EMC测量系统测量不确定度的评定

　　1　EMC测量系统概述

　　EMC测量系统基本分为EMI(电磁干扰)测量系统和EMS(电磁敏感度)测量系统,EMI测量系统主要由测量接收机和不同频段的天线、传感器及电源阻抗稳定网络组成,用于测量电子、电气设备工作时泄露出来的电磁信号,测量频段20Hz~40GHz,测量原理是通过接收机和各种传感器测量辐射和传导干扰信号。EMS测量系统涉及的仪器较多,主要由各种干扰源模拟、功率放大器、发射天线、电场传感器、功率监测和计算机及测量软件组成,用于测量电子、电气设备在施加模拟干扰时的抗干扰能力,测量频段20Hz~40GHz,测量原理是由信号发生器模拟干扰源,借助不同的传感器将干扰信号藕合到被测设备上。

　　2　EMC测量误差来源分析

　　EMC测量的误差主要由测量仪器、试验方法和实验室引起的。

　　2. 1　测量仪器引入的不确定度

　　2. 1. 1　天线系数的误差

　　与天线结构的变化、校准方法的使用、近场校准误差、仪器误差等因素有关,一般天线校准的不确定度为(1~2)dB,由于天线校准方法局限所引入的误差指假设两副天线完全一样(实际上总有差别),用两天线法校准,及在近场校准中采用远场的计算公式等。

　　2. 1. 2　接收机的误差

　　主要有前端不匹配导致驻波比增大引入的测量误差,及脉冲测量误差,前者与所接天线及传感器的失配有关,后者与脉冲信号在不同的检波器有不同的响应有关,接收机本身的测量误差可通过计量校准加以修正。

　　2. 1. 3　传感器的误差

　　电场探头、电流探头的误差主要来自探头本身的结构变化,修正系数的校准、摆放位置等。

　　2. 1. 4　信号发生器的误差

　　包括输出电平的频率响应、驻波、衰减器及校准方法引入的误差。

　　2. 2　试验配置和方法引入的误差

　　主要有被测件的布置、被测件的达接、梯度误差、电流探头位置、被测面的选择等。

　　2. 3　实验室引入的误差

　　此误差常被忽略,它是EMC测量系统的主要误差之一。实验室不理想,必然带来诸如环境电平过大、墙壁反射及墙壁对天线方向图的影响等误差,这种误差又是很难校准的,常常是不同实验室之间测量数据差别较大的主要原因。

　　3　EMC测量不确定度分析

　　EMC测量的特点是影响测量的因素很多,分析起来非常复杂,作为EMC测量人员分析这些误差时,大部分误差的来源是从技术说明书和有关资料中得来的,而且这些误差互不相关,下面以EMI测量不确定度分析作为例子,分析不确定度。EMI测量主要有以下几种不确定度的来源:

　　3.1　场强接收机端口电压测量不确定度分量:技术说明书给出的端口电压测量误差限为e=±2dB(f≤1GHz),e即为U,k=2,U=2dB,则:u₁=U/k=1dB