《电磁兼容性传感器》课件.ppt
电磁兼容性传感器专业探讨电磁兼容性传感器技术
目录电磁兼容性基础概念、重要性与三要素传感器基础知识定义、原理及应用EMC传感器技术与应用
第一部分：电磁兼容性基础电磁防护减少干扰影响电磁敏感度抵抗干扰能力电磁干扰源产生干扰的源头
什么是电磁兼容性（EMC）？定义设备在电磁环境中正常工作不对环境产生不可接受干扰目标设备与系统和谐共存防止互相干扰范围辐射和传导干扰从直流到微波频段
EMC的重要性功能安全防止设备故障导致安全隐患法规遵循符合国际标准要求产品质量提高设备稳定性和可靠性市场准入产品销售的必要条件
EMC的三要素干扰源产生电磁干扰的设备或系统耦合路径干扰能量传输的媒介敏感设备受电磁干扰影响的接收者
电磁干扰（EMI）概述按频率分类低频干扰高频干扰微波干扰按传播方式分类辐射干扰传导干扰耦合干扰按干扰源分类自然干扰人为干扰系统内部干扰
电磁敏感度（EMS）概述抗干扰能力设备抵抗外部电磁干扰的能力免疫水平设备正常工作的干扰阈值失效模式设备受干扰后的表现形式
电磁兼容性标准和法规1国际标准IEC61000系列CISPR标准2区域标准欧盟：EN标准北美：FCC规定3行业标准汽车：ISO11452军用：MIL-STD-4614中国标准GB/T17626系列GB9254
第二部分：传感器基础知识高级应用系统集成与智能处理信号处理转换、放大与滤波基本原理物理量转换为电信号
传感器的定义和类型按测量参数分类温度、压力、位置、光、声音、电磁等按转换原理分类电阻式、电容式、感应式、压电式、光电式按应用领域分类工业、医疗、汽车、航空、消费电子按输出信号分类模拟量、数字量、开关量
传感器的工作原理感知检测物理量变化转换物理量转换为电信号调理放大、滤波、线性化输出提供标准化信号
传感器在现代电子系统中的应用
传感器的性能指标0.1%精度测量值与真实值的接近程度0.01%分辨率能够检测的最小变化量1kHz响应速度对输入变化的反应时间±2%线性度输出与输入成正比的程度
第三部分：电磁兼容性传感器检测识别电磁干扰源测量量化电磁场强度防护提供抗干扰方案3验证确认符合EMC标准
电磁兼容性传感器的定义概念检测和测量电磁场的专用传感器评估电子设备EMC性能的工具功能测量电磁场强度和分布监测电磁干扰水平特点高精度、宽频带、低干扰具备自身良好的EMC特性
电磁兼容性传感器的分类电场传感器磁场传感器电流传感器电压传感器近场探头
电场传感器工作原理基于电位差测量通过电容耦合感应主要类型偶极天线型球形电极型场效应晶体管型性能指标频率范围：10Hz-1GHz灵敏度：0.1V/m-100V/m方向性：各向同性/定向
磁场传感器霍尔效应传感器利用霍尔效应测量磁场强度搜索线圈基于电磁感应原理工作磁通门传感器利用铁磁材料饱和特性测量
电流传感器罗氏线圈非接触测量交流电流分流电阻精确测量直流电流霍尔电流传感器可测量直流和交流电流电流互感器适用于高电流测量
电压传感器直接测量型通过分压网络直接测量电容分压型适用于高频电压测量光电隔离型提供高度电气隔离
近场探头电场探头测量电场分量，通常为短棒状磁场探头测量磁场分量，通常为环形混合探头同时测量电场和磁场分量嗅探探头定位EMI热点，高方向性
第四部分：电磁兼容性传感器的设计原则系统集成兼容性和可靠性验证电路设计滤波、隔离与接地3物理保护屏蔽、布局与材料
屏蔽设计屏蔽原理反射和吸收电磁波形成法拉第笼效应常用材料金属箔金属网导电涂层复合材料关键技术接缝处理开口控制多层屏蔽连接点保护
接地技术单点接地避免地环路多点接地高频性能更好混合接地低频单点高频多点浮地技术隔离不同地之间干扰
滤波技术阻抑效果(dB)成本相对值
隔离技术光耦隔离利用光电转换实现电气隔离变压器隔离通过磁耦合传输能量和信号数字隔离器基于电容或磁耦合的高速隔离
布局和布线技巧关键元件放置敏感电路与干扰源分离信号线布线避免平行布线，减少环路面积接地平面设计连续完整，避免断裂去耦电容放置靠近电源引脚，缩短引线
材料选择材料类型特性应用场景铜箔高导电性电场屏蔽铁镍合金高磁导率磁场屏蔽导电橡胶柔性好接缝密封铁氧体高频损耗大吸收干扰
第五部分：电磁兼容性传感器的测试方法数据分析与报告评估测试结果并形成报告执行测试与记录按标准流程进行测试测试准备与校准设备校准与环境准备
辐射发射测试1测试环境准备电波暗室或开阔测试场2天线设置按标准放置接收天线3被测设备操作在典型工作模式下运行4频谱分析扫描所需频段记录发射水平
传导发射测试线路阻抗稳定网络LISN提供标准阻抗频谱分析仪测量频域内噪声水平电流探头测量线缆上的共模电流
辐射抗扰度测试测试原理在被测设备周围产生已知强度电磁场观察设备在干扰下的性能关键设备射频信号源功率放大器发射天线场强监测传感器测试流程校准场强扫描频率监测性能记录结果
传导