專利名稱：一種三自由度電磁干擾自動(dòng)測(cè)試裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是電子產(chǎn)品測(cè)試領(lǐng)域，特別是涉及一種三自由度電磁干擾自動(dòng)測(cè)試裝置及方法。
背景技術(shù)：
EMC(電磁兼容，EleetroMagnetic capability)是指電子設(shè)備和系統(tǒng)在各種電磁環(huán)境中仍能夠協(xié)調(diào)、有效地進(jìn)行工作的能力。電磁干擾是對(duì)電子設(shè)備工作性能有害的電磁變化現(xiàn)象。電磁干擾不僅影響電子設(shè)備的正常工作，甚至造成電子設(shè)備中的某些元件損害。 因此對(duì)電子設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾要給予充分的重視。既要注意電子設(shè)備不受周圍電磁干擾而能正常工作，又要注意電子設(shè)備本身不對(duì)周圍其他設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，影響其他設(shè)備正常運(yùn)行。為了確保電子設(shè)備設(shè)計(jì)的正確性和可靠性，特別是現(xiàn)代軍工通信產(chǎn)品，電磁兼容問(wèn)題貫穿于產(chǎn)品研制的各個(gè)階段。隨著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，以及數(shù)字化、小型化、輕型化的要求和高頻率的需求，使得電磁干擾問(wèn)題越來(lái)越尖銳；為了確保其電磁兼容性，電磁干擾測(cè)試在產(chǎn)品研制的各個(gè)階段成為必要，它有助于診斷識(shí)別潛在的干擾問(wèn)題以及干擾量范圍.有助于測(cè)試各種補(bǔ)救方法的有效性。否則，在整機(jī)成形后，再解決電磁干擾引起的問(wèn)題就非常困難。這樣產(chǎn)品在完成制造后，送交電磁兼容認(rèn)證測(cè)試機(jī)構(gòu)進(jìn)行電磁兼容指標(biāo)測(cè)試時(shí)才有可能獲得認(rèn)可。電磁干擾測(cè)試是電磁兼容測(cè)試的測(cè)試項(xiàng)目之一，在該測(cè)試項(xiàng)目中，如果無(wú)法找到最主要的電磁干擾源，在次要干擾源上投入再大的精力做的再好也幾乎是無(wú)濟(jì)于事的。因而，電磁干擾源的定位問(wèn)題是多數(shù)電磁干擾測(cè)試中最耗費(fèi)精力和最難解決的問(wèn)題?，F(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)電磁干擾的測(cè)試基本局限于二維平面內(nèi)利用頻譜分析儀進(jìn)行測(cè)試，既不能反映被測(cè)對(duì)象的在三維空間中真實(shí)電磁兼容狀況，價(jià)格又十分昂貴。而便宜低端的頻譜分析儀達(dá)不到測(cè)試精度與要求。并且當(dāng)前的電磁干擾測(cè)試基本是手工測(cè)試，一方面頻繁的手動(dòng)操作降低了工作效率，另一方面使測(cè)試具有不確定性。此外，因?yàn)殡姶鸥蓴_的強(qiáng)度隨距離的增加衰減很快，所以在不同的空間接收到的電磁干擾是不同的，而現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法測(cè)試得知電磁干擾在三維空間中電磁干擾與距離的關(guān)系O

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠節(jié)省測(cè)試時(shí)間與費(fèi)用，提高測(cè)試準(zhǔn)確性的電磁干擾自動(dòng)測(cè)試裝置及方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的采用一種電磁干擾自動(dòng)測(cè)試裝置，包括三自由度平臺(tái)、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集與處理單元；三自由度平臺(tái)包括電磁干擾探測(cè)儀，電機(jī)控制單元和平臺(tái)支撐桿；數(shù)據(jù)采集與處理單元包括PCI-7344控制卡，PXI數(shù)據(jù)采集卡和6251數(shù)據(jù)采集卡；計(jì)算機(jī)包括LabVIEW軟件單元，頻譜分析單元和圖像顯示與存儲(chǔ)單元；電磁干擾探測(cè)儀通過(guò)PXI總線連接至PXI數(shù)據(jù)采集卡，然后通過(guò)PXI總線將數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)的頻譜分析單元進(jìn)行電磁干擾分析，將分析結(jié)果送入計(jì)算機(jī)圖像顯示單元，計(jì)算機(jī)通過(guò)PXI總線連接PCI-7344控制卡與6251數(shù)據(jù)采集卡，控制三自由度平臺(tái)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)和電磁干擾探測(cè)儀的空間位置，并將電磁干擾探測(cè)儀的測(cè)試結(jié)果與位置逐一對(duì)應(yīng)顯示到計(jì)算機(jī)中。三自由度電磁干擾自動(dòng)測(cè)試裝置的測(cè)試方法是首先建立三自由度支撐平臺(tái)，分為X、Y、Z三個(gè)運(yùn)動(dòng)方向，將電磁干擾測(cè)試儀固定于X軸支撐桿，三個(gè)電機(jī)控制單元分別控制平臺(tái)中Χ、Υ、Ζ三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，將PXI數(shù)據(jù)采集卡、PCI-7344控制卡與6251數(shù)據(jù)采集卡集成于數(shù)據(jù)采集與處理單元，并將PXI數(shù)據(jù)采集卡與電磁干擾探測(cè)儀相連，PCI-7344控制卡與電機(jī)控制單元相連，設(shè)定X、Y、Z軸的限位；測(cè)試開(kāi)始后，將受試設(shè)備通電預(yù)熱，初始化三自由度測(cè)試裝置，按照X、Y、Z軸的順序改變電磁干擾測(cè)試儀的位置，將電磁干擾測(cè)試儀的測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)PXI總線傳送至PXI數(shù)據(jù)采集卡，并將測(cè)試結(jié)果送入計(jì)算機(jī)的頻譜分析單元；同時(shí)，6251數(shù)據(jù)采集卡采集三個(gè)電機(jī)的位置信息并將信息送入計(jì)算機(jī)；利用LabVIEW軟件將PXI采集卡的頻譜信息與6251數(shù)據(jù)采集卡的位置信號(hào)一一對(duì)應(yīng)，將處理后的數(shù)據(jù)傳送至圖像顯示與保存單元，在界面中顯示電磁干擾頻譜并保存數(shù)據(jù)。所述PCI-7344控制卡與電機(jī)控制單元相連進(jìn)行控制的具體運(yùn)動(dòng)過(guò)程如下①首先對(duì)X軸電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，每2cm作為一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)；②當(dāng)X軸到達(dá)設(shè)定的限位后，驅(qū)動(dòng)Y軸電機(jī)，每2cm作為一個(gè)觀測(cè)位置，停止后驅(qū)動(dòng)X軸電機(jī)進(jìn)行反向移動(dòng)，同樣以2cm作為一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)；③當(dāng)Y軸到達(dá)設(shè)定的限位后，驅(qū)動(dòng)Z軸電機(jī)，每2cm作為一個(gè)觀測(cè)位置，停止后驅(qū)動(dòng)Y軸電機(jī)進(jìn)行反向移動(dòng)，同樣以2cm作為一個(gè)觀測(cè)位置,重復(fù)第②步的操作；④當(dāng)Z軸到達(dá)設(shè)定的限位后，測(cè)試結(jié)束，保存測(cè)試數(shù)據(jù)，各軸位置歸零。本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了對(duì)被測(cè)對(duì)象三維電磁干擾的測(cè)試并將測(cè)試值與干擾源位置一一對(duì)應(yīng)起來(lái)。利用LabVIEW軟件設(shè)計(jì)圖像顯示與保存單元，計(jì)算機(jī)控制PCI-7344控制卡、6251數(shù)據(jù)采集卡和PXI數(shù)據(jù)采集卡，將數(shù)據(jù)分析和處理單元的功能由計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)受試設(shè)備立體的電磁干擾測(cè)試，節(jié)省了測(cè)試時(shí)間與費(fèi)用，提高了測(cè)試準(zhǔn)確性。


圖I是三自由度平臺(tái)控制方法示意圖；圖2是三自由度電磁干擾自動(dòng)測(cè)試裝置示意圖；圖3是三自由度電磁干擾自動(dòng)測(cè)試流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述結(jié)合圖1，三自由度平臺(tái)電機(jī)控制單元由驅(qū)動(dòng)器、編碼器、電機(jī)、PCI-7344控制卡和6251數(shù)據(jù)采集卡構(gòu)成。該平臺(tái)運(yùn)動(dòng)分為以下步驟101、首先對(duì)X軸電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，每2cm作為一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)進(jìn)行測(cè)試；102、編碼器X實(shí)時(shí)將X軸的位置信息傳送至6251數(shù)據(jù)采集卡；
103、當(dāng)X軸到達(dá)設(shè)定的限位后，驅(qū)動(dòng)Y軸電機(jī)，每2cm作為一個(gè)步進(jìn)位置，停止后驅(qū)動(dòng)X軸電機(jī)進(jìn)行反向移動(dòng)，同樣以2cm作為一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)停止電磁進(jìn)行測(cè)試104、編碼器Y實(shí)時(shí)將Y軸的位置信息傳送至6251數(shù)據(jù)采集卡；105、當(dāng)Y軸到達(dá)設(shè)定的限位后，驅(qū)動(dòng)Z軸電機(jī)，每2cm作為一個(gè)步進(jìn)位置，停止后驅(qū)動(dòng)Y軸電機(jī)進(jìn)行反向移動(dòng)，Y軸同樣以2cm作為一個(gè)步進(jìn)位置,停止后重復(fù)101的操作；106、編碼器Z實(shí)時(shí)將Z軸的位置信息傳送至6251數(shù)據(jù)采集卡；107、當(dāng)Z軸到達(dá)設(shè)定的限位后，測(cè)試結(jié)束，保存測(cè)試數(shù)據(jù)，各軸位置歸零。結(jié)合圖2，三自由度電磁干擾測(cè)試裝置示意圖中201、1表示計(jì)算機(jī)，用來(lái)進(jìn)行控制軟件設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)處理和顯示；202,2為數(shù)據(jù)采集與處理單元，包括PCI-7344控制卡、6251數(shù)據(jù)采集卡、PXI數(shù)據(jù)采集卡，用于采集三個(gè)軸的位置信息與電磁干擾探測(cè)儀的電磁干擾信號(hào)，并對(duì)三個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制；203、3為X軸方向支撐桿，4為Y軸方向支撐桿，5為Z軸方向支撐桿，與此相對(duì)應(yīng)，6為X軸電機(jī)控制單元(包括驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)與編碼器)，8為Y軸控制單元，7為Z軸控制單元;204、9為電磁干擾探測(cè)儀，用于測(cè)試被測(cè)對(duì)象發(fā)出的電磁干擾信號(hào)；205,10為三自由度平臺(tái)底座，此平臺(tái)為絕緣體，將被測(cè)對(duì)象放于其上并固定位置；206、a為X軸位置信息控制線，b為Y軸位置信息控制線，c為Z軸位置信息控制線，負(fù)責(zé)三個(gè)方向電機(jī)控制單元和數(shù)據(jù)采集與處理單元的連接，d和e為PXI總線，負(fù)責(zé)將電磁干擾探測(cè)儀的信號(hào)傳輸至計(jì)算機(jī)。結(jié)合圖3，三自由度電磁干擾測(cè)試裝置測(cè)試步驟如下301、給被測(cè)對(duì)象通電預(yù)熱，人員及其他設(shè)備遠(yuǎn)離被測(cè)對(duì)象；302、初始化數(shù)據(jù)采集與處理單元，使三個(gè)軸位置歸零；303、首先對(duì)X軸電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，每2cm作為一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)進(jìn)行測(cè)試；304、X軸編碼器實(shí)時(shí)將X軸的位置信息傳送至6251數(shù)據(jù)采集卡，并判斷是否達(dá)到X軸限位，如果是，轉(zhuǎn)入306，如果否，轉(zhuǎn)入305 ；305、計(jì)算機(jī)通過(guò)PXI數(shù)據(jù)采集器采集電磁干擾信號(hào)，并利用頻譜分析單元將測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析；306,6251數(shù)據(jù)采集卡將電機(jī)位置信息通過(guò)PCI總線傳送至計(jì)算機(jī)中；307、將電磁干擾探測(cè)儀位置與頻譜分析結(jié)果傳送至圖像顯示與存儲(chǔ)單元，進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)，同時(shí)保存數(shù)據(jù)；308、當(dāng)X軸到達(dá)設(shè)定的限位后，驅(qū)動(dòng)Y軸電機(jī)，每2cm作為一個(gè)步進(jìn)位置；309,6251數(shù)據(jù)采集卡判斷是否達(dá)到Y(jié)軸限位，如果是，轉(zhuǎn)入306和308，將編碼器Y實(shí)時(shí)將Y軸的位置信息傳送至6251數(shù)據(jù)采集卡，如果否，轉(zhuǎn)入310 ；310、當(dāng)Y軸到達(dá)設(shè)定的限位后，驅(qū)動(dòng)Z軸電機(jī)，每2cm作為一個(gè)步進(jìn)位置，停止后驅(qū)動(dòng)Y軸電機(jī)進(jìn)行反向移動(dòng)，Y軸同樣以2cm作為一個(gè)步進(jìn)位置,停止后重復(fù)101的操作；311、當(dāng)Y軸到達(dá)設(shè)定的限位后，驅(qū)動(dòng)Z軸電機(jī)，每2cm作為一個(gè)步進(jìn)位置；312,6251數(shù)據(jù)采集卡判斷是否達(dá)到Z軸限位，如果是轉(zhuǎn)入306，并測(cè)試結(jié)束，保存測(cè)試數(shù)據(jù)，各軸位置歸零；
31 3、結(jié)束測(cè)試。
權(quán)利要求
1.ー種三自由度電磁干擾自動(dòng)測(cè)試裝置，其特征是包括三自由度平臺(tái)、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集與處理單元；三自由度平臺(tái)包括電磁干擾探測(cè)儀，電機(jī)控制単元和平臺(tái)支撐桿；數(shù)據(jù)采集與處理單元包括PCI-7344控制卡，PXI數(shù)據(jù)采集卡和6251數(shù)據(jù)采集卡；計(jì)算機(jī)包括LabVIEW軟件單元，頻譜分析単元和圖像顯示與存儲(chǔ)單元；電磁干擾探測(cè)儀通過(guò)PXI總線連接至PXI數(shù)據(jù)采集卡，然后通過(guò)PXI總線將數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)的頻譜分析単元進(jìn)行電磁干擾分析，將分析結(jié)果送入計(jì)算機(jī)圖像顯示単元，計(jì)算機(jī)通過(guò)PXI總線連接PCI-7344控制卡與6251數(shù)據(jù)采集卡，控制三自由度平臺(tái)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)和電磁干擾探測(cè)儀的空間位置，并將電磁干擾探測(cè)儀的測(cè)試結(jié)果與位置逐一對(duì)應(yīng)顯示到計(jì)算機(jī)中。
2.ー種采用權(quán)利要求I所述的三自由度電磁干擾自動(dòng)測(cè)試裝置的測(cè)試方法，其特征是首先建立三自由度支撐平臺(tái)，分為X、Y、Z三個(gè)運(yùn)動(dòng)方向，將電磁干擾測(cè)試儀固定于X軸支撐桿，三個(gè)電機(jī)控制單元分別控制平臺(tái)中X、Y、Z三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，將PXI數(shù)據(jù)采集卡、PCI-7344控制卡與6251數(shù)據(jù)采集卡集成于數(shù)據(jù)采集與處理單元，并將PXI數(shù)據(jù)采集卡與電磁干擾探測(cè)儀相連，PCI-7344控制卡與電機(jī)控制単元相連，設(shè)定X、Y、Z軸的限位；測(cè)試開(kāi)始后，將受試設(shè)備通電預(yù)熱，初始化三自由度測(cè)試裝置，按照X、Y、Z軸的順序改變電磁干擾測(cè)試儀的位置，將電磁干擾測(cè)試儀的測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)PXI總線傳送至PXI數(shù)據(jù)采集卡，并將測(cè)試結(jié)果送入計(jì)算機(jī)的頻譜分析単元；同吋，6251數(shù)據(jù)采集卡采集三個(gè)電機(jī)的位置信息并將信息送入計(jì)算機(jī)；利用LabVIEW軟件將PXI采集卡的頻譜信息與6251數(shù)據(jù)采集卡的位置信號(hào)一一對(duì)應(yīng)，將處理后的數(shù)據(jù)傳送至圖像顯示與保存単元，在界面中顯示電磁干擾頻譜并保存數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三自由度電磁干擾自動(dòng)測(cè)試方法，其特征是所述PCI-7344控制卡與電機(jī)控制単元相連進(jìn)行控制的具體運(yùn)動(dòng)過(guò)程如下 ①首先對(duì)X軸電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，每2cm作為ー個(gè)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)； ②當(dāng)X軸到達(dá)設(shè)定的限位后，驅(qū)動(dòng)Y軸電機(jī)，每2cm作為ー個(gè)觀測(cè)位置，停止后驅(qū)動(dòng)X軸電機(jī)進(jìn)行反向移動(dòng)，同樣以2cm作為ー個(gè)觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)； ③當(dāng)Y軸到達(dá)設(shè)定的限位后，驅(qū)動(dòng)Z軸電機(jī)，每2cm作為ー個(gè)觀測(cè)位置，停止后驅(qū)動(dòng)Y軸電機(jī)進(jìn)行反向移動(dòng)，同樣以2cm作為ー個(gè)觀測(cè)位置,重復(fù)第②步的操作； ④當(dāng)Z軸到達(dá)設(shè)定的限位后，測(cè)試結(jié)束，保存測(cè)試數(shù)據(jù)，各軸位置歸零。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種三自由度電磁干擾自動(dòng)測(cè)試裝置及方法。包括三自由度平臺(tái)、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集與處理單元。先建立三自由度支撐平臺(tái)，將電磁干擾測(cè)試儀固定于X軸支撐桿，并將PXI數(shù)據(jù)采集卡與電磁干擾探測(cè)儀相連，PCI-7344控制卡與PCI-7344控制卡與電機(jī)控制單元相連，設(shè)定X、Y、Z軸的限位。測(cè)試開(kāi)始后，將受試設(shè)備通電預(yù)熱，初始化三自由度測(cè)試裝置，按照X、Y、Z軸的順序改變電磁干擾測(cè)試儀的位置，將電磁干擾測(cè)試儀的測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)PXI總線傳送至PXI數(shù)據(jù)采集卡，并將測(cè)試結(jié)果送入計(jì)算機(jī)的頻譜分析單元。本發(fā)明利用LabVIEW軟件控制三個(gè)電機(jī)實(shí)現(xiàn)電磁干擾測(cè)試的自動(dòng)化，節(jié)省了測(cè)試時(shí)間與費(fèi)用，提高了測(cè)試準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G01R31/00GK102628899SQ20121007751
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者劉勝, 孫蓉, 張?zhí)m勇, 李冰, 白立飛 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)