編碼器的性能品質(zhì)，始于以客戶利益設(shè)計(jì)為中心，與專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的編碼器設(shè)計(jì)。 

EMC電磁兼容性實(shí)驗(yàn)認(rèn)證的學(xué)習(xí)，及包含100米傳輸電纜的抗干擾復(fù)合實(shí)驗(yàn)

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(shí)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(gè)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(gè)可以比較的標(biāo)準(zhǔn)。

除了一再強(qiáng)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(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于增量值編碼的（以及包含有電子計(jì)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(jì)時(shí)就要有專門的EMC設(shè)計(jì)，這也是一個(gè)編碼器性能重要的比較評測依據(jù)。而這個(gè)EMC電磁兼容性必須是經(jīng)過的第三方EMC實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證的。例如總部位于德國的“德國萊茵TÜV實(shí)驗(yàn)室”。編碼器的抗干擾能力比較，就要看這份第三方認(rèn)證的 EMC測試認(rèn)證證書。

另外，由于中國現(xiàn)場引進(jìn)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于德國工廠現(xiàn)場，即使用“德國進(jìn)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(shí)間去進(jìn)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(zhǔn)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(jìn)或者學(xué)習(xí)的日系編碼器都是經(jīng)濟(jì)級別的，電氣工程師設(shè)計(jì)偏向于NPN，也就是共陽極；而歐系編碼器及電機(jī)的設(shè)計(jì)，電氣工程師設(shè)計(jì)偏向于PNP，也就是共陰極。這兩種設(shè)計(jì)偏向混合在一起用，看似也作了等電位接地設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)室測試認(rèn)證。

近趁著我們編碼器在前面的EMC認(rèn)證有效期時(shí)間已經(jīng)要到期了，需要重新再次認(rèn)證，我們對GMX60的值多圈編碼器送德國萊茵TUV（上海）實(shí)驗(yàn)室認(rèn)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(shí)驗(yàn)檢測認(rèn)證。

二

標(biāo)準(zhǔn)組織EMC電磁兼容性測試認(rèn)證，是評測編碼器的抗干擾能力的標(biāo)準(zhǔn)。過去的進(jìn)口編碼器EMC測試報(bào)告是以國外實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(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的測試通過條件。

EMC重要的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)系列（IEC61000系列）

標(biāo)準(zhǔn)編號名稱

IEC61000-4-1抗擾度試驗(yàn)綜述

IEC61000-4-2靜電放電抗擾度試驗(yàn)

IEC61000-4-3輻射（射頻）電磁場抗擾度試驗(yàn)

IEC61000-4-4電快速瞬變/脈沖群抗擾度試驗(yàn)

IEC61000-4-5浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)

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(yàn)

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(yàn)

依據(jù)EMC電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)

..試驗(yàn)?zāi)康模耗M操作人員或物體在接觸設(shè)備時(shí)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(yàn)的實(shí)施

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

..每一頻點(diǎn)上掃描停留時(shí)間不應(yīng)短于受試設(shè)備操作和反應(yīng)所需的時(shí)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(shí)間。

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

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(yàn)

依據(jù)EMC電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)

..試驗(yàn)?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(shí)的性能, 驗(yàn)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(fù)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(yàn)

依據(jù)EMC電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)

..試驗(yàn)?zāi)康?/span>

評價(jià)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(yàn)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(gè)選定部位上，正負(fù)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(jìn)行線－地試驗(yàn)時(shí)，如沒有其它規(guī)定，試驗(yàn)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(jī)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(yuǎn)處的雷擊，通過大地的瞬間感應(yīng)，此時(shí)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(biāo)準(zhǔn)

..試驗(yàn)?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(shí)的性能。

..試驗(yàn)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(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(diào)制后，在0.15～80MHz頻率范圍內(nèi)進(jìn)行掃頻測量，掃描步長為前一頻率的1％，這一部分都通過計(jì)算機(jī)及軟件控制實(shí)現(xiàn)。

..每一頻點(diǎn)上掃描停留時(shí)間不應(yīng)短于受試設(shè)備操作和反應(yīng)所需的時(shí)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(shí)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(shí)中斷和電壓變化抗擾性試驗(yàn)

依據(jù)EMC電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)

..試驗(yàn)?zāi)康?/span>

模擬由于供電電網(wǎng)、變電設(shè)備發(fā)生故障或負(fù)荷突然發(fā)生大的變動或負(fù)荷連續(xù)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(shè)備對上述情況的抗擾性。

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

試驗(yàn)時(shí)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(jìn)行試驗(yàn)。

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(shí)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(shí)驗(yàn)認(rèn)證的編碼器同樣一次性通過了德國萊茵TUV實(shí)驗(yàn)室的EMC測試認(rèn)證。證明了GEMPLE編碼器EMC設(shè)計(jì)的專業(yè)性。

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