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电磁兼容检测领域中CNAS
CNAS—GL07
EMC检测领域不确定度的评估指南
中国合格评定国家认可委员会
二〇〇六年六月
电磁干扰测量中不确定度的评定指南
1目的与范围
1.1本指南是采用国际电工委员会下属国际无线电干扰特别委员会(缩写为CISPR)的标准CISPR16-4(Firstedition2002-05)编制而成的,为EMC检测中电磁干扰测量时的不确定度评定提供指南。
1.2在EMC检测中,如需考虑所使用的仪器引入的不确定度对测量结果或符合性判断结论的影响时,可以参考本指南。
1.3本指南的附录A提供了为确定各测量不确定度分量而需要的有关数据信息。
附录A不是用户指南,不希望用户在进行不确定度评定时照搬照抄。
1.4本指南在文献目录中列出了部分不确定度评定的参考资料。
2引用文件
JJF1059-1998《测量不确定度的评定与表示》
JJF1001-1998 《通用计量术语及定义》
JJF1049-2003 《测量仪器特性的评定》
3术语、定义和符号
本指南采用下列术语、定义和符号。
3.1术语、定义
关于不确定度的术语和定义见JJF1059-1998《测量不确定度的评定及表示》;计量学通用名词术语和定义见JJF1001-1998《通用计量术语及定义》。
3.2通用符号
Xi:
输入量
xi:
Xi的估计值
u(xi):
xi的标准不确定度
ci:
灵敏系数
y:
测量结果,被测量的估计值,对所有能识别的和明显的系统影响已修正的测量结果
uc(y):
y的合成标准不确定度
k:
包含因子
U:
y的扩展不确定度
3.3被测量
V:
电压,dBV
P:
骚扰功率,dBPW
E:
电场强度,dBV/m
3.4输入量
Vr:
接收机电压读数,dBV
Lc:
接收机与人工电源网络、吸收钳或天线之间的连接网络的衰减量,dB
注:
“阻抗稳定网络”-在CISPR16-4原文中称为“人工电源网络”(ArtificialMainsNetwork),所以采用的缩写符号为AMN。
Lamn:
人工电源网络的电压分压系数,dB
Lac:
吸收钳的插入损耗,dB
AF:
天线系数,dB(/m)
Vsw:
对接收机正弦波电压不准确的修正值,dB
Vpa:
对接收机脉冲幅度响应不理想的修正值,dB
Vpr:
对接收机脉冲重复频率响应不理想的修正值,dB
Vnf:
对接收机本底噪声影响的修正值,dB
M:
对失配误差的修正值,dB
MD:
对电源骚扰造成的误差的修正值,dB
Z:
对人工电源网络阻抗不理想的修正值,dB
E:
对环境条件影响的修正值,dB
AFf:
对天线系数内插误差的修正值,dB
AFh:
对天线系数随高度变化与标准偶极子天线的天线系数随高度变化之差别的修正值,dB
Adir:
对天线方向性的修正值,dB
Aph:
对天线相位中心位置的修正值,dB
Acp:
对天线交叉极化响应的修正值,dB
Abal:
对天线不平衡的修正值,dB
SA:
对不完善的场地衰减的修正值,dB
d:
对天线与被测件间距离测不准的修正值,dB
h:
对桌面离地面高度不适当的修正值,dB
4测量仪器引入的不确定度
4.1概述
当要判定是否符合骚扰的允许极限要求时,必须考虑测量仪器引入的不确定度。
对检测实验室而言,应考虑下列各项测量不确定度分量,对每个影响量的估计值xi应评定其标准不确定度u(xi)(以分贝表示)和灵敏系数ci。
被测量的估计值y的合成标准不确定度
uc(y)按下式计算:
对检测实验室来说,扩展不确定度按下式计算,并应在检测报告中说明。
注1:
对大多数测量结果近似正态分布的典型情况,包含因子取k=2,其置信水平近似为95%。
是否符合骚扰的允许极限要求,应按下述方式判定:
假设ULAB小于或等于表1中列出的Ucispr,则:
●如果测得的骚扰都不超过骚扰极限值,则可以判定为合格;
●如果测得的骚扰超过骚扰极限值,则可以判定为不合格。
假设ULAB大于表1中列出的Ucispr,则:
●如果测得的骚扰加上(ULAB-Ucispr)后不超过骚扰极限值,则可以判定为合格;
●如果测得的骚扰加上(ULAB-Ucispr)后超过骚扰极限值,则可以判定为不合格;
表1 Ucispr的值
被测量
测量频率
Ucispr
传导骚扰
9kHz~150kHz
4.0dB
150kHz~30MHz
3.6dB
骚扰功率
30MHz~300MHz
4.5dB
辐射骚扰(在开阔场或替代场地上测得的电场强度)
30MHz~1GHz
5.2dB
其他
正在考虑中
注2:
表1中Ucispr的值是基于附录A的数据、考虑了4.2~4.4的各项不确定度分量后确定的扩展不确定度,
本节的内容没有降低或取消测量装置应符合CISPR16-1标准中各项技术指标的要求。
4.2电源端口传导骚扰测量要考虑的影响量
-接收机读数
-人工电源网络和接收机间连接网络的衰减
-人工电源网络电压分压系数
-接收机正弦波电压准确度
-接收机脉冲幅度响应
-接收机脉冲响应随重复频率的变化
-接收机噪声本底
-人工电源网络的接收机端口与接收机之间失配的影响
-人工电源网络的阻抗
4.3骚扰功率测量要考虑的影响量
-接收机读数
-吸收钳和接收机间连接网络的衰减
-吸收钳的插入损耗
-接收机正弦波电压准确度
-接收机脉冲幅度响应
-接收机脉冲响应随重复频率的变化
-接收机噪声本底
-吸收钳的接收机端口与接收机之间失配的影响
-电源骚扰的影响
-环境的影响
4.4在开阔场或替代测试场地进行辐射骚扰电场强度测量要考虑的影响量
-接收机读数
-天线和接收机间连接网络的衰减
-天线系数
-接收机正弦波电压准确度
-接收机脉冲幅度响应
-接收机脉冲响应随重复频率的变化
-接收机噪声本底
-天线端口与接收机之间失配的影响
-天线系数的频率内插
-天线系数随高度的变化
-天线方向性
-天线相位中心
-天线交叉极化响应
-天线平衡
-测试场地
-被测设备和测量天线之间的距离
-安放被测设备的桌子的高度
附录A
(资料性附录)
表1中Ucispr值的评定基础
A1概述
以下各节概述了EMC检测中确定Ucispr的方法,对每项测量给出了主要测量不确定度分量及其评定结果。
在第5节中叙述了各输入量是如何估计的及其不确定度分量是如何评定的,可供检测人员在实际评定测量不确定度时参考。
A2电源端口的传导骚扰测量
被测量V按下式计算:
表A1 传导骚扰测量的不确定度评定
(采用50/50H+5的人工电源网络)(测量频率为9kHz~150kHz)
输入量
Xi
xi的不确定度
u(xi)dB
ci
ciu(xi)
dB
dB
概率分布或k
接收机读数1)
Vr
0.1
k=1
0.10
1
0.10
衰减:
AMN-接收机2)
Lc
0.1
k=2
0.05
1
0.05
AMN电压分压系数3)
Lamn
0.2
k=2
0.10
1
0.10
接收机修正:
正弦波电压4)
Vsw
1.0
k=2
0.50
1
0.50
脉冲幅度响应5)
Vpa
1.5
矩形
0.87
1
0.87
脉冲重复频率响应5)
Vpr
1.5
矩形
0.87
1
0.87
噪声本底接近度6)
Vnf
0.0
0.00
1
0.00
失配:
AMN-接收机7)
M
+0.7/
-0.8
U形
0.53
1
0.53
AMN阻抗8)
Z
+3.1/
-3.6
三角形
1.37
1
1.37
因此,U=2uc(V)=3.97dB取两位有效数字为4.0dB
注:
对有编号的不确定度分量的说明见第A5节
表A2 传导骚扰测量的不确定度评定
(采用50/50H+5的人工电源网络)
(测量频率为150kHz~30MHz)
输入量
Xi
xi的不确定度
u(xi)
(dB)
ci
ciu(xi)
(dB)
a
(dB)
概率分布或k
接收机读数1)
Vr
0.1
k=1
0.10
1
0.10
衰减:
AMN-接收机2)
Lc
0.1
k=2
0.05
1
0.05
AMN电压分压系数3)
Lamn
0.2
k=2
0.10
1
0.10
接收机修正:
正弦波电压4)
Vsw
1.0
k=2
0.50
1
0.50
脉冲幅度响应5)
Vpa
1.5
矩形
0.87
1
0.87
脉冲重复频率响应5)
Vpr
1.5
矩形
0.87
1
0.87
噪声本底接近度6)
Vnf
0.0
0.00
1
0.00
失配:
AMN-接收机7)
M
+0.7/
-0.8
U形
0.53
1
0.53
AMN阻抗8)
Z
+2.6/
-2.7
三角形
1.08
1
1.08
因此,U=2uc(V)=3.60dB=3.6dB
注:
对有编号的不确定度分量的说明见第A5节
A3骚扰功率测量
被测量P按下式计算:
+Vsw+Vpa+Vpr+Vnf+M+MD+E
表A3 30MHz~300MHz骚扰功率测量的不确定度评定
输入量
Xi
xi的不确定度
u(xi)
(dB)
ci
ciu(xi)
(dB)
a
(dB)
概率分布或k
接收机读数1)
Vr
0.1
k=1
0.10
1
0.10
衰减:
吸收钳-接收机2)
Lc
0.1
k=2
0.05
1
0.05
吸收钳的插入损耗3)
Lac
3.0
k=2
1.50
1
1.50
接收机修正:
正弦波电压4)
Vsw
1.0
k=2
0.50
1
0.50
脉冲幅度响应5)
Vpa
1.5
矩形
0.87
1
0.87
脉冲重复频率响应5)
Vpr
1.5
矩形
0.87
1
0.87
噪声本底接近度6)
Vnf
0.0
0.00
1
0.00
失配:
吸收钳-接收机7)
M
+0.7/
-0.8
U形
0.53
1
0.53
电源骚扰的影响10)
MD
0.0
0.00
1
0.00
环境影响11)
E
0.8
k=1
0.80
1
0.80
因此,U=2uc(P)=4.45dB取两位有效数字为4.4dB
注:
对有编号的不确定度分量的说明见第A5节
A4在开阔场或替代测试场地进行辐射骚扰电场强度的测量
被测量E按下式计算:
表A4 30MHz~200MHz水平极化辐射骚扰测量的不确定度评定
(采用双锥天线;在3m,10m,30m距离上测量)
输入量
Xi
xi的不确定度
u(xi)
(dB)
ci
ciu(xi)
(dB)
a
(dB)
概率分布或k
接收机读数1)
Vr
0.1
k=1
0.10
1
0.10
衰减:
天线-接收机2)
Lc
0.1
k=2
0.05
1
0.05
双锥天线系数12)
AF
2.0
k=2
1.00
1
1.00
接收机修正:
正弦波电压4)
Vsw
1.0
k=2
0.50
1
0.50
脉冲幅度响应5)
Vpa
1.5
矩形
0.87
1
0.87
脉冲重复频率响应5)
Vpr
1.5
矩形
0.87
1
0.87
噪声本底接近度6)
Vnf
0.5
k=2
0.25
1
0.25
失配:
天线-接收机7)
M
+0.9/
-1.0
U形
0.67
1
0.67
双锥天线修正
天线系数频率内插13)
AFf
0.3
矩形
0.17
1
0.17
天线系数高度偏差14)
AFh
0.5
矩形
0.29
1
0.29
方向性差别15)
3m
Adir
0.0
0.00
1
0.00
10m
0.0
0.00
1
0.00
30m
0.0
0.00
1
0.00
相位中心位置16)
3m
Aph
0.0
0.00
1
0.00
10m
0.0
0.00
1
0.00
30m
0.0
0.00
1
0.00
交叉极化17)
Acp
0.0
0.00
1
0.00
平衡18)
Abal
0.3
矩形
0.17
1
0.17
场地修正:
场地不完善19)
SA
4.0
三角
1.63
1
1.63
距离20)
3m
d
0.3
矩形
0.17
1
0.17
10m
0.1
矩形
0.06
1
0.06
30m
0.0
0.00
1
0.00
桌子高度21)
3m
h
0.1
k=2
0.05
1
0.05
10m
0.1
k=2
0.05
1
0.05
30m
0.1
k=2
0.05
1
0.05
因此,U=2uc(P)=4.95dB取两位有效数字为5.0dB(距离3m),
=4.94dB取两位有效数字为5.0dB(距离10m),
=4.94dB取两位有效数字为5.0dB(距离30m)
注:
对有编号的不确定度分量的说明见第A5节
表A5 30MHz~200MHz垂直极化辐射骚扰测量的不确定度评定
(采用双锥天线;在3m,10m,30m距离上测量)
输入量
Xi
xi的不确定度
u(xi)
(dB)
ci
ciu(xi)
(dB)
a
(dB)
概率分布或k
接收机读数1)
Vr
0.1
k=1
0.10
1
0.10
衰减:
天线-接收机2)
Lc
0.1
k=2
0.05
1
0.05
双锥天线系数12)
AF
2.0
k=2
1.00
1
1.00
接收机修正:
正弦波电压4)
Vsw
1.0
k=2
0.50
1
0.50
脉冲幅度响应5)
Vpa
1.5
矩形
0.87
1
0.87
脉冲重复频率响应5)
Vpr
1.5
矩形
0.87
1
0.87
噪声本底接近度6)
Vnf
0.5
k=2
0.25
1
0.25
失配:
天线-接收机7)
M
+0.9/
-1.0
U形
0.67
1
0.67
双锥天线修正
天线系数频率内插13)
AFf
0.3
矩形
0.17
1
0.17
天线系数高度偏差14)
AFh
0.3
矩形
0.17
1
0.17
方向性差别15)
3m
Adir
+1.0/-0.0
矩形
0.29
1
0.29
10m
+1.0/-0.0
矩形
0.29
1
0.29
30m
+0.5/-0.0
矩形
0.14
1
0.14
相位中心位置16)
3m
Aph
0.0
0.00
1
0.00
10m
0.0
0.00
1
0.00
30m
0.0
0.00
1
0.00
交叉极化17)
Acp
0.0
0.00
1
0.00
平衡18)
Abal
0.9
矩形
0.52
1
0.52
场地修正:
场地不完善19)
SA
4.0
三角
1.63
1
1.63
距离20)
3m
d
0.3
矩形
0.17
1
0.17
10m
0.1
矩形
0.06
1
0.06
30m
0.0
0.00
1
0.00
桌子高度21)
3m
h
0.1
k=2
0.05
1
0.05
10m
0.1
k=2
0.05
1
0.05
30m
0.1
k=2
0.05
1
0.05
因此,U=2uc(E)=5.06dB取两位有效数字为5.1dB(距离3m),
=5.04dB取两位有效数字为5.0dB(距离10m),
=5.02dB取两位有效数字为5.0dB(距离30m)
注:
对有编号的不确定度分量的说明见A5节
表A6 200MHz~1GHz水平极化辐射骚扰测量的不确定度评定
(采用双锥天线;在3m,10m,30m距离上测量)
输入量
Xi
xi的不确定度
u(xi)
(dB)
ci
ciu(xi)
(dB)
a
(dB)
概率分布或k
接收机读数1)
Vr
0.1
k=1
0.10
1
0.10
衰减:
天线-接收机2)
Lc
0.1
k=2
0.05
1
0.05
双锥天线系数12)
AF
2.0
k=2
1.00
1
1.00
接收机修正:
正弦波电压4)
Vsw
1.0
k=2
0.50
1
0.50
脉冲幅度响应5)
Vpa
1.5
矩形
0.87
1
0.87
脉冲重复频率响应5)
Vpr
1.5
矩形
0.87
1
0.87
噪声本底接近度6)
Vnf
0.5
k=2
0.25
1
0.25
失配:
天线-接收机7)
M
+0.9/
-1.0
U形
0.67
1
0.67
对数周期天线修正
天线系数频率内插13)
AFf
0.3
矩形
0.17
1
0.17
天线系数高度偏差14)
AFh
0.3
矩形
0.17
1
0.17
方向性差别15)
3m
Adir
+1.0/-0.0
矩形
0.29
1
0.29
10m
+1.0/-0.0
矩形
0.29
1
0.29
30m
+0.5/-0.0
矩形
0.14
1
0.14
相位中心位置16)
3m
Aph
1.0
矩形
0.58
1
0.58
10m
0.3
矩形
0.17
1
0.17
30m
0.1
矩形
0.06
1
0.06
交叉极化17)
Acp
0.9
矩形
0.52
1
0.52
平衡18)
Abal
0.0
0.00
1
0.00
场地修正:
场地不完善19)
SA
4.0
三角
1.63
1
1.63
距离20)
3m
d
0.3
矩形
0.17
1
0.17
10m
0.1
矩形
0.06
1
0.06
30m
0.0
0.00
1
0.00
桌子高度21)
3m
h
0.1
k=2
0.05
1
0.05
10m
0.1
k=2
0.05
1
0.05
30m
0.1
k=2
0.05
1
0.05
因此,U=2uc(E)=5.19dB取两位有效数字为5.2dB(距离3m),
=5.06dB取两位有效数字为5.1dB(距离10m),
=5.02dB取两位有效数字为5.0dB(距离30m)
注:
对有编号的不确定度分量的说明见A5节
表A7 200MHz~1GHz垂直极化辐射骚扰测量的不确定度评定
(采用对数周期天线;在3m,10m,30m距离上测量)
输入量
Xi
xi的不确定度
u(xi)
(dB)
ci
ciu(xi)
(dB)
a
(dB)
概率分布或k
接收机读数1)
Vr
0.1
k=1
0.10
1
0.10
衰减:
天线-接收机2)
Lc
0.1
k=2
0.05
1
0.05
双锥天线系数12)
AF
2.0
k=2
1.00
1
1.00
接收机修正:
正弦波电压4)
Vsw
1.0
k=2
0.50
1
0.50
脉冲幅度响应5)
Vpa
1.5
矩形
0.87
1
0.87
脉冲重复频率响应5)
Vpr
1.5
矩形
0.87
1
0.87
噪声本底接近度6)
Vnf
0.5
k=2
0.25
1
0.25
失配:
天线-接收机7)
M
+0.9/
-1.0
U形
0.67
1
0.67
对数周期天线修正
天线系数频率内插13)
AFf
0.3
矩形
0.17
1
0.17
天线系数高度偏差14)
AFh
0.1
矩形
0.06
1
0.06
方向性差别15)
3m
Adir
+1.0/-0.0
矩形
0.29
1
0.29
10m
+1.0/-0.0
矩形
0.29
1
0.29
30m
+0.5/-0.0
矩形
0.14
1
0.14
相位中心位置16)
3m
Aph
1.0
矩形
0.58
1
0.58
10m
0.3
矩形
0.17
1
0.17
30m
0.1
矩形
0.06
1
0.06
交叉极化17)
Acp
0.9
矩形
0.52
1
0.52
平衡18)
Abal
0.0
0.00
1
0.00
场地修正:
场地不完善19)
SA
4.0
三角
1.63
1
1.63
距离20)
3m
d
0.3
矩形
0.17
1
0.17
10m
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