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船用電子產品低頻傳導抗擾度

發布時間:2019-12-06   |  所屬分類:應用電子:論文發表  |  瀏覽:  |  加入收藏

  船用電子產品在進行低頻傳導抗擾度測試時,需使用多個不同廠家的儀器設備。實驗中的電場強度較高,對測試人員人身安全造成威脅;流程繁瑣,測試結果有較大不確定性。本文針對上述問題,基于LabVIEW虛擬儀器技術,研制出一套船用電子產品低頻傳導抗擾度自動測試裝置。該裝置系統集成了現有各分立的儀器設備,能提高檢測結果復現性,保障人員安全。

船用電子產品低頻傳導抗擾度

  [關鍵詞]船用電子產品;低頻傳導抗擾度;自動測試

  船用電子設備在使用中會產生傳導騷擾,干擾其他設備。電子設備的傳導抗干擾能力尤其是低頻段的抗擾性能至關重要。低頻傳導抗擾度測試項目是市場準入制度的一個重要內容。在船用電子產品低頻傳導抗擾度測試檢測過程中,人工干預環節過多,檢測結果的復現性差、自動化水平較低。測試過程仍然需要人工實時操作,測試人員處于電磁環境中存在安全隱患。本文基于LabVIEW虛擬儀器技術,利用控制計算機進行系統集成,開發控制軟件,實現了船用電子產品低頻段傳導抗擾度的自動化測試。

  一、電子設備低頻傳導抗擾度的標準指南測試要求

  國際船級社協會(IACS)制訂的URE10《電氣電子設備型式認可試驗規范》是市場準入制度的一個重要內容,船用電子設備應滿足該規范中的所有要求。我國的相關標準為GD01-2006《中國船級社電氣電子設備型式認可試驗規范》。該標準2015年換版成為GD22-2015《中國船級社電氣電子產品型式認可試驗指南》。新版指南中對船用電子設備低頻傳導抗擾度的測試要求進行了詳細規定,指明其主要是模擬交流電源諧波和直流電源交變紋波的供電電源效應,將低頻騷擾信號疊加在受試設備的供電線上,并在規定的頻率范圍內以足夠低的速率掃描,以便能發現受試設備的任何故障[1]。

  二、低頻傳導抗擾度自動測試裝置的硬件搭建

  船用電子低頻傳導抗擾度自動測試裝置基于虛擬儀器技術,通過控制計算機,將各個分立的儀器系統集成,實現船用電子產品低頻傳導抗擾度的自動測試。系統的整體測試框圖如圖1。本系統硬件部分由低頻信號發生器、音頻功放、隔離變壓器、萬用表、電流/電壓探頭、示波器和100µF去耦電容器等儀器設備構成。萬用表通過GPIB總線與計算機相連接、將監測數據通過電壓探頭實時傳送到計算機,同時由計算機實時調整低頻信號發生器的測試輸出電平并控制整個測試流程。

  三、低頻傳導抗擾度自動測試裝置的軟件設計

  整個平臺采用計算機控制,通過GPIB總線控制音頻信號發生器的工作狀態以及萬用表的電壓數據實時采集,示波器和控制計算機之間通過USB通信線連接實現遠程操控,實時采集電流數據。自動控制軟件則采用智能化編程語言LabVIEW實現對整個測試裝置的控制、顯示與測試[2],實現50Hz-10kHz全頻段自動掃頻測試,系統中電壓、電流參數實時輸出等功能。軟件開發的總體框圖如圖2。測試軟件主界面如圖3所示。本文選取的測試對象為直流24V供電的船用電子產品,依次在測試主界面選項框中設置如下,測試起止頻率:50Hz~10kHz,直流供電設備的測試電平Vpp為標準要求的10%UN(UN=DC24V,Vpp=DC2.4V),頻率步進采用5%對數步進形式,駐留時間選擇2s,電壓真值與設定值之間的最大允許容差(偏差)設定為0.2dB,音頻信號發生器最大輸出上限設為10dBm,最大電流保護限值為1A。軟件中可能會出現信號源輸出電平幅度滿足了標準要求而結束調整進入下一個頻點,但此時測得的值卻大于極限值要求而導致要求過高的情況,為了限制這種情況,加入電壓調整范圍,且將該調整范圍設定為(-6dB~6dB)。完成上述的正確設置后,測試就可以開始了,點擊“開始”進入自動化測試,計算機控制信號發生器發出信號,通過音頻功放和隔離變壓器在樣品直流供電線上施加干擾,同時監測信號發生器輸出電平和萬用表的監測電壓,與標準規定Vpp電平進行對比,軟件自動預判斷該值是否滿足標準要求。由于萬用表顯示的讀數為有效值Vrms,標準規定的峰值Vpp=2√2Vrms,故在軟件測試電平Vpp設定方面需對萬用表采集到的電壓讀數進行相應的后臺公式計算,得到正確的Vpp值顯示在主界面上。軟件主界面右側可顯示當前測試頻率、信號源輸出、當前電壓值和當前電流值。測試過程中,應實時監測電壓值和電流值是否異常,并同時觀察受試樣品是否產生誤動作。測試結束后,軟件裝置能夠自動保存測試中的各項實測參數值并輸出成文檔以供后續回看,降低測試結果不確定性的同時滿足實驗室對于測試數據溯源的要求。

  四、結束語

  依據GD22-2015指南,本自動化測試裝置創新性地通過控制計算機及耦合器件將低頻信號發生器、音頻功放、音頻隔離變壓器、萬用表、電流探頭和示波器等各個分立的儀器設備進行系統集成,開發應用性和操作性強的測試軟件,實現測試模板的直接調用、監測數據的實時自動采集,具有測量范圍廣、采集速率快等特點,測試結束后還可對測試數據自動進行保存,提高了實驗室的技術水平和實驗的靈活性。

  作者:郭璋龍 才輝 岳木林


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