電磁流量計抗干擾效果的驗證實驗

電磁流量計抗干擾效果的驗證實驗
     電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗
   電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗的目的是驗證電氣和電子設備對諸如來自切換瞬態過程的各種類型瞬變騷擾的抗擾度。目前在我們國家電快速實驗的標準是國家標準GB/T 17626.4-2008[13]。制定的國家標準是為了提供對評估電氣和電子的供電電源端口,信號和控制端口在受到重復性快速瞬變干擾時的性能確定一個共同的能再現的評定依據。標準中對電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗的試驗目的、試驗方法、試驗評價都作了詳細的描述。
   5.1.1 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗的基本信息
   1. 試驗的概述
  重復性快速瞬變試驗是一種將由許多快速瞬變脈沖組成的脈沖群耦合到電氣和電子設備的電源端口,信號和控制端口的試驗。試驗的要點是瞬變的高幅值、短上升時間、高重復率和低能量。
  2. 試驗的等級
   表5-1 中列出了對設備的供電電源,保護接地,信號的控制端口進行電快速瞬變試驗時應優先采用的試驗等級的范圍： 表5-1：試驗等級 這些開路輸出電壓將顯示在電快速瞬變脈沖群發生器上。 試驗設備：
   3. 試驗設備
   1）脈沖群發生器
   脈沖群發生器的主要元件:高壓源U;充電電阻Rc;儲能電容器Cs;脈沖持續時間成形電阻Rs;阻抗匹配電阻Rm;隔直電容Cd, 電路簡圖結構為圖5-1： 圖5-1: 發生器電路簡圖 Fig.5-1: the diagram circuit of emitter 脈沖群發生器的性能和特性為： 開路輸出電壓范圍:0.25KV~4KV； 在接50 歐負載時的運行特性: 能量： 4mJ/脈沖 極性： 正負極性 輸出型式： 同軸輸出 動態源阻抗： 50 歐 發生器的隔直電容： 10nF 單個脈沖的上升時間: 5ns 脈沖持續時間： 50ns 脈沖群持續時間： 15ms 脈沖群周期:： 300ms
   2）交/直流電源端口的耦合/去耦網絡
   特性參數為： 頻率范圍: 1MHZ~100MHZ 耦合電容: 33nF 耦合衰減: <2dB 在不對稱條件下的去耦衰減: >20dbB 網絡中每條線路和其他線路之間的串擾衰減:>30dB 耦合電容的絕緣耐受能力: 5KV
   3）容性耦合夾
    耦合夾能在與受試設備各端口的端子,電纜屏蔽層或受試設備的任何其他部分無任何電連接的情況下把快速瞬變脈沖群耦合到受試線路上。 耦合夾的耦合電容取決于電纜的直徑,材料和屏蔽。 該裝置由蓋住受試線路電纜的夾板組成,并且應放置在面積最小為1m2 的接地平面上,接地參考平面的周邊至少應超出耦合夾0.1m。 耦合夾的兩端應具有高壓同軸接頭,其任一端均可與試驗發生連接,發生器應連接到耦合夾受試設備的那一端
   5.1.2 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗的過程
   1. 把試驗電壓耦合到受試設備的方法 對于供電電源端口，我們通常采用通過耦合/去耦網絡直接耦合電快速瞬變脈沖群騷擾電壓的方法。 對于I/O 端口和通信端口，我們通常采用通過容性耦合夾把騷擾試驗電壓施加到I/O 端口和通信端口如圖5-2 圖5-2：試驗配置 Fig.5-2: The examination station
   2. 試驗程序：
   在滿足氣候條件： 環境溫度: 15 ℃ ~35 ℃ ， 相對濕度: 25%~75% ， 大氣壓力: 86Kpa~106Kpa 和電磁條件：應能保證EUT 正常運行,使試驗結果不受影響的情況下完成實驗。 應根據試驗計劃進行試驗,包括對技術規范所規定的受試設備性能的檢驗。試驗計劃應該規定以下內容: 將要進行的試驗的類型；試驗等級；試驗電壓的極性；內部或外部發生器激勵；試驗的持續時間,不少于1min；施加試驗電壓的次數；待試驗的受試設備端口；受試設備的典型工作條件；依次對受試設備各端口或對同屬于兩個以上電路的電纜等施加試驗電壓的順序和輔助設備。
   3. 試驗結果的評定
    試驗結果應依據受試驗設備的功能喪失或性能降級進行分類。建議的分類為： A 級 在制造商、委托方或購買方規定的限值內性能正常。 B 級 功能或性能暫時喪失或降低，但在干擾停止后能自動恢復，不需要人工干預； C 級 功能或性能暫時喪失或降低，但需要人工干預后才能恢復 D 級 因設備硬件或軟件損壞，或數據丟失而造成不能恢復的功能喪失或性能下降。
   5.2 開封電磁流量計的試驗驗證
    考慮到現場的干擾主要類似快速脈沖群干擾，我們的驗證試驗*參考電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗的方法，來模擬現場的干擾，以檢驗流量計的抗干擾效果。公司為此專門采購了一臺電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗實驗設備（深圳鑫成通 EFT4040B）。
    5.2.1 試驗基本信息
   1. 試驗中快速脈沖群干擾的強度等級選擇為： 電壓峰值： 0.5kV 重復頻率：5kHz
  2. 試驗中快速脈沖群干擾的方法： 在輸入信號中疊加干擾信號。
  3. 試驗結果的分類劃分： 我們參考電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗的試驗結果的評定標準，將實驗結果劃分如下表5-2： 表5-2：實驗結果一欄表 等級 要求 A 受干擾時儀表瞬時流量值顯示正常，輸入改變時，瞬時流量值也改變； B 受干擾時儀表瞬時流量值受干擾顯示不正確； 干擾消失后無需人工干預儀表1 分鐘內可自動恢復正常，并且儀表累計流量未丟失。 C 需人工干預才能恢復正常， 按情況不同細分為： C.1 受干擾時儀表瞬時流量值受干擾顯示不正確； 干擾消失后儀表1 分鐘內不能自動恢復正常。但是輸入改變時，瞬時值也改變，累計數還在增長； 人工重啟動后儀表后，一切恢復正常，并且儀表累計流量未丟失。 C.2 受干擾時儀表瞬時流量值受干擾顯示不正確； 干擾消失后儀表1 分鐘內不能自動恢復正常。輸入改變時，瞬時值不變，累計數不增長； 人工重啟動后儀表后，一切恢復正常，并且儀表累計流量未丟失 C.3 受干擾時儀表瞬時流量值受干擾顯示不正確； 干擾消失后儀表1 分鐘內不能自動恢復正常。輸入改變時，瞬時值不變，累計數不增長； 人工重啟動后儀表后，不能恢復正常或重啟動后累計數未丟失；
   4. 為了驗證智能電磁流量計試驗結果，而作的程序調整：
   1）針對程序受干擾后可能出現的跑飛情況，我們在內部程序中添加了一下幾個出錯顯示（如下表5-3：）。當程序出現這些跑飛情況，流量計在自動恢復程序運行時，會主動顯示這些出錯顯示信息，以表示抗干擾的措施確實起了效果。 表5-3：出錯顯示信息表 出錯顯示信息意義 SP or STACK ERR 程序SP 指針或堆棧出錯 RAM ERROR RAM 讀寫時出錯 WRITE EEPROM EEPROM 讀寫時出錯 OPERATION ERROR 出現除零操作 LOOP ERROR 程序陷入死循環
   5. 試驗方法：
  試驗方法為對比試驗：我們分別選用6 臺信號轉換器，其中3 臺未加抗干擾措施的信號轉換器為A 組，3 臺加抗干擾措施的信號轉換器為B 組。兩組分別完成255 次試驗。
   5.2.2 試驗結果和分析 結果按照等級劃分如表 5-3： 表5-3：試驗結果統計表 等級 A組結果 B 組結果個數 百分比（%） 個數 百分比（%） A 184 72.2% 187 73.3% SP or STACK ERR 7 10 RAM ERROR 1 5 WRITE EEPROM 4 9 OPERATION ERROR 5 0 LOOP ERROR 15 25 B 其他情況 8 15.7% 13 24.3% C1 11 1 C2 13 5 C C3 7 12.2% 0 2.4% 從表5-3 中可以看出，未加抗干擾措施的信號轉換器，在干擾產生后由于程序跑飛的原因，很多都不能恢復到正常的狀態，有7 臺次儀表的累積量在干擾下出現異常。而使用了抗干擾措施后，嚴重的C 級錯誤下降1/5，使儀表在干擾消失后無需人工干預的情況下可自動恢復正常工作。這說明抗干擾措施確實起到應有的作用。--擴展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業生產電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計、文丘里流量計、v錐流量計、v型錐流量計、噴嘴流量計、插入式電磁流量計、智能電磁流量計、分體式電磁流量計、一體式電磁流量計、標準孔板流量計、標準孔板、一體化孔板流量計、標準噴嘴流量計、長徑噴嘴流量計、標準噴嘴、長徑噴嘴、插入式渦街流量計、智能渦街流量計、錐型流量計、v錐型流量計、節流裝置、節流孔板、限流孔板等流量產品，更多有關電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計的信息請訪問開封中儀網站：