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射頻輻射抗擾度(RS)測試是GB/T7724-2008《電子稱重儀表沖中規(guī)定的電子稱重儀表取得計量型式批準(zhǔn)證書必須要過的測試項目。本文以某型直流電子稱重儀表射頻輻射抗擾度測試為例，總結(jié)出儀表RS測試的一些基本方法和措施，供大家借鑒。
1儀表結(jié)構(gòu)
試驗中使用的某型直流電子稱重儀表，整體采用鋁合金外殼，薄膜開關(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Yl、Y2安規(guī)電容接保護(hù)地Earth,同時外殼與保護(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。線路板采用4層板結(jié)構(gòu)，以增強抗電磁干擾能力。
2測試標(biāo)準(zhǔn)和方法
根據(jù)GB/T7724-2008《電子稱重儀表》和GB/T23111-2008緋自動衡器》向中規(guī)定電子稱重儀表RS測試標(biāo)準(zhǔn)如下：
頻率范圍：80MHz-2000MHz；
場強：10V/m;
調(diào)制：80%AM,IKHz,正弦波；
最大允許變化：在有干擾和無干擾情況下測試，示值變化不大于e或衡器應(yīng)檢測到顯著增差并對其作出反應(yīng)。
試驗在半波暗室中進(jìn)行，試驗設(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)注布線問題，以免影響試驗結(jié)果，必須遵守“從受試設(shè)備引出的連線暴露在電磁場中的距離為1m”的規(guī)定。測試中電子稱重儀表引岀的連線，例如電源線和傳感器信號線，必須暴露在電磁場中的距離為Im,如圖2所示。

圖2試驗儀表位置示意圖
3測試與實驗整改
儀表設(shè)置：
10mV信號儀表標(biāo)定200000內(nèi)碼，每個e對應(yīng)20個內(nèi)碼；
信號源采用電阻應(yīng)變式傳感器，信號線采用屏蔽線，傳感器彈性體連接屏蔽線，屏蔽線再連接儀表外殼接地；
儀表關(guān)閉零點跟蹤，蠕變檢測等輔助功能，同時工作在內(nèi)碼顯示狀態(tài)。.
3.1初始結(jié)果
按照上節(jié)的測試標(biāo)準(zhǔn)和方法進(jìn)行測試，這邊需要指岀的是傳感器必須穩(wěn)定一段時間，以消除環(huán)境等因素的干擾叫根據(jù)以往測試經(jīng)驗，儀表敏感頻段主要集中在低頻(80MHz-lGHz),故測試時以低頻為主，測試結(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20個內(nèi)碼，超出國標(biāo)規(guī)定范圍。同時可看出80MHz~90MHz和100MHz~130MHz這兩段為敏感點。水平輻射和垂直輻射敏感點大致相同，試驗以水平輻射整改為主，水平輻射合格后再驗證垂直輻射。
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Y電容接外殼，接地良好。傳感器彈性體這端通過屏蔽線連接到儀表外殼，接地路徑較長，約2m左右。推測由于彈性體沒有就近接地，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)碼變化由原來的變化20內(nèi)碼減小到變化3個內(nèi)碼，說明整改效果明顯，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，沒有多大改善。
整改2：針對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時特征阻抗為390。。此電路對100MHz~130MHz頻段的濾波和衰減不夠，若信號線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，儀表水平輻射實驗結(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個內(nèi)碼，滿足國標(biāo)20個內(nèi)碼的要求，且余量很大。
水平輻射整改完成后，按照國標(biāo)要求對儀表做一次完整的射頻輻射實驗結(jié)果如表4所示，每個頻段內(nèi)碼變化都在國標(biāo)規(guī)定范圍內(nèi)，且變化較小，最大不超過5個內(nèi)碼。
隨機選取2臺樣機，做相同整改后進(jìn)行輻射抗擾度試驗，2臺儀表內(nèi)碼變化都不大于7,符合國標(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)
通過此款直流電子稱重儀表輻射抗擾度測試
和實驗整改，發(fā)現(xiàn)可從內(nèi)外功兩個大方面著手提高儀表的輻射抗干擾能力，以順利通過輻射抗擾度測試。
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，傳感器信號線可考慮雙屏蔽信號線。
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，使外殼對整個儀表內(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)試驗結(jié)果來確定，每款儀表敏感頻率不一樣。筆者根據(jù)對多款儀表輻射實驗發(fā)現(xiàn)，敏感頻點在100MHz~200MHz的居多，前期設(shè)計可按照此參數(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線路板設(shè)計
儀表各個功能模塊的合理布局和走線，若儀表對成本要求不是特別高,可考慮采用4層線路板布板方式，以進(jìn)一步提高儀表本身的抗干擾能力。
4結(jié)論
本文介紹了電子稱重儀表輻射抗擾度測試的測試標(biāo)準(zhǔn)和方法，結(jié)合一款直流電子稱重儀表輻射實驗，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，以順利通過輻射抗擾度實驗，希望對同類儀表行業(yè)有一定幫助。

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