Elektromagnetilise ühilduvuse testimise korral peaks katseobjektiks olema testitavad seadmed-mitte naaberhoones töötavad elektriseadmed, väljaspool laboratooriumi liikuv signaal või toitekaabli kaudu leviv müra.
See kõlab ilmselgelt, kuid testimiskeskkonna juhtimine on üks EMC-töö praktilisi väljakutseid.
Kaasaegsed elektroonikaseadmed suudavad genereerida suhteliselt väikeseid elektromagnetilisi signaale ja neile reageerida. Kui katsealasse satub väliseid häireid, võib see mõõtmisi mõjutada. Samal ajal võivad katsetatava varustuse emissioonid häirida teisi väljaspool katsepiirkonda kuuluvaid instrumente või süsteeme.
EMI varjestusruum tagab nende tingimuste kontrollimiseks vajaliku elektromagnetilise isolatsiooni.
Selle eesmärk ei ole lihtsalt "EMI blokeerimine". Veelgi olulisem on see, et see loob kontrollitavama ja korratavama keskkonna, milles saab hinnata elektromagnetilisi emissioone ja vastuvõtlikkust ilma tarbetute häireteta väljaspool katseala.
Miks EMC testimine vajab kontrollitud keskkonda?
Elektromagnetilise ühilduvuse test on mõttekas ainult siis, kui mõõtmiskeskkond on piisavalt kontrollitud.
Mõelge lihtsale heitmete testile. Katsetatav seade töötab normaalselt, samal ajal kui insenerid mõõdavad selle toodetud elektromagnetilist energiat. Kui keskkonnas on juba seosetu signaal, võib mõõtesüsteem tuvastada mõlemad signaalid.
Probleem ei ole siis enam lihtsalt "Kui palju häireid toode tekitab?"
Insener peab kindlaks määrama, milline osa mõõdetud signaalist tegelikult tootest pärineb.
Sama probleem ilmneb ka immuunsuse testimisel. Seade võib puutuda kokku kontrollitud elektromagnetvälja või muu häireallikaga, et teha kindlaks, kas see töötab jätkuvalt õigesti. Kui kontrollimatud välised signaalid sisenevad katsekeskkonda samal ajal, võivad need muuta katsetingimused vähem etteaimatavaks.
Seetõttu on elektromagnetiline isolatsioon oluline.
EMI varjestusruum vähendab väliste elektromagnetiliste signaalide mõju ja aitab vältida katsekeskkonnas genereeritud soovimatute signaalide levimist väljapoole.
Mida EMI varjestusruum EMC-testimise ajal tegelikult teeb?
Põhifunktsioon on moodustada katseala ümber pidev juhtiv ümbris.
Seinad, lagi, põrand ja varjestusuks töötavad koos, et summutada elektromagnetilist energiat. Samal ajal on toiteallikad, kaablid, ventilatsioon ja muud vajalikud liidesed projekteeritud nii, et need ei tekitaks kontrollimatuid teid läbi varjestuspiiri.
Seda viimast punkti alahinnatakse sageli.
Varjestusruumil võivad olla suurepärased metallpaneelid, kuid üldist jõudlust võib siiski mõjutada halvasti projekteeritud uks, kaabli läbiviigu või ventilatsiooniava.
Seetõttu on elektromagnetilise ühilduvuse testimisel varjestusruum paremini mõistetav kui anelektromagnetiline juhtimissüsteemmitte lihtsalt metallist tuba.
Selle peamised eesmärgid võib kokku võtta järgmiselt:
katsekeskkonda sisenevate väliste elektromagnetiliste häirete vähendamine;
katsealalt väljuva elektromagnetkiirguse piiramine;
korratavate mõõtmiste jaoks kontrollitud keskkonna pakkumine;
katseseade eraldamine ümbritsevast elektrilisest aktiivsusest;
usaldusväärse EMC testimise ja mõõtmise toetamine.
Täpsed nõuded sõltuvad testi tüübist ja kaasatud sagedusvahemikust.
Varjestus aitab eraldada testsignaali tausthäiretest
EMI-varjestusruumi üks praktilisemaid eeliseid on elektromagnetilise taustamüra vähendamine.
Igas laboris on potentsiaalseid häireallikaid. Elektrijaotussüsteemid, mootorid, lülitusseadmed, sidesüsteemid ja muud elektroonikaseadmed võivad toota elektromagnetilisi signaale.
Mõned häired võivad siseneda pigem juhtivate teede kui vaba ruumi kaudu.
See tähendab, et lihtsalt laboriukse sulgemine ei lahenda probleemi.
Varjestuskate peab kontrollima nii elektromagnetkiirgust kui ka kohti, kus elektrilised või mehaanilised teenused ületavad korpuse piiri.
Inseneride jaoks on see vahetegemine oluline, kuna varjestusprobleem ei ole tavatöö ajal alati ilmne. Ruum võib tunduda täiesti suletud, kui kaabli sisend või ukseliides lubab piisavalt häireid, et mõjutada tundlikku mõõtmist.
Miks on varjestuse tõhusus oluline?
Kui elektromagnetilise ühilduvuse testimiseks on määratud EMI varjestusruum, on varjestuse tõhusus üks peamisi tehnilisi nõudeid.
Varjestuse efektiivsus kirjeldab, kui palju elektromagnetilist energiat varjestussüsteem teatud sagedusvahemikus nõrgendab.
Nõutavat jõudlust ei saa valida kavandatavast testimisest sõltumatult.
Näiteks laboril, mis tegeleb peamiselt madala-sageduslike häiretega, võivad nõuded olla erinevad kui kõrgsageduslike-elektrooniliste seadmetega töötavale laborile. Varjestusstruktuuri, liideseid ja filtreerimiskorraldust tuleb vastavalt arvesse võtta.
Seetõttu ei piisa ainult ruumis kasutatava materjali täpsustamisest.
Projekti spetsifikatsioonis tuleks arvesse võtta nõutavat sagedusvahemikku, varjestuse efektiivsust, katseseadmeid, kaabliliideseid, ventilatsiooninõudeid ja ukse konfiguratsiooni.
Varjestusuks võib mõjutada kogu katsekeskkonda
Elektromagnetilise ühilduvuse projekti ajal võib varjestusuks tunduda lihtsa juurdepääsukomponendina. Tehniliselt on see osa varjestuse piirist.
Kui uks on suletud, tuleb säilitada selle juhtiv kontakt ümbritseva konstruktsiooniga. Korduv avamine ja sulgemine tähendab ka seda, et kontaktsüsteem peab aja jooksul toimima.
Tavalise laboriruumi jaoks võib piisata tavalisest varjestatud uksest. Suuremad elektromagnetilise ühilduvuse rajatised võivad vajada lükanduksi, kuna katseseadmeid tuleb ruumist sisse ja välja viia.
See muutub veelgi olulisemaks, kui ava on suur.
Suur varjestusuks nõuab selle konstruktsiooni, tihendi või elektrikontaktide paigutuse, töömehhanismi ja paigalduse täpsuse hoolikat läbimõtlemist. Kui uks ei säilita nõutavat varjestusvõimet, ei lahenda seinakonstruktsiooni parandamine probleemi.
Kaabli läbiviigud vajavad samasugust tähelepanu
Elektromagnetilise ühilduvuse testimisruum vajab tavaliselt toite- ja signaaliühendusi.
Raskus seisneb selles, et iga varjestuspiiri ületav kaabel loob potentsiaalse tee soovimatu elektromagnetilise energia jaoks.
Sel põhjusel kasutatakse varjestatud ruumides spetsiaalset filtreerimist ja kaabli{0}}sisendit, selle asemel et lihtsalt läbi seina puurida.
Disain peaks algama tegelike testimisseadmetega.
Millist võimsust seadmed vajavad? Millised signaalid peavad ruumist lahkuma? Kas mõõtekaablid on eriti tundlikud? Kas sideliideseid on vaja?
Nendele küsimustele tuleks vastata enne varjestusruumi valmistamist.
Reaalsetes projektides võib kaabli{0}}sisendi paigutuse muutmine pärast paigaldamist olla palju keerulisem kui selle lisamine algsesse kujundusse.
Ventilatsioon on elektromagnetilise ühilduvuse kontrolli teine osa
Elektromagnetilise ühilduvuse testimise seadmed võivad tekitada märkimisväärset soojust, eriti{0}}pika kestusega testimise ajal.
Seetõttu vajab ruum ventilatsiooni või jahutamist, kuid tavaline ventilatsiooniava kahjustaks varjestuspiiret.
Varjestatud ventilatsioonikonstruktsioonid, mis põhinevad tavaliselt lainejuhi põhimõtetel, võimaldavad õhu liikumist, piirates samal ajal elektromagnetilise energia ülekannet läbi ava.
See on veel üks näide sellest, miks EMC-varjestusruum nõuab mehaanilise ja elektromagnetilise disaini kooskõlastamist.
Ruum peab jääma töökeskkonnana kasutatavaks, säilitades samal ajal nõutava varjestuse.
EMI varjestusruum vs. EMC kamber
Mõisteid kasutatakse mõnikord lõdvalt, kuid neid kahte ei tohiks automaatselt käsitleda identsetena.
EMI varjestusruum tagab peamiselt elektromagnetilise isolatsiooni. Seda saab kasutada väliste häirete vähendamiseks ja suletud seadmete emissioonide kontrollimiseks.
Elektromagnetilise ühilduvuse kamber võib sisaldada kontrollitud testimiseks täiendavaid süsteeme, nagu antennid, neeldurid, pöördlauad või muud seadmed, olenevalt katsemeetodist.
Seetõttu ei vaja iga EMC projekt sama tüüpi rajatist.
Enne varjestusruumi valimist on parem kõigepealt määratleda tegelikud testimisnõuded. Küsimus ei ole lihtsalt selles, kas rajatis on "EMC jaoks", vaid milliseid elektromagnetilise ühilduvuse teste tehakse, millistel sagedustel, milliste seadmetega ja millistes keskkonnatingimustes.
Mis juhtub, kui katsekeskkond pole korralikult varjestatud?
Kehv elektromagnetiline isolatsioon võib tekitada mitmeid praktilisi probleeme.
Kõige ilmsemad on ebastabiilsed või ebajärjekindlad mõõtmisandmed. Insenerid võivad näiliselt sarnastes tingimustes saada erinevaid tulemusi, kuna taustahäired muutuvad.
Teine probleem on raskused mõõdetud signaali allika tuvastamisel. Kui katsekeskkond sisaldab märkimisväärset taustmüra, võivad insenerid kulutada aega signaalide uurimiseks, mida testitav seade tegelikult ei genereeri.
Immuunsuse testimisel võivad kontrollimatud välised häired muuta testimiskeskkonna vähem etteaimatavaks.
Need probleemid ei tähenda tingimata, et testimisseade on vigane. Testikeskkond ise võib olla probleemi allikas.
Seetõttu tuleks varjestuse tõhusust pidada üldise EMC testimise infrastruktuuri osaks.
Kuidas tuleks EMI varjestusruum EMC testimiseks kavandada?
Disain peaks algama pigem testimisprotsessist kui ruumist endast.
Esmalt määrake kindlaks testitav varustus, nõutavad katsemeetodid, sagedusvahemik ja mõõtesüsteem. Seejärel tuvastage kõik, mis vajab ruumi sisenemiseks või sealt lahkumiseks, sealhulgas toide, signaalid, kaablid, ventilatsioon ja operaatori juurdepääs.
Sealt saavad insenerid määrata sobiva varjestusstruktuuri ja liidese konfiguratsiooni.
Mõne projekti jaoks võib paigaldustingimuste ja tulevase paindlikkuse tõttu sobida moodulvarjestusruum. Suurte katsealade või nõudlike varjestusnõuete ja keeruliste objektitingimustega projektide jaoks võib sobivam olla keevitatud varjestusruum.
Oluline on see, et ehitusmeetod järgiks insenerinõudeid.
Eesmärk on korratavus, mitte ainult isoleerimine
Tihti jäetakse tähelepanuta kõige olulisem põhjus EMI varjestusruumi kasutamiseks EMC testimisel.
Eesmärk ei ole lihtsalt ehitada ruum, kuhu elektromagnetilised signaalid ei pääse.
Tegelik eesmärk on luuastabiilsed ja kontrollitud katsetingimused.
Kui väliseid häireid vähendatakse ja varjestuspiir on õigesti kavandatud, on inseneridel palju selgem testimiskeskkond. Testitav varustus muutub ümbritseva elektromagnetilise keskkonna asemel peamiseks muutujaks.
Elektromagnetilise ühilduvuse testimist teostavate laborite ja tootjate jaoks muudab see varjestusruumi testimise infrastruktuuri oluliseks osaks, mitte abihooneks.
Mida paremini on ruum integreeritud katseseadmete, toitesüsteemi, kaabliliideste, ventilatsiooni- ja juurdepääsunõuetega, seda lihtsam on säilitada ühtsed testimistingimused pikema aja jooksul.
Sel põhjusel tuleks EMI varjestusruum algusest peale kujundada tegelike EMC-testimise nõuete alusel. Varjestusmaterjal on oluline, aga ka detailid, mis ühendavad ruumi välismaailmaga.
