Labor für elektromagnetische Verträglichkeit


In unserer Umwelt gibt es immer mehr künstliche Strahlungsquellen, die sich auf elektrische Geräte, aber auch auf den menschlichen Organismus auswirken. Daher muss das von einem elektronischen Gerät emittierte Feld (Störung) kontrolliert werden, damit die Grenzwerte der einschlägigen Normen und Regulierungen nicht überschritten werden. Alle Geräte erzeugen ein elektromagnetisches Feld, das den Betrieb anderer Geräte stören kann. Auch deren Betrieb kann durch ein von einem anderen Mechanismus erzeugten Feld gestört werden. Um den Einfluss dieser Störungen zu untersuchen und seine Größe zu messen, sind spezielle Messinstrumente erforderlich. Im EMV-Labor der AC SA werden Messungen der Emission und der Störfestigkeit gegen von Versorgungs- und Signalleitungen ausgehende Emissionen sowie durch die Luft abgestrahlte Störungen durchgeführt. Alle unsere Produkte werden zunächst im unternehmenseigenen Labor geprüft; bei positivem Testergebnis dann noch einmal in einem akkreditierten externen Forschungsinstitut.

 

Messstand zur Prüfung der Störfestigkeit gegen Funkfrequenzen mit der BCI-Methode.

Bei der Methode „Bulk Current Injection“ wird die Anfälligkeit der Produkte für schmalbandige elektromagnetische Störungen getestet. Das Testsignal wird mithilfe einer Stromkoppelzange mit einer Frequenz von 20 bis 400 MHz, die um die Kabelbäume des Prüflings gelegt wird, eingeprägt. Die Störfestigkeitstests werden durch Wechsel des Pegels und der Frequenz des eingeprägten Signals durchgeführt. Dazu wird am Kabelbaum eine ein Magnetfeld erzeugende Spule angelegt, eine Empfängerspule misst den eingeprägten Strom. Anhand des Verhaltens des getesteten Systems kann diagnostiziert werden, bei welchen Frequenzen die Funktion des Geräts beeinträchtigt ist, sodass entsprechende Korrekturen durchgeführt werden können. LPG-Steuergeräte sind besonders anfällig für Störungen dieser Art, da bei ihrer Montage zahlreiche lange Leitungen verwendet werden, die wie eine Empfangsantenne reagieren – darum sind BCI-Prüfungen für Hersteller von Autogassystemen so wichtig.
 

 

Messstand zur Prüfung der geleiteten Störaussendung.

Messstand zur Prüfung der geleiteten Störaussendung Sämtliche elektrischen Geräte in Fahrzeugen senden unerwünschte elektromagnetische Energie aus, die durch Gleichspannung unter Last entsteht. Der Messstand zur Prüfung der geleiteten Störaussendung im Forschungs- und Entwicklungszentrum von AC SA dient zur Simulation von Antriebsstörungen, die von der Batterie ausgehen, und deren Einfluss auf die Elektronik der Gasanlage. Diese Störungen können durch viele Faktoren verursacht werden – u. a. durch Ein- und Ausschalten der Scheibenwischer, durch die Zündung oder durch jedes andere elektronische System. Am Messstand befindliche Generatoren simulieren Spannungsabfälle und -anstiege in der Anlage und erfassen jegliche unerwünschten Änderungen der Versorgungsspannung. Welche Arten von Störungen zu simulieren sind, ist in einer Reihe von Normen geregelt. Diese Störungen sind in den Generatoren fest einprogrammiert – dies gewährleistet eine schnelle und einfache Durchführung der Tests. Darüber hinaus können mit dem Messstand auch Störungen erzeugt werden, die nicht in den Normen vorgesehen sind, aber im Fahrzeug auftreten können. Zu diesem Zweck werden solche Störungen zunächst im Fahrzeug registriert und anschließend auf die Generatoren übertragen und von diesen reproduziert.

 

 

Messstand zur Prüfung der Störfestigkeit gegen elektrostatische Entladung.

Unter elektrostatischer Entladung (electrostatic discharge, ESD) versteht man in der Elektronik und in der Industrie kurzzeitige unerwünschte Stromflüsse, die elektronische Geräte beschädigen können. Elektrostatische Ladungen – die in Volt angegeben werden – entstehen, wenn zwei Flächen aufeinander einwirken, z.B. wenn ein elektrisch aufgeladener menschlicher Körper mit einem Gerät in Kontakt kommt. In diesem Fall kommt es bei Spannungen, die Dutzende kV betragen können, zu einem Funkenüberschlag. Elektrostatische Entladungen sind ein ernstes Problem für elektronische Elemente; viele Geräte reagieren auf sie empfindlich – z.B. integrierte Schaltkreise und Festplatten. ESD-Tests sind durch Normen geregelt, die entsprechenden Parameter im ESD-Generator gespeichert. Meist umfassen sie Tests bei einer Spannung von 8 bis 15 kV.

 

 

GTEM-1000-Zelle.

Elektromagnetische Verträglichkeit ist die Fähigkeit von Geräten, Anlagen oder Systemen in einer bestimmten elektromagnetischen Umgebung korrekt zu funktionieren, ohne zusätzliche elektromagnetische Störungen in diese Umgebung oder auf andere Geräte, deren Funktion dadurch beeinträchtigt werden könnte, zu emittieren. Zum Testen wird das Steuergerät in einer GTEM-1000-Zelle isoliert, um sicherzustellen, dass die untersuchten elektromagnetischen Wellen von dem richtigen Gerät stammen und nicht von anderen elektronischen Geräten. Die Zelle ist ausgestattet mit einer Antenne, welche die Frequenzen der erzeugten elektromagnetischen Wellen misst, sowie mit einem Spektrumanalysator, der das gemessene Signal entsprechend darstellt. Neben der Messung der elektromagnetischen Störungen ermöglicht der Messstand auch, die Funktion des im Inneren der Zelle befindlichen Steuergeräts kontrolliert zu stören. So wird die Anfälligkeit der Elektronik gegen die Störungen getestet, die während der Fahrt auftreten. Die Zelle ist mit einem Signalgenerator, 2 HF-Leistungsverstärkern sowie einem Spektrumanalysator ausgerüstet, der die Amplituden der von dem zu untersuchenden Gerät erzeugten Frequenzen darstellt. Für alle elektronischen Geräte gelten Normen, die die Amplituden-Grenzwerte der erzeugten Störungen definieren. Der Spektrumanalysator zeigt an, ob die Normen erfüllt werden.