編碼器的性能品質(zhì)，始于以客戶利益設(shè)計為中心，與專業(yè)標準化的編碼器設(shè)計。 

EMC電磁兼容性實驗認證的學習，及包含100米傳輸電纜的抗干擾復(fù)合實驗

一

編碼器信號在現(xiàn)場為什么總是跳？自動化現(xiàn)場為什么總是有那么多的干擾麻煩事？自動化現(xiàn)場服務(wù)工程師為什么一年有一半以上的時間，是在現(xiàn)場調(diào)試、找問題、反復(fù)去現(xiàn)場解決問題，或者就在趕去現(xiàn)場的路上？

其中，干擾真是個頭痛的問題。那么編碼器的抗干擾能力怎么看呢？總要有一個可以比較的標準。

除了一再強調(diào)的從編碼器原理的選擇開始，全行程真值編碼原理的值編碼器抗干擾，遠遠優(yōu)于增量值編碼的（以及包含有電子計數(shù)器的電池記憶、韋根記憶的那些假值編碼）的編碼器，編碼器本身器件的EMC電磁兼容性抗干擾也是關(guān)鍵，從設(shè)計時就要有專門的EMC設(shè)計，這也是一個編碼器性能重要的比較評測依據(jù)。而這個EMC電磁兼容性必須是經(jīng)過的第三方EMC實驗室認證的。例如總部位于德國的“德國萊茵TÜV實驗室”。編碼器的抗干擾能力比較，就要看這份第三方認證的 EMC測試認證證書。

另外，由于中國現(xiàn)場引進的八國聯(lián)軍設(shè)備，日系、歐系常常混用的電氣環(huán)境，如果再加上低端不專業(yè)的配置，現(xiàn)場工人素養(yǎng)的參差不齊，現(xiàn)場復(fù)雜性遠遠大于德國工廠現(xiàn)場，即使用“德國進口”的編碼器，也常常發(fā)生現(xiàn)場干擾問題，而使得現(xiàn)場工程師化大量的時間去進解決干擾問題。

例如接地問題：

什么是地？

..電氣工程師：地是電路的基準電壓

..結(jié)構(gòu)工程師：地是設(shè)備的金屬外殼

..電工：地是大地，即地球

但對于編碼器而言很不幸，國內(nèi)市場引進或者學習的日系編碼器都是經(jīng)濟級別的，電氣工程師設(shè)計偏向于NPN，也就是共陽極；而歐系編碼器及電機的設(shè)計，電氣工程師設(shè)計偏向于PNP，也就是共陰極。這兩種設(shè)計偏向混合在一起用，看似也作了等電位接地設(shè)計，在實際使用時的局部及瞬時常常是不在一個等電位上的，那么即使歐系EMC設(shè)計的編碼器，也不一定能夠適應(yīng)中國國內(nèi)自動化現(xiàn)場的復(fù)雜干擾。這些編碼器在中國使用，需要針對國內(nèi)現(xiàn)場可能的干擾環(huán)境，帶上編碼器的長距離信號電纜以及接地方式，重新經(jīng)歷過EMC實驗室測試認證。

近趁著我們編碼器在前面的EMC認證有效期時間已經(jīng)要到期了，需要重新再次認證，我們對GMX60的值多圈編碼器送德國萊茵TUV（上海）實驗室認證，并且模擬中國現(xiàn)場應(yīng)用，而帶了100米的信號電纜及信號接收儀表，共同在電磁干擾環(huán)境下再次實驗檢測認證。

二

標準組織EMC電磁兼容性測試認證，是評測編碼器的抗干擾能力的標準。過去的進口編碼器EMC測試報告是以國外實驗室條件下，僅對編碼器的測試。而我們這次送TUV的測試，是根據(jù)中國現(xiàn)場的復(fù)雜性，常常有較長的編碼器電纜，而這段電纜在現(xiàn)場復(fù)雜電氣環(huán)境下，也極易受到干擾而影響到后面設(shè)備的編碼器信號接收。或者有這段長距離信號電纜引入干擾進入編碼器內(nèi)部。所以我們這次的編碼器EMC電磁兼容性抗干擾測試，提出了更高的要求，就是模擬現(xiàn)場編碼器信號帶著100米電纜同時在干擾環(huán)境下，測試信號在100米電纜后的接收，是否能夠經(jīng)受住干擾環(huán)境，符合EMC的測試通過條件。

EMC重要的基礎(chǔ)標準系列（IEC61000系列）

標準編號名稱

IEC61000-4-1抗擾度試驗綜述

IEC61000-4-2靜電放電抗擾度試驗

IEC61000-4-3輻射（射頻）電磁場抗擾度試驗

IEC61000-4-4電快速瞬變/脈沖群抗擾度試驗

IEC61000-4-5浪涌（沖擊）抗擾度試驗

IEC61000-4-6對射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度試

IEC61000-4-8工頻磁場抗擾度試驗

IEC61000-4-11電壓暫降、短期中斷和電壓變化抗擾度試

三

靜電放電抗擾性試驗

依據(jù)EMC電磁兼容標準

..試驗?zāi)康模耗M操作人員或物體在接觸設(shè)備時放電及人或物體對鄰近物體的放電，以考察被試設(shè)備抵抗靜電放電干擾能力。前者是通過導(dǎo)體直接耦合，屬于直接放電影響。后者是通過空間輻射耦合，屬于間接放電影響。

自動化現(xiàn)場：對應(yīng)現(xiàn)場較多的灰塵粒度附帶的靜電放電。

射頻電磁場輻射抗擾性試

..試驗的實施

..用1kHz的正弦波對信號進行80％的幅度調(diào)制后，在80～1000MHz頻率范圍內(nèi)進行掃頻測量，掃描步長為前一頻率的1％，這一部分都通過計算機及軟件控制實現(xiàn)。

..每一頻點上掃描停留時間不應(yīng)短于受試設(shè)備操作和反應(yīng)所需的時間，一般設(shè)為一秒鐘，如果對產(chǎn)品有特別要求，可以延長停留時間。

..受試設(shè)備應(yīng)在發(fā)射天線的水平和垂直極化下進行試驗。

自動化現(xiàn)場：對應(yīng)各種金屬在各頻段電磁波的發(fā)射干擾，包括金屬線頭，尖銳角的電磁波發(fā)射干擾。

電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗

依據(jù)EMC電磁兼容標準

..試驗?zāi)康?/span>

評估通訊和電子設(shè)備的供電電源端口、信號和控制端口在受到重復(fù)的快速瞬變脈沖群干擾時的性能, 驗證通訊和電子設(shè)備對來自操作暫態(tài)過程(如開斷感性負荷、繼電器觸頭彈跳等) 中的各種類型瞬變擾動的抗擾性。

自動化現(xiàn)場：對應(yīng)編碼器外殼及長距離電纜對來自于直接的接觸傳導(dǎo)和感應(yīng)到的干擾。

雷擊浪涌抗擾性試驗

依據(jù)EMC電磁兼容標準

..試驗?zāi)康?/span>

評價被測設(shè)備遭受電力線路和互聯(lián)線路上大能量干擾的性能。此試驗一般用來模擬被測設(shè)備在不同環(huán)境下遇到的間接雷擊，或開關(guān)切換過程中所造成的電壓和電流浪涌。

選擇與被試端口相應(yīng)的耦合網(wǎng)絡(luò)。電源端口、無屏蔽通信線路端口、無屏蔽互聯(lián)線路端口都有相應(yīng)不同的耦合網(wǎng)絡(luò)。

..在每個選定部位上，正負極性的干擾至少要各加5次，每次間隔1min。

..浪涌沖擊必須施加到線－線和線－地，進行線－地試驗時，如沒有其它規(guī)定，試驗電壓必須逐次地施加到每一線路和地之間

自動化現(xiàn)場：對應(yīng)瞬間的電源啟動、電磁閥電磁線圈動作、大功率電機啟動、大功率接觸器開關(guān)的動作，等等，所帶來的感應(yīng)浪涌。

戶外使用現(xiàn)場：遠處的雷擊，通過大地的瞬間感應(yīng)，此時普通的接地是無法快速等電位的。

射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度

依據(jù)EMC電磁兼容標準

..試驗?zāi)康?/span>

評估通訊和電子設(shè)備的供電電源端口、信號和控制端口在受到射頻電磁場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾信號干擾時的性能。

..試驗過程中，EUT放置在高于地參考面0.1m的絕緣支架上，應(yīng)對EUT的每一個端口進行測試..用1kHz的正弦波對信號進行80％的幅度調(diào)制后，在0.15～80MHz頻率范圍內(nèi)進行掃頻測量，掃描步長為前一頻率的1％，這一部分都通過計算機及軟件控制實現(xiàn)。

..每一頻點上掃描停留時間不應(yīng)短于受試設(shè)備操作和反應(yīng)所需的時間，一般設(shè)為一秒鐘，如果對產(chǎn)品有特別要求，可以延長停留時間。

自動化現(xiàn)場：對應(yīng)現(xiàn)場其他設(shè)備可能的對外的電磁波干擾。

電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾性試驗

依據(jù)EMC電磁兼容標準

..試驗?zāi)康?/span>

模擬由于供電電網(wǎng)、變電設(shè)備發(fā)生故障或負荷突然發(fā)生大的變動或負荷連續(xù)變化引起的電網(wǎng)

電壓瞬時跌落和短時中斷 ,測試被測設(shè)備對上述情況的抗擾性。

EUT試驗等級和持續(xù)時間按標準或產(chǎn)品技術(shù)條件要求進行選定，經(jīng)過組合后按交次序排列并依次進行試驗。每種組合狀態(tài)的試驗次數(shù)規(guī)定為3秒，二次試驗之間的間隔為10秒

試驗時電源電壓突變發(fā)生在電壓過零處和產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定的關(guān)鍵相位處。對于三相電源供電設(shè)備，一般逐相進行試驗。

四

終的測試結(jié)果是令人滿意的，在模擬了中國國內(nèi)自動化現(xiàn)場的實際應(yīng)用電氣環(huán)境下，在加入100米電纜后測試編碼器接收設(shè)備終端的信號，送實驗認證的編碼器同樣一次性通過了德國萊茵TUV實驗室的EMC測試認證。證明了GEMPLE編碼器EMC設(shè)計的專業(yè)性。

做好編碼器需要有專業(yè)、認真與堅持做好品質(zhì)的毅力與耐心——GEMPLE