认证与实验室
电磁兼容检测实验室测试系统相符性比对研究
Comparision Between Testing System of EMC Testing Laboratory
2
马整平1, 李晓琴（1. 西安电子科技大学机电工程学院, 陕西西安
710071;2. 陕西科技大学管理学院, 陕西西安710021）
Ma Zheng-ping 1, Li Xiao-qin 2(1.Mechanical-electronicEngineering Institute of Xidian University,Shanxi Xi'an 710071;2.College of management of Shanxi University of Sci-ence&Technology,ShanxiXi'an 710021)
电磁兼容测试结果与检测实验室可靠性程度直接相关，检测实验室自身质量是保证电磁兼容摘要：
测试结果准确性先决条件，检测实验室测试系统相符性则成为电磁兼容系统性能评估中需要考虑的关键内容和重要指标。因此，检测实验室测试系统相符性比对是实现电磁兼容系统评估研究的基础工作之一。
本文首先针对电磁兼容检测实验室测试系统相符性比对的特点，结合自己几年来的测试实践论述了电磁兼容检测实验室测试系统相符性对比方案，然后提出了具体的案例同时进行了详细的分析，最后总结出了影响电磁兼容检测实验室测试系统相符性因素，整个案例和分析过程及结果可作为电磁兼容检测实验室测试系统相符性比对的手段和依据，具有重要的现实指导意义。电磁兼容；相符性；比对；检测实验室关键词：TN03中图分类号：
B 文献标识码：
1003-0107(2010)08-0081-03文章编号：
Abstract:Emc test results is directly related to the reliability of test laboratory, due to the accuracy of the results, the quality of EMC (electromagneticcompatibility) testing laboratory becomes the key contents and important indexes. Therefore, the comparison between EMC testing laboratory is cosidered to be one of the foundation tasks of evaluation system.
Based on the character of the system of EMC testing laboratory and the practice of emc testing , comparison of testing system of electromagnetic compatibility are analyzed and discussed in detail. Then proposed and analyzed the factors of influence of electromagnet-ic compatibility test lab system , and the case analysis and process as well as the results can be used to be a present of consistent of testing laboratory testing system of electromagnetic compatibility, which has the vital significance. Key words:EMC;Consistent;Comparision;Testing;Laboratory CLC number:TN03
Document code:B
Article ID:1003-0107(2010)08-0081-03
1引言
随着电磁能量急剧增长，电磁环境日益恶化，电磁兼容问题越来越引起世界各国及有关组织的普遍关注和重视，可电磁兼容与其他专业相比，要更多地依赖于测试，于是有越来越多的电磁兼容测试实验室搭建而成，电磁兼容测量虽然制定了对仪器仪表、实验室设施等方面要求的标准，但从电磁兼容测量本身的要求来看，电磁兼容测试有其独有的特点，受实验室的测试环境差异(比如测试场地、测试天线、接收设备、测试电缆，测试软件，等等) 影响，不同实验室检测的结果之间存在一定的差异，该差异可能导致在一个实验是检测合格的样品在另一个实验室检测为不合格，这是实验室用户和实验室认可机构关注的问题。解决这些问题的一个行之有效的方法是通过实验室之间的比对。所以，电磁兼容检测实验室测试系统相符性比对是实现实验室自身检测质量控制和能力验证的一种重要手段，对实验室后续建设和改造有着极其重要的指导意义, 是进一步增加实验室客户信心的保证，也是CNAS 认可的条件之一。
2电磁兼容检测实验室测试系统相符性比对特点
2.1比对方案
现阶段在我们国家电磁兼容检测实验室测试能力比对基本上都是基于引用标准符合性不确定度再通过理论计算得出结论，本文则是基于具体的样品在要比对电磁兼容检测实验室测试和军方认证的电磁兼容检测实验室测试，直接通过对比结果的一致性来确定要比对电磁兼容检测实验室测试能力，在正确选择样品的前提下，比对方法简单实用。
样品的选择是比对方案中非常关键的一个环节，应确保比对出现的结果要有很强的说服性；比对样品选择不合适就不能真实很好地反映参加比对实验的测量能力。
一个合适的比对样品，至少要满足以下要求：
(1)比对实验选择被测样品最重要的一点就是被测样品在测试过程中其运行的稳定性。
(2)影响比对测试结果稳定性的主要原因除了被测样品自身的稳定性，另一个就是测试布置的一致性。
2010第08期
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电磁兼容(3)被测样品要有明显的现象，且要能反映出不同实验室间的差异性。
2.2比对样品选择
比对样品需要基于比对目标来确定，由于比对的目的是获得测量设备和设施对检测结果的影响，因此在选择比对样品时，应尽可能减小比对样品对检测结果的影响，比对样品的稳定性和重复性是所有比对样品的基本要求，除此以外，还应根据本项目的特点来考虑样品的选择。
2.3比对项目选择
电磁兼容检测实验室测试系统相符性比对一般在测试频度比较高的十个测试项目进行比对，即：RE102、CE102、RS103、CS114、RS101、CE101、CS101、CS106、CS115、CS116。所选比对测试项目均依据国军标151A －97中电磁干扰控制要求与预定安装平台的关系确定，在诸要求项目对各平台的适用性表格中，选择的比对项目大部分为适用性强的项目"A" ，个别的是"L" 和"S" ，但均为常做项目。
3电磁兼容检测实验室测试系统相符性比对案例
3.1比对方案
根据某公司产品特征以及预评估实验室的建设内容，我们采用了用两台计算机组成的对等网和民用显示在该公司电磁兼容实验室和已通过军方认证的电磁兼容实验室对所要比对的项目进行对比测试，指该公司电磁兼容实验室预评估测试系统存在的问题，确定电磁兼容测试等级水平，提出相符性测试及分析报告。
3.2比对项目选择
计算机网络：CS114、CS115、CS116民用显示器：RS103、CE107
3.3计算机网络实验
(1)验证对象对等网选择的依据
计算机网络是各种信息技术设备最为关键和重要的组成部分，也是军方基本离不开的设备，再加上通过双绞线搭成的计算机局域网(对等网) 组建方便，因此计算机网络便是电磁兼容测试经常采用的设备，在本验证测试中，采用计算机网络作为受试设备具有很好的代表性。
(2)网线的准备
不同类型的网线(双绞线) 在传输数据时，
会产生不同的电磁传导、辐射发射和耦合现象，为了能够更好地进行某公司电磁敏感度预评估测试系统相符性验收测试，我们准备了四类网线，分别是：双层屏蔽双绞线，单层屏蔽双绞线，非屏蔽双绞线和自己改制的去掉外层保护绝缘层的平行网线；通过在西安电子科技大学电磁预兼容实验室测试，我们发现非屏蔽双
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绞线具有最好的测试效果，在实际测试过程中，屏蔽双绞线端接处很容易出现天线效应，故选用性能相对稳定的非屏蔽双绞线。
(3)计算机通信
在本测试项目中，我们都采用Ping 的方式来实现两台计算机通信，
Ping 是Windows 系列自带的一个可执行命令，利用它可以检查网络是否能够连通，用它可以很好地帮助我们判断计算机网络是否受到外部干扰发生了敏感。
(4)比对配置和比对结果
限于篇幅，只拿计算机网络CS114为例，CS115和CS116也会出现相似的敏感度，计算机网络CS114测试在某公司和国家认证的军方实验室都采用如图1所示配置。
图1计算机网络CS114
测试示意图
在某公司和国家认证的军方实验室测试中，计算机网络CS114测试结果具有很好的一致性，结果如图2、图3和图4所示
。
图2CS114测试结果(53MHz～
63.7MHz)
图3CS114测试结果(135MHz～138.3MHz)
图4CS114测试结果(144MHz～148MHz) 现象描述：在某公司电磁兼容实验室测试和国家认证的军方电磁兼容实验室测试时，都在53M Hz ～63.7M Hz ，135.3M Hz ～138M Hz 和144M Hz ～148M Hz 比较敏感，基本上时隔2～3次正常通信就出现一次通信失败，说明某公司电磁实验室具有很好的测试系统相符性。
3.4民用显示器
(1)验证对象显示器选择依据：
民用CRT 显示器是一种常用的显示器，可以作为CE107的验证对象。CRT 显示器采用电子枪扫描成像，内部含有偏转线圈和电路结构等，适合作为RS103的对比验证对象。
(2)显示器主要参数：品牌：飞利浦107S6尺寸：17英寸显像管类型：纯平分辨率：1280×1024带宽：120M Hz 栅距/水平：0.21mm 水平扫描频率：30-71KHz 垂直扫描频率：50-160Hz (3)显示器设置：屏幕分辨率：1024*768刷新率(场频) ：75Hz
视频带宽：1024*768*75*1.34=79036416Hz行频：768*75*1.04=59904Hz
显示器亮度、对比度等参数设置适中。
RS103敏感判据：显示器上全屏显示H 字符，通过摄像头监测H 字符的敏感情况，
记录敏感度门限。当H 字符开始扭曲变形，记录此时的频率及场强值。
CE107判据：开关显示器开关，用示波器检测电源线上电压脉冲尖峰信号，比对相应的波形和电压幅值。
(4)比对结果分析
RS103项目在规定的扫描速率和步长下，某公司电磁兼容实验室测试和国家认证的军方电磁兼容实验室所测的敏感门限场强和频率有一定的出入，说明该实验室在做RS103时还应在场地因素和信号调制方式等方面需要做进一步改进。
认证与实验室
CE107项目在两个某公司电磁兼容实验室测试和国家认证的军方电磁兼容实验室所测的电压尖峰信号特征基本一致，且所测误差在(-5%，10%)以内。
4检测实验室测试系统相符性比对注意事项
(1)要严格遵守操作程序和测量方法，注重仪器、系统的校准，以便尽可能地减小测量数据误差。
(2)选取测试样品时，要保证比对测试数据具有真实性，不能有太大的富裕度。
(3)为保证实验结果的重复性和可比性，实验室配置要合
理，试验记录务必详细。
(4)试验时应参照相应的产品族标准或产品标准的规定，及实验的测试结果，经判断后做出。
5结束语
本文首先对电磁兼容检测实验室测试系统相符性比对作了介绍，接着论述了实验室比对的特点，再根据自己的具体实践，提出了一种新的电磁兼容检测实验室测试系统相符性比对方案，最后本文针对不同的测试项目提出了两种不同的比对测试样品：计算机网络和民用显示器，根据实际任务要求，采取不同的测试样品能够对不同项目和不同频点对进行比对，且对比结果没有争议，符合现实生活和实验室组建需要，具有重要现实意义。
参考文献：
[1]马蔚宇. 国军标电磁兼容检测实验室间的能力比对[J].宇航计测技术,2005,10:43-46.
[2]GB/T15483.1-1999. 利用实验室间比对的能力验证第一部分:能力验证计划的建立和运作[S].
[3]GB/T15483.2-1999. 利用实验室间比对的能力验证第二部分:实验室认可机构能力验证计划的选择和使用[S].[4]董燕. 实验室比对综述———一种有效的实验室质量监控手段[J].现代测量及实验室管理,2009,4:41-45.
[5]张海英. 实验室比对中应注意的问题[J].中国计量,2008,11:39-41.
[6]朱涛, 陈华英. 实验室检测结果内部比对满意度评价方法初探[J].现代测量与实验室管理,2008,16(1):38-39.
[7]ErikJ. Borgstrom.A Comparison of M ethods and Results Using the Semi-Anechoic and Reverberation Chamber Radiated RF Susceptibility Test Procedures in RTCA/DO-I60D,Change One IEEE 20020-7803-7264.
[8]YiLi and J.Rungis.INTER-LABORATORY COM PARISON OF HIGH DIRECT VOLTAGE RESISTANCE DIVIDERS TUPA 2-7.
[9]Kunihiro，Rikio.Atsuya and M asanori Inter-laboratory Compari-son Result as the Proficiency Testing Program of EM I Test Sites in Japan IEEE 20071-4244-
1350.
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认证与实验室
电磁兼容检测实验室测试系统相符性比对研究
Comparision Between Testing System of EMC Testing Laboratory
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马整平1, 李晓琴（1. 西安电子科技大学机电工程学院, 陕西西安
710071;2. 陕西科技大学管理学院, 陕西西安710021）
Ma Zheng-ping 1, Li Xiao-qin 2(1.Mechanical-electronicEngineering Institute of Xidian University,Shanxi Xi'an 710071;2.College of management of Shanxi University of Sci-ence&Technology,ShanxiXi'an 710021)
电磁兼容测试结果与检测实验室可靠性程度直接相关，检测实验室自身质量是保证电磁兼容摘要：
测试结果准确性先决条件，检测实验室测试系统相符性则成为电磁兼容系统性能评估中需要考虑的关键内容和重要指标。因此，检测实验室测试系统相符性比对是实现电磁兼容系统评估研究的基础工作之一。
本文首先针对电磁兼容检测实验室测试系统相符性比对的特点，结合自己几年来的测试实践论述了电磁兼容检测实验室测试系统相符性对比方案，然后提出了具体的案例同时进行了详细的分析，最后总结出了影响电磁兼容检测实验室测试系统相符性因素，整个案例和分析过程及结果可作为电磁兼容检测实验室测试系统相符性比对的手段和依据，具有重要的现实指导意义。电磁兼容；相符性；比对；检测实验室关键词：TN03中图分类号：
B 文献标识码：
1003-0107(2010)08-0081-03文章编号：
Abstract:Emc test results is directly related to the reliability of test laboratory, due to the accuracy of the results, the quality of EMC (electromagneticcompatibility) testing laboratory becomes the key contents and important indexes. Therefore, the comparison between EMC testing laboratory is cosidered to be one of the foundation tasks of evaluation system.
Based on the character of the system of EMC testing laboratory and the practice of emc testing , comparison of testing system of electromagnetic compatibility are analyzed and discussed in detail. Then proposed and analyzed the factors of influence of electromagnet-ic compatibility test lab system , and the case analysis and process as well as the results can be used to be a present of consistent of testing laboratory testing system of electromagnetic compatibility, which has the vital significance. Key words:EMC;Consistent;Comparision;Testing;Laboratory CLC number:TN03
Document code:B
Article ID:1003-0107(2010)08-0081-03
1引言
随着电磁能量急剧增长，电磁环境日益恶化，电磁兼容问题越来越引起世界各国及有关组织的普遍关注和重视，可电磁兼容与其他专业相比，要更多地依赖于测试，于是有越来越多的电磁兼容测试实验室搭建而成，电磁兼容测量虽然制定了对仪器仪表、实验室设施等方面要求的标准，但从电磁兼容测量本身的要求来看，电磁兼容测试有其独有的特点，受实验室的测试环境差异(比如测试场地、测试天线、接收设备、测试电缆，测试软件，等等) 影响，不同实验室检测的结果之间存在一定的差异，该差异可能导致在一个实验是检测合格的样品在另一个实验室检测为不合格，这是实验室用户和实验室认可机构关注的问题。解决这些问题的一个行之有效的方法是通过实验室之间的比对。所以，电磁兼容检测实验室测试系统相符性比对是实现实验室自身检测质量控制和能力验证的一种重要手段，对实验室后续建设和改造有着极其重要的指导意义, 是进一步增加实验室客户信心的保证，也是CNAS 认可的条件之一。
2电磁兼容检测实验室测试系统相符性比对特点
2.1比对方案
现阶段在我们国家电磁兼容检测实验室测试能力比对基本上都是基于引用标准符合性不确定度再通过理论计算得出结论，本文则是基于具体的样品在要比对电磁兼容检测实验室测试和军方认证的电磁兼容检测实验室测试，直接通过对比结果的一致性来确定要比对电磁兼容检测实验室测试能力，在正确选择样品的前提下，比对方法简单实用。
样品的选择是比对方案中非常关键的一个环节，应确保比对出现的结果要有很强的说服性；比对样品选择不合适就不能真实很好地反映参加比对实验的测量能力。
一个合适的比对样品，至少要满足以下要求：
(1)比对实验选择被测样品最重要的一点就是被测样品在测试过程中其运行的稳定性。
(2)影响比对测试结果稳定性的主要原因除了被测样品自身的稳定性，另一个就是测试布置的一致性。
2010第08期
81
电磁兼容(3)被测样品要有明显的现象，且要能反映出不同实验室间的差异性。
2.2比对样品选择
比对样品需要基于比对目标来确定，由于比对的目的是获得测量设备和设施对检测结果的影响，因此在选择比对样品时，应尽可能减小比对样品对检测结果的影响，比对样品的稳定性和重复性是所有比对样品的基本要求，除此以外，还应根据本项目的特点来考虑样品的选择。
2.3比对项目选择
电磁兼容检测实验室测试系统相符性比对一般在测试频度比较高的十个测试项目进行比对，即：RE102、CE102、RS103、CS114、RS101、CE101、CS101、CS106、CS115、CS116。所选比对测试项目均依据国军标151A －97中电磁干扰控制要求与预定安装平台的关系确定，在诸要求项目对各平台的适用性表格中，选择的比对项目大部分为适用性强的项目"A" ，个别的是"L" 和"S" ，但均为常做项目。
3电磁兼容检测实验室测试系统相符性比对案例
3.1比对方案
根据某公司产品特征以及预评估实验室的建设内容，我们采用了用两台计算机组成的对等网和民用显示在该公司电磁兼容实验室和已通过军方认证的电磁兼容实验室对所要比对的项目进行对比测试，指该公司电磁兼容实验室预评估测试系统存在的问题，确定电磁兼容测试等级水平，提出相符性测试及分析报告。
3.2比对项目选择
计算机网络：CS114、CS115、CS116民用显示器：RS103、CE107
3.3计算机网络实验
(1)验证对象对等网选择的依据
计算机网络是各种信息技术设备最为关键和重要的组成部分，也是军方基本离不开的设备，再加上通过双绞线搭成的计算机局域网(对等网) 组建方便，因此计算机网络便是电磁兼容测试经常采用的设备，在本验证测试中，采用计算机网络作为受试设备具有很好的代表性。
(2)网线的准备
不同类型的网线(双绞线) 在传输数据时，
会产生不同的电磁传导、辐射发射和耦合现象，为了能够更好地进行某公司电磁敏感度预评估测试系统相符性验收测试，我们准备了四类网线，分别是：双层屏蔽双绞线，单层屏蔽双绞线，非屏蔽双绞线和自己改制的去掉外层保护绝缘层的平行网线；通过在西安电子科技大学电磁预兼容实验室测试，我们发现非屏蔽双
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绞线具有最好的测试效果，在实际测试过程中，屏蔽双绞线端接处很容易出现天线效应，故选用性能相对稳定的非屏蔽双绞线。
(3)计算机通信
在本测试项目中，我们都采用Ping 的方式来实现两台计算机通信，
Ping 是Windows 系列自带的一个可执行命令，利用它可以检查网络是否能够连通，用它可以很好地帮助我们判断计算机网络是否受到外部干扰发生了敏感。
(4)比对配置和比对结果
限于篇幅，只拿计算机网络CS114为例，CS115和CS116也会出现相似的敏感度，计算机网络CS114测试在某公司和国家认证的军方实验室都采用如图1所示配置。
图1计算机网络CS114
测试示意图
在某公司和国家认证的军方实验室测试中，计算机网络CS114测试结果具有很好的一致性，结果如图2、图3和图4所示
。
图2CS114测试结果(53MHz～
63.7MHz)
图3CS114测试结果(135MHz～138.3MHz)
图4CS114测试结果(144MHz～148MHz) 现象描述：在某公司电磁兼容实验室测试和国家认证的军方电磁兼容实验室测试时，都在53M Hz ～63.7M Hz ，135.3M Hz ～138M Hz 和144M Hz ～148M Hz 比较敏感，基本上时隔2～3次正常通信就出现一次通信失败，说明某公司电磁实验室具有很好的测试系统相符性。
3.4民用显示器
(1)验证对象显示器选择依据：
民用CRT 显示器是一种常用的显示器，可以作为CE107的验证对象。CRT 显示器采用电子枪扫描成像，内部含有偏转线圈和电路结构等，适合作为RS103的对比验证对象。
(2)显示器主要参数：品牌：飞利浦107S6尺寸：17英寸显像管类型：纯平分辨率：1280×1024带宽：120M Hz 栅距/水平：0.21mm 水平扫描频率：30-71KHz 垂直扫描频率：50-160Hz (3)显示器设置：屏幕分辨率：1024*768刷新率(场频) ：75Hz
视频带宽：1024*768*75*1.34=79036416Hz行频：768*75*1.04=59904Hz
显示器亮度、对比度等参数设置适中。
RS103敏感判据：显示器上全屏显示H 字符，通过摄像头监测H 字符的敏感情况，
记录敏感度门限。当H 字符开始扭曲变形，记录此时的频率及场强值。
CE107判据：开关显示器开关，用示波器检测电源线上电压脉冲尖峰信号，比对相应的波形和电压幅值。
(4)比对结果分析
RS103项目在规定的扫描速率和步长下，某公司电磁兼容实验室测试和国家认证的军方电磁兼容实验室所测的敏感门限场强和频率有一定的出入，说明该实验室在做RS103时还应在场地因素和信号调制方式等方面需要做进一步改进。
认证与实验室
CE107项目在两个某公司电磁兼容实验室测试和国家认证的军方电磁兼容实验室所测的电压尖峰信号特征基本一致，且所测误差在(-5%，10%)以内。
4检测实验室测试系统相符性比对注意事项
(1)要严格遵守操作程序和测量方法，注重仪器、系统的校准，以便尽可能地减小测量数据误差。
(2)选取测试样品时，要保证比对测试数据具有真实性，不能有太大的富裕度。
(3)为保证实验结果的重复性和可比性，实验室配置要合
理，试验记录务必详细。
(4)试验时应参照相应的产品族标准或产品标准的规定，及实验的测试结果，经判断后做出。
5结束语
本文首先对电磁兼容检测实验室测试系统相符性比对作了介绍，接着论述了实验室比对的特点，再根据自己的具体实践，提出了一种新的电磁兼容检测实验室测试系统相符性比对方案，最后本文针对不同的测试项目提出了两种不同的比对测试样品：计算机网络和民用显示器，根据实际任务要求，采取不同的测试样品能够对不同项目和不同频点对进行比对，且对比结果没有争议，符合现实生活和实验室组建需要，具有重要现实意义。
参考文献：
[1]马蔚宇. 国军标电磁兼容检测实验室间的能力比对[J].宇航计测技术,2005,10:43-46.
[2]GB/T15483.1-1999. 利用实验室间比对的能力验证第一部分:能力验证计划的建立和运作[S].
[3]GB/T15483.2-1999. 利用实验室间比对的能力验证第二部分:实验室认可机构能力验证计划的选择和使用[S].[4]董燕. 实验室比对综述———一种有效的实验室质量监控手段[J].现代测量及实验室管理,2009,4:41-45.
[5]张海英. 实验室比对中应注意的问题[J].中国计量,2008,11:39-41.
[6]朱涛, 陈华英. 实验室检测结果内部比对满意度评价方法初探[J].现代测量与实验室管理,2008,16(1):38-39.
[7]ErikJ. Borgstrom.A Comparison of M ethods and Results Using the Semi-Anechoic and Reverberation Chamber Radiated RF Susceptibility Test Procedures in RTCA/DO-I60D,Change One IEEE 20020-7803-7264.
[8]YiLi and J.Rungis.INTER-LABORATORY COM PARISON OF HIGH DIRECT VOLTAGE RESISTANCE DIVIDERS TUPA 2-7.
[9]Kunihiro，Rikio.Atsuya and M asanori Inter-laboratory Compari-son Result as the Proficiency Testing Program of EM I Test Sites in Japan IEEE 20071-4244-
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