：電源開關(guān)、前后面板、機(jī)殼、電纜、插頭、秤盤等。每個(gè)點(diǎn)至少放電10次，每次間隔10s。試驗(yàn)電壓應(yīng)從最小值到選定的試驗(yàn)電壓值逐漸增加。電子臺案秤要求更為嚴(yán)酷，試驗(yàn)等級為3級，直接放電6kV，空氣放電為8kV，每次間隔1s。（4）電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)。試驗(yàn)頻率：30～2000MHz。如果天平不使用交流電源和沒有可使用的I/O接口，該試驗(yàn)的頻率下限為26MHz。掃描速度不超過1.5×103十倍頻每秒。掃描頻率步長：頻率范圍內(nèi)步進(jìn)按基頻1 %遞增。掃描駐留時(shí)間：3s；試驗(yàn)場強(qiáng)：10V/m；測試調(diào)制：AM80%，1kHz正弦波；試驗(yàn)位置：垂直極化和水平極化兩個(gè)方向?qū)ΨQ的前、后、左、右四個(gè)面進(jìn)行試驗(yàn)。該試驗(yàn)要求與電子臺案秤基本相同，但電子臺秤的試驗(yàn)頻率只是80～1000MHz即可，電子天平要求的測試頻率范圍更寬。而且，電子臺秤試驗(yàn)等級要求僅為3V/m。（5）射頻場傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)。只有電子天平需進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)，電子臺案秤無需進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)。在GB/T 26497-2011標(biāo)準(zhǔn)中，也說的比較簡單。僅給出了頻率范圍、射頻幅值及調(diào)制方式，具體如下：測試頻率：0.15～80MHz；射頻幅值（50Ω）：10V(emf)；調(diào)制方式：AM80%，1kHz正弦波。

4 標(biāo)準(zhǔn)中存在的問題的探討

（1）試驗(yàn)中，電子天平標(biāo)準(zhǔn)GB/T26497-2011中所要求的載荷為小于等于最大載荷的20%?？紤]到樣機(jī)測試的歸一性及體現(xiàn)試驗(yàn)的公正與平等，應(yīng)更改較含糊的“小于等于”為“等于”，即采用電子臺案秤標(biāo)準(zhǔn)GB/T7722-2005中的說法“載荷為最大載荷的20%”。（2）電子天平標(biāo)準(zhǔn)GB/T26497-2011中規(guī)定的性能判據(jù)太過寬松。標(biāo)準(zhǔn)中其判據(jù)中有“或撤除干擾后能恢復(fù)正?！币痪?，沒有說是樣機(jī)自動(dòng)恢復(fù)正常還是手動(dòng)恢復(fù)正常。在實(shí)際試驗(yàn)過程中，有些樣機(jī)在抗擾度試驗(yàn)中變化超過了1個(gè)e，試驗(yàn)后不能自行恢復(fù)，需要重新手動(dòng)置零才能恢復(fù)。這種情況如果發(fā)生在電子臺案秤標(biāo)準(zhǔn)GB/T7722-2005中，明確屬于不合格，但在電子天平標(biāo)準(zhǔn)GB/T26497-2011中，因?yàn)楫?dāng)前標(biāo)準(zhǔn)未明確規(guī)定，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為只要能采取簡單的方式（如手動(dòng)置零、重新上電啟動(dòng)等）后能恢復(fù)正常的，均可以判通過。作為對精度要求更高的電子天平，其標(biāo)準(zhǔn)判據(jù)應(yīng)該參考電子臺案秤標(biāo)準(zhǔn)GB/T7722-2005中的要求，可以考慮去除會(huì)產(chǎn)生歧義的“或撤除干擾后能恢復(fù)正?！币痪洌_保樣機(jī)在抗擾度試驗(yàn)中計(jì)量的準(zhǔn)確性。（3）在電子天平標(biāo)準(zhǔn)GB/T26497-2011中未明確規(guī)定電源適配器是否作為被測設(shè)備(EUT)的一部分。在實(shí)際測試過程中，在進(jìn)行例如靜電放電試驗(yàn)中，容易造成電源適配器的失效，而有時(shí)候更換新的電源適配器產(chǎn)品依然能正常工作。但在實(shí)際情況中，電子天平制造廠方是將電源適配器作為其附件。標(biāo)準(zhǔn)亦未明確電源適配器故障是否可以判合格或者不合格。在這種情況下，根據(jù)一般電磁兼容要求，廠方提供配件隨產(chǎn)品給用戶，雙方已形成買賣協(xié)議，配件應(yīng)當(dāng)同時(shí)符合標(biāo)準(zhǔn)要求，故應(yīng)當(dāng)認(rèn)為電源適配器是為被測設(shè)備(EUT)的一部分，在這種情況下，應(yīng)當(dāng)作不合格判斷。（4）在靜電放電試驗(yàn)中，電子天平標(biāo)準(zhǔn)GB/T26497-2011要求的每次放電間隔為10s，而靜電放電的電磁兼容基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)GB/T17626.2-2006 中規(guī)定的為至少1s，這與電子臺案秤標(biāo)準(zhǔn)GB/T7722-2005是一致的。10s的間隔時(shí)間對電子天平來說太長了一點(diǎn)。考慮到有些電子天平產(chǎn)品沒有外部接地線，為了避免電荷的累積，可以在放電時(shí)間間隔改為1s的同時(shí)，對于這類產(chǎn)品，按照靜電放電的電磁兼容基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)GB/ T17626.2-2006 中的規(guī)定，在每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，每次靜電放電后，用兩段接470kΩ電阻的接地導(dǎo)線對殘留于外的靜電電荷進(jìn)行釋放。（5）在射頻場傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)，GB/T26497-2011標(biāo)準(zhǔn)中要求說明太過簡單，沒有像電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)中具體規(guī)定測試頻率步長以及駐留時(shí)間。 試驗(yàn)中應(yīng)參照射頻場傳導(dǎo)抗擾度電磁兼容基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)GB/T17626.6-2006上的要求，掃描頻率步長為頻率范圍內(nèi)步進(jìn)按基頻1%遞增。同時(shí)考慮到電子天平的工作相對穩(wěn)定，掃描駐留時(shí)間應(yīng)為3s。（6）在電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)中，電子天平標(biāo)準(zhǔn)GB/T26497-2011同樣未對場地和天線距離作出明確規(guī)定。應(yīng)按照電磁場輻射抗擾度基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17626.3-2006中的規(guī)定，在3m的全電波暗室中進(jìn)行試驗(yàn)，天線到被測設(shè)備（EUT）距離優(yōu)先為3m，在設(shè)備條件局限的情況下（如功率放大器功率達(dá)不到試驗(yàn)等級要求等），天線到被測設(shè)備（EUT）距離可以縮短，但大于50cm。（7）在電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)中，其試驗(yàn)下限頻率最低為30MHz（如果天平不使用交流電源和沒有可使用的I/O接口，該試驗(yàn)的頻率下限為26MHz）。而在射頻場傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)中，其試驗(yàn)上限頻率為80MHz。兩者中間有一段頻率是重復(fù)的。一般情況下，傳導(dǎo)信號更適用于低頻段，而輻射信號更適用于高頻段，考慮到一般電子天平尺寸與普通電子秤重顯示器基本相當(dāng)，可以考慮將電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)的頻率下限調(diào)整到80MHz，而30～80MHz這段試驗(yàn)頻率僅應(yīng)用于射頻場傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)中。

5 結(jié)語

我國的電子天平標(biāo)準(zhǔn)GB/T 26497-2011剛推行不久，在具體試驗(yàn)中肯定會(huì)碰到這樣那樣的問題。而對于企業(yè)來說，應(yīng)加強(qiáng)對新標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)和適應(yīng)，提高自身產(chǎn)品質(zhì)量，走在標(biāo)準(zhǔn)的前面，這樣就能使產(chǎn)品不僅現(xiàn)在，甚至在不久的將來，更具有市場競爭力。

[1]GB/T 26497-2011.電子天平[s].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.

[2]GB/T 7722-2005.電子臺案秤[s].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.

TH715.116

A

1671-0711（2017）05（下）-0125-02