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测量、控制和实验室用的电设备（EMS）检测

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发布时间：2025-06-07 13:08:35 更新时间：2025-06-10 00:17:30

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

测量、控制和实验室用的电设备（EMS）检测概述

测量、控制和实验室用的电设备（Elrical equipment for measurement, control, and laboratory use, 简称EMS设备）是现代科研、工业自动化、医疗诊断和环境监测等领域的核心基础。这类设备种类繁多，涵盖从万用表、示波器、信号发生器、电源、PLC控制器等基础仪器，到复杂的分析仪器（如色谱仪、光谱仪）和精密控制系统。它们对测量的准确性、控制的稳定性和实验结果的可靠性起着决定性作用。为确保这些设备在各种应用场景下能够安全、可靠、精准地运行，并满足日益严格的质量、安全和电磁兼容性要求，对其进行全面、规范的检测至关重要。这不仅关乎设备本身的性能和使用寿命，更直接关系到人员安全、实验数据的有效性、生产过程的稳定性乃至最终产品的质量。因此，建立和执行科学、严格的EMS设备检测流程，是保障相关领域健康发展的基础性工作。

主要检测项目

EMS设备的检测涵盖多个维度，主要包括以下几个方面：

电气安全性能检测： 这是最基础的检测要求，确保设备在正常使用和单一故障条件下不会对操作人员和环境造成电击、火灾等危险。具体项目通常包括：保护接地连续性测试、绝缘电阻测试、耐压（介电强度）测试、泄漏电流测试、温升测试、机械强度测试、防火阻燃材料检查、电气间隙和爬电距离测量等。
电磁兼容性（EMC）检测： 评估设备本身在预期的电磁环境中正常运行的能力（抗扰度），以及设备运行时产生的电磁发射是否干扰其他设备（发射）。主要项目包括：传导骚扰电压测试、辐射骚扰场强测试、谐波电流发射测试、电压波动与闪烁测试；静电放电抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、雷击浪涌抗扰度、射频场感应的传导骚扰抗扰度、工频磁场抗扰度、电压暂降和短时中断抗扰度等。
环境适应性检测： 评估设备对运输、存储和使用过程中可能遇到的物理环境条件的承受能力。常见项目有：低温工作/贮存试验、高温工作/贮存试验、恒定湿热/交变湿热试验、温度变化（温度循环）试验、振动试验、冲击试验、自由跌落试验、外壳防护等级（IP代码）测试等。
功能与性能检测： 验证设备是否满足其标称的技术规格和功能要求。这包括对测量精度、分辨力、稳定性、线性度、重复性、量程范围、控制精度、响应时间等关键性能参数的测试。

常用检测仪器

进行EMS设备检测需要依赖一系列精密的专业仪器：

电气安全测试仪： 综合测试仪，通常集成了接地电阻测试仪、绝缘电阻测试仪（兆欧表）、耐压测试仪（高压发生器）、泄漏电流测试仪等功能。
EMC测试设备：
- 发射测试： 接收机（频谱分析仪）、人工电源网络、线路阻抗稳定网络、EMI测试接收机、天线（双锥、对数周期、喇叭等）、天线塔、转台、屏蔽室/电波暗室。
- 抗扰度测试： 静电放电发生器、电快速瞬变脉冲群发生器、雷击浪涌发生器、射频功率放大器、场强探头、工频磁场发生器、电压暂降/中断模拟器等。
环境试验设备： 高低温（湿热）试验箱、温度冲击试验箱、振动试验台、冲击试验台、跌落试验台、IP防护等级测试设备（防尘箱、淋雨装置）等。
计量校准设备： 高精度数字万用表、标准信号源（电压、电流、温度、频率等）、功率分析仪、过程校验仪、示波器校准仪、直流/交流电阻箱、标准电容/电感器等。
功能性能测试设备： 高精度信号源、可编程电源、电子负载、逻辑分析仪、高速数据采集卡、标准被测件（如标准电阻、电容、电感）、传感器模拟器等。

检测方法

EMS设备的检测方法严格遵循国际、国家或行业标准的规定。主要方法包括：

电气安全测试方法： 依据标准规定的测试条件（如电压等级、测试时间、施加点）、程序（如逐步升压）和判定准则（如泄漏电流限值、绝缘电阻最小值）进行。
EMC测试方法： 在标准规定的测试布置（如设备摆放、线缆布局、接地方式）、测试环境（如开阔场、屏蔽室、电波暗室）下，按照规定的测试等级（如干扰信号的幅度、频率范围）和调制方式进行发射测量或抗扰度施加。抗扰度试验通常采用性能判据（如A类：功能正常；B类：功能暂时降低但自恢复；C类：功能丧失需人工干预；D类：硬件损坏）来评估设备的表现。
环境试验方法： 按照标准规定的温度/湿度曲线、振动谱/量级/方向、冲击波形/加速度/次数、跌落高度/角度/次数等参数，在试验设备中模拟相应环境应力，并在试验中和试验后检查设备的功能和外观。
功能性能测试方法： 通过输入标准信号或模拟实际工作条件，使用更高精度的仪器测量设备的输出或行为，计算其误差、不确定度等指标，并与技术规格书或相关标准的要求进行比对。

所有测试结果都需要详细记录，形成可追溯的测试报告。

核心检测标准

EMS设备的检测活动主要依据以下国际和国内标准体系：

基础安全标准：
- IEC 61010系列 (Safety requirements for elrical equipment for measurement, control, and laboratory use): 这是全球范围内最权威、应用最广泛的EMS设备安全标准。其各部分针对特定环境（如实验室、工业场所、医疗场所）和特定设备（如恒温器、绝缘监视器、过程控制设备、手持探头）有详细规定。
- GB 4793系列 (测量、控制和实验室用电气设备的安全要求)： 中国国家标准，等同采用IEC 61010系列。
EMC标准：
- IEC 61326系列 (Elrical equipment for measurement, control and laboratory use – EMC requirements): 专门针对EMS设备的EMC标准，分为多个部分规定不同测试环境和抗扰度等级的要求。
- GB/T 18268系列 (测量、控制和实验室用的电设备电磁兼容性要求)： 中国国家标准，等同采用IEC 61326系列。
- CISPR 11/EN 55011 (工科医设备射频骚扰), CISPR 16系列 (EMC测量设备和方法) 等通用基础标准也常被引用。
环境试验标准：
- IEC 60068系列 (Environmental testing)： 包含各种环境试验的标准方法。
- GB/T 2423系列 (电工电子产品环境试验)： 等同采用IEC 60068系列的中国标准。
性能标准： 针对具体类型的仪器（如示波器、万用表、电源），通常有专门的国际（IEC）、国家（GB）或行业标准（如JJG计量检定规程、行业技术规范）来规定其性能和计量要求。
法规性要求： 对于进入特定市场的产品（如欧盟CE认证、中国CCC认证），还需满足相应的指令/法规要求，这些指令/法规往往直接引用或基于上述基础安全标准和EMC标准。