編碼器的性能品質(zhì)，始于以客戶(hù)利益設計為中心，與專(zhuān)業(yè)標準化的編碼器設計。 

EMC電磁兼容性實(shí)驗認證的學(xué)習，及包含100米傳輸電纜的抗干擾復合實(shí)驗

一

編碼器信號在現場(chǎng)為什么總是跳？自動(dòng)化現場(chǎng)為什么總是有那么多的干擾麻煩事？自動(dòng)化現場(chǎng)服務(wù)工程師為什么一年有一半以上的時(shí)間，是在現場(chǎng)調試、找問(wèn)題、反復去現場(chǎng)解決問(wèn)題，或者就在趕去現場(chǎng)的路上？

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

除了一再強調的從編碼器原理的選擇開(kāi)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，從設計時(shí)就要有專(zhuān)門(mén)的EMC設計，這也是一個(gè)編碼器性能重要的比較評測依據。而這個(gè)EMC電磁兼容性必須是經(jīng)過(guò)的第三方EMC實(shí)驗室認證的。例如總部位于德國的“德國萊茵TÜV實(shí)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(shū)。

另外，由于中國現場(chǎng)引進(jìn)的八國聯(lián)軍設備，日系、歐系常?；煊玫碾姎猸h(huán)境，如果再加上低端不專(zhuān)業(yè)的配置，現場(chǎng)工人素養的參差不齊，現場(chǎng)復雜性遠遠大于德國工廠(chǎng)現場(chǎng)，即使用“德國進(jìn)口”的編碼器，也常常發(fā)生現場(chǎng)干擾問(wèn)題，而使得現場(chǎng)工程師化大量的時(shí)間去進(jìn)解決干擾問(wèn)題。

例如接地問(wèn)題：

什么是地？

..電氣工程師：地是電路的基準電壓

..結構工程師：地是設備的金屬外殼

..電工：地是大地，即地球

但對于編碼器而言很不幸，國內市場(chǎng)引進(jìn)或者學(xué)習的日系編碼器都是經(jīng)濟級別的，電氣工程師設計偏向于NPN，也就是共陽(yáng)極；而歐系編碼器及電機的設計，電氣工程師設計偏向于PNP，也就是共陰極。這兩種設計偏向混合在一起用，看似也作了等電位接地設計，在實(shí)際使用時(shí)的局部及瞬時(shí)常常是不在一個(gè)等電位上的，那么即使歐系EMC設計的編碼器，也不一定能夠適應中國國內自動(dòng)化現場(chǎng)的復雜干擾。這些編碼器在中國使用，需要針對國內現場(chǎng)可能的干擾環(huán)境，帶上編碼器的長(cháng)距離信號電纜以及接地方式，重新經(jīng)歷過(guò)EMC實(shí)驗室測試認證。

近趁著(zhù)我們編碼器在前面的EMC認證有效期時(shí)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(shí)驗室認證，并且模擬中國現場(chǎng)應用，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(shí)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(guò)去的進(jìn)口編碼器EMC測試報告是以國外實(shí)驗室條件下，僅對編碼器的測試。而我們這次送TUV的測試，是根據中國現場(chǎng)的復雜性，常常有較長(cháng)的編碼器電纜，而這段電纜在現場(chǎng)復雜電氣環(huán)境下，也極易受到干擾而影響到后面設備的編碼器信號接收?；蛘哂羞@段長(cháng)距離信號電纜引入干擾進(jìn)入編碼器內部。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，就是模擬現場(chǎng)編碼器信號帶著(zhù)100米電纜同時(shí)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(guò)條件。

EMC重要的基礎標準系列（IEC61000系列）

標準編號名稱(chēng)

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(chǎng)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(chǎng)感應的傳導騷擾抗擾度試

IEC61000-4-8工頻磁場(chǎng)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EMC電磁兼容標準

..試驗目的：模擬操作人員或物體在接觸設備時(shí)放電及人或物體對鄰近物體的放電，以考察被試設備抵抗靜電放電干擾能力。前者是通過(guò)導體直接耦合，屬于直接放電影響。后者是通過(guò)空間輻射耦合，屬于間接放電影響。

自動(dòng)化現場(chǎng)：對應現場(chǎng)較多的灰塵粒度附帶的靜電放電。

射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾性試

..試驗的實(shí)施

..用1kHz的正弦波對信號進(jìn)行80％的幅度調制后，在80～1000MHz頻率范圍內進(jìn)行掃頻測量，掃描步長(cháng)為前一頻率的1％，這一部分都通過(guò)計算機及軟件控制實(shí)現。

..每一頻點(diǎn)上掃描停留時(shí)間不應短于受試設備操作和反應所需的時(shí)間，一般設為一秒鐘，如果對產(chǎn)品有特別要求，可以延長(cháng)停留時(shí)間。

..受試設備應在發(fā)射天線(xiàn)的水平和垂直極化下進(jìn)行試驗。

自動(dòng)化現場(chǎng)：對應各種金屬在各頻段電磁波的發(fā)射干擾，包括金屬線(xiàn)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EMC電磁兼容標準

..試驗目的

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

自動(dòng)化現場(chǎng)：對應編碼器外殼及長(cháng)距離電纜對來(lái)自于直接的接觸傳導和感應到的干擾。

雷擊浪涌抗擾性試驗

依據EMC電磁兼容標準

..試驗目的

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

選擇與被試端口相應的耦合網(wǎng)絡(luò )。電源端口、無(wú)屏蔽通信線(xiàn)路端口、無(wú)屏蔽互聯(lián)線(xiàn)路端口都有相應不同的耦合網(wǎng)絡(luò )。

..在每個(gè)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(xiàn)－線(xiàn)和線(xiàn)－地，進(jìn)行線(xiàn)－地試驗時(shí)，如沒(méi)有其它規定，試驗電壓必須逐次地施加到每一線(xiàn)路和地之間

自動(dòng)化現場(chǎng)：對應瞬間的電源啟動(dòng)、電磁閥電磁線(xiàn)圈動(dòng)作、大功率電機啟動(dòng)、大功率接觸器開(kāi)關(guān)的動(dòng)作，等等，所帶來(lái)的感應浪涌。

戶(hù)外使用現場(chǎng)：遠處的雷擊，通過(guò)大地的瞬間感應，此時(shí)普通的接地是無(wú)法快速等電位的。

射頻場(chǎng)感應的傳導騷擾抗擾度

依據EMC電磁兼容標準

..試驗目的

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

..試驗過(guò)程中，EUT放置在高于地參考面0.1m的絕緣支架上，應對EUT的每一個(gè)端口進(jìn)行測試..用1kHz的正弦波對信號進(jìn)行80％的幅度調制后，在0.15～80MHz頻率范圍內進(jìn)行掃頻測量，掃描步長(cháng)為前一頻率的1％，這一部分都通過(guò)計算機及軟件控制實(shí)現。

..每一頻點(diǎn)上掃描停留時(shí)間不應短于受試設備操作和反應所需的時(shí)間，一般設為一秒鐘，如果對產(chǎn)品有特別要求，可以延長(cháng)停留時(shí)間。

自動(dòng)化現場(chǎng)：對應現場(chǎng)其他設備可能的對外的電磁波干擾。

電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化抗擾性試驗

依據EMC電磁兼容標準

..試驗目的

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

電壓瞬時(shí)跌落和短時(shí)中斷 ,測試被測設備對上述情況的抗擾性。

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

試驗時(shí)電源電壓突變發(fā)生在電壓過(guò)零處和產(chǎn)品技術(shù)條件規定的關(guān)鍵相位處。對于三相電源供電設備，一般逐相進(jìn)行試驗。

四

終的測試結果是令人滿(mǎn)意的，在模擬了中國國內自動(dòng)化現場(chǎng)的實(shí)際應用電氣環(huán)境下，在加入100米電纜后測試編碼器接收設備終端的信號，送實(shí)驗認證的編碼器同樣一次性通過(guò)了德國萊茵TUV實(shí)驗室的EMC測試認證。證明了GEMPLE編碼器EMC設計的專(zhuān)業(yè)性。

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