第一篇:汽车电子电磁兼容测试标准必备 汽车电子EMC工程师必备手册
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汽车电子EMC测试,正在受到越来越多的关注。其中最重要的三个标准为,CISPR
25、ISO11452-
2、ISO11452-4。本文给出了测试设备、所起到的作用和推荐方案,是汽车电子工程师的必备速查手册。
一、CISPR25标准
CISPR25目前用的是2007年第三版标准,与2002年的旧版,还是有很大差别。
1、CISPR25传导骚扰测试设备
CISPR25传导骚扰测试方法分为两种。一种是电压方法:电压测量只能用于单一导线的传导发射特性,故常用于测量电源线的发射,采用人工电源网络做隔离物;另外一种是电流探头方法:测量控制/信号线的发射。
CISPR25传导骚扰测试设备
2、CISPR25辐射骚扰测试方法
1)电波暗室(ALSE)方法:辐射场强测量应在ALSE 内进行,以消除来自电气设备以及广播台站产生的额外电磁骚扰的影响。
2)TEM小室方法:辐射场强度的测量应该在屏蔽室中进行,以消除来自电气设备和广播站的附加干扰。TEM 小室的工作如同屏蔽室一样。
3)带状线法方法:带状线是开方式的波导,由一个接地平板和一个主导电体(隔板)构成,有特征阻抗。一般采用的特征阻抗值是50Ω和90Ω。
目前关于零部件/模块的辐射骚扰测量的常见方法主要是:ALSE方法、TEM小室方法、带状线法。但目前由于TEM小室受电磁环境及场地限制较多,带状线法则还处于研究和实践中。所以基本上都是用ALSE方法来进行汽车电子的辐射骚扰测量。
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CISPR25辐射骚扰测试设备
二、ISO11452-2标准
ISO11452介绍的是用各种不同的测试方法来对车载电子进行抗骚扰类的测试。所以我们将对最常用的两种测试方法进行介绍。分别是电波暗室法(ISO11452-2)和大电流注入法(ISO11452-4)。
辐射抗干扰测试方法:
校准法:使用校准夹具标定的标准电流值,系统记录下发射功率后,再将样品摆放上去开始试验,测试过程中的注入功率不变,但产生的电流可能出现变化。
闭环法:无需校准,直接测试,系统根据监测钳的数据实时改变输出功率,尽量使电流稳定在测试要求的数值。
注:这两种方法产生的结果很可能有较大差别。其效果和产品自身的阻抗特性有关。其中闭环法不常见,而基本都是用校准法进行测试。广州广电计量检测股份有限公司http://www.xiexiebang.com/
ISO11452-2测试设备
三、ISO11452-4 Part 4:大电流注入法,Bulk currentinjection(BCI)
道路车辆-用窄带发射的电磁能量进行电子干扰。部件试验方法-第4部分,该测试目的是检验设备对【1MHz– 400MHz】频带电磁场的抗干扰性能。
ISO11452-4测试设备
第二篇:汽车电子电磁兼容(EMC)整改与设计高级研修班
汽车电子电磁兼容(EMC)整改与设计高级研修班
开课信息: 开课日期(天数)2006/4/25-26
上课地区 广东-深圳市
课程编号:KC1537 费用 2500
更多: 无
招生对象
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从事汽车电子以及整车硬件开发部门主管、EMC工程师、硬件开发工程师、PCB 工程师、测试工程师、品管工程师,系统工程师,可靠性工程师。
【主办单位】中 国 电 子 标 准 协 会 培 训 中 心 w w w.W a y s.O r g.C n 【协办单位】深 圳 市 威 硕 企 业 管 理 咨 询 有 限 公 司 课程内容
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培训背景
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大多汽车电子产品生产厂家,由于前期设计只关注产品功能,没有考虑电磁兼容要求,往往在电磁兼容测试过程中会遇到太多的EMC问题,如CISPR25测试超标,IS07637测试不过,BCI项目满足不了要求,自由场测试系统指标下降等典型EMC问题!由于缺少相关的汽车电子电磁兼容设计与整改经验,工程师在遇到上述问题时往往不能很快解决,浪费了企业大量的时间、人力以及测试费用!
依靠多年的电磁兼容设计、整改、咨询、认证、培训经历,特别具有多次解决满足通用、福特、大众、奇瑞、奔驰等国内外著名整车厂家标准的汽车电子解决经验。为了帮助广大的汽车电子工程师掌握如何解决汽车电子电磁兼容问题,以及在设计过程中提前考虑电磁兼容特性,特举办汽车电子电磁兼容的整改与设计培训,与客户分享多年来的电磁兼容解决思路、定位方法,设计理念。
课程特色
针对实战:培训针对汽车电子常见的电磁兼容测试项目如何对策与整改,以及研发人员在前期原理图设计、PCB设计过程中的EMC对策思路与设计手段方法,课程与工程师实际研发、测试、验证设计工作紧密联系;
案例教学:整个教学过程,结合已经成功解决的汽车电子EMI以及EMS项目案例进行讲解,以便让学员在短时间了解决汽车电子电磁兼容问题关键所在,同时涉及产品开发原理图设计、PCB设计、接地设计方面实际产品的电磁兼容设计案例;
经验传授:培训过程中所有的关键技术、设计方法、设计思路均来自实际汽车电子产品的电磁兼容设计、整改成功经验,并经受了相关整车厂家的验证和相关国际国内检验机构的检测;
互动交流:加强整个授课环节的互动沟通与交流,参加学习人员在自己工作实践当中碰到的困惑与难题都可以在培训课上得到老师的指点与解答,同时培训课间以及课后都留有时
培训收益
通过参与培训,培训学员可以在短时间掌握汽车电子的基础标准要求以及各大车厂的标准要求,可以掌握汽车电子在电磁兼容测试过程中遇到问题的解决思路,方法,同时学会在产品的原理图滤波设计、PCB EMC设计技巧等,能够指导后续产品研发过程中各个阶段(如原理图阶段、PCB设计阶段)进行实施。课程大纲
(一)汽车电子测试项目: 辐射发射测试 传导发射测试 静电ESD测试 带状线干扰测试 大电流注入测试 ISO7637干扰测试 自由场干扰测试 本专题讲解涉及以下
讲解过程结合产品说明汽车电子产品EMC测试时布置要点(二)汽车电子行业的标准要求: 汽车电磁兼容标准简介 福特公司汽车电子要求 大众公司汽车电子要求 奇瑞公司汽车电子要求 本专题讲解涉及以下
结合汽车电子产品说明电磁兼容要求
结合具体汽车电子行业厂家的具体EMC要求以及不同(三)汽车电子RE问题定位与整改 辐射发射原理 RE整改前准备 问题定位过程 电缆处理对策
结构屏蔽对策 时钟电源对策 PCB设计对策
本专题讲解涉及以下案例
车载GPS显示系统辐射定位过程(福特标准)、倒车雷达产品辐射超标(满足不了大众标准)整改案例、车载DVD系统辐射(CISPR25)整改对策(四)汽车电子CE问题定位与整改 传导测试过程简介 传导测试干扰分析 传导常见对策介绍 传导干扰案例介绍 本专题讲解涉及以下案例
车载GPS产品传导发射整改案例(大众标准)倒车后视传导整改案例讲解(福特标准)(五)汽车电子自由场问题定位与整改 测试过程简介 测试判据介绍 常见对策介绍 自由场案例介绍
讲解自由场问题的分析与定位过程
车载GPS产品在做自由场测试啸叫问题解决案例(六)汽车电子7637瞬态干扰的定位与整改 测试过程介绍 脉冲干扰分析 测试判据介绍 常用解决对策 常用器件介绍
讲解ISO7637各种干扰波形的来源与干扰特性分析 分析解决各种情况干扰的思路以及器件
7637问题的解决思路(七)汽车电子BCI问题定位与整改 测试过程介绍 干扰测试判据 常见解决对策 BCI解决案例 本专题讲解涉及以下
分析汽车电子产品大电流问题的特点与解决思路 车载CD系统BCI大电流测试出现“啸叫”问题解决(八)汽车电子原理图设计要点 时钟电路EMC设计 电源电路EMC设计 接口电路EMC设计 其他电路EMC设计 典型接口电路EMC设计举例 本专题讲解涉及以下
汽车电子12V(24V)接口滤波设计要点、汽车电子内部互接口滤波设计要点、汽车电子对外音视频接口滤波设计要点(九)汽车电子PCB设计要点 基础知识 PCB分层设计 PCB布局设计 PCB布线设计 PCB设计辐射案例 本专题讲解涉及以下
分析汽车电子时钟电路的布线要点、汽车电子接口设计的要点、汽车电子产品的模拟地以及数字地的设计要点
(十)问题解答与现场分析汽车电子EMC问题 课间休息问题解答
客户自带PCB、原理图、产品实物EMC问题与隐患分析
第三篇:汽车电子工作总结
2010-1011第一学期工作总结
转眼之间,一个学期已悄然结束。回顾这半年的工作还是很顺利的,但是我知道顺利并不代表就是完满的。作为一名老师,需要对自身进行不断的审察与总结,以促进自我的不断发展与成熟。因此在这里,我将自己半年里工作总结如下:
作为教师,首要任务是上好每一节课,而上好每一节课的前提是做好充分的准备,也就是备课要充分。本学期我担任的是电子工程系10级的《汽车电子基础》这门课程,相对以前的工作压力大了很多。因为这门课程是这学期刚刚改革的,在课时和内容上有了变动,由以前的每周6课时变成10课时。虽说以前带过的课程,但是面对新的调整,要保质保量的完成教学任务,上课、讲课的方式都要跟随着变化,自己还是感到了沉沉的担子压下来了。为了在上课的时候做到游刃有余,我总是跟教研室老师讨论,或在网上找相关的资料。最后每天晚上仔细分析教材,那些内容该讲、那些略讲、那些不讲,把握住了知识的要点,这样课堂知识量就不会感觉很零散了、很多了。
备课是一方面,上课也要有一定技巧,讲课不是单一讲课。电子课原本就是一门抽象的课程,原理性知识很多,并且很多跟汽车联系不起来,这就给上课带来很大麻烦。学生在学习时候常常会因为难理解,并且又觉得与自己汽车专业没有太多联系,出现厌学的情绪。作为老师,必须考虑到这点。课堂上,我在把内容讲解清楚的基础上,不断跟学生互动,了解他们接受新知识的能力,并尽可能把知识面扩大,举些实际例子。只要能够跟实际联系起来,枯燥的学习就会变得
有意思,极大地提高学生学习的兴趣。再者讲课时应该带着感情进课堂,自己要真正进入角色,以情动人,这样才能使课堂气氛活泼,引起学生强烈共鸣,让学生主动参与学习,使他们的潜能充分发挥。
课后也是很重要的一个环节,布置作业、并及时批改作业,以便及时了解学生掌握知识的情况。学习是有连贯性,一旦某个知识点出现问题,而没有及时解决,下个问题他们会担心自己仍然不懂。长此以往,学生会出现自暴自弃的现象,对后面的学习也就不抱希望,疙瘩越来越大,量变达到质变,最后就是放弃这门课的学习。跟学生多沟通,及时掌握学习情况。如果有些知识点大多数人都没有掌握,我会在课堂上把问题提出来,再次讲解;如果只是极少数有问题,我会抽晚自习时候去班里转转,解答学生存在的疑难问题。
学习是有循序渐进的,每个环节都是很重要的,在上课的同时必须一起抓,认真备课、上课、及时批改作业、讲评作业,做好课后辅导工作,一个环节也不能松懈。
本学期即将结束,整个教学过程很顺利,但是我深知自身还有很多不足。对学生的接受新知识的能力估计不到位,讲课方式不能多样化,知识面局限性等等。为了以后不断的提高,我将自己本学期的工作心得做以总结。在今后的日子里,继续在发现中改进,在改进中进步,在进步中完善。不断的揭示自己的弱点,不断超越自我。因为惟有自知,才能超越;惟有超越才能新生;惟有告别昨天,才能走向明天!
第四篇:汽车电子教案
汽车电子基础
一、电路的基本组成
1.什么是电路
电路是由各种元器件(或电工设备)按一定方式联接起来的总体,为电流的流通提供了路径。
图1-1 简单的直流电路
2.电路的基本组成
电路的基本组成包括以下四个部分:
(1)电源(供能元件):为电路提供电能的设备和器件(如电池、发电机等)。
(2)负载(耗能元件):使用(消耗)电能的设备和器件(如灯泡等用电器)。
(3)控制器件:控制电路工作状态的器件或设备(如开关等)。
(4)联接导线:将电器设备和元器件按一定方式联接起来(如各种铜、铝电缆线等)。
3.电路的状态
(1)通路(闭路):电源与负载接通,电路中有电流通过,电气设备或元器件获得一定的电压和电功率,进行能量转换。
(2)开路(断路):电路中没有电流通过,又称为空载状态。
(3)短路(捷路):电源两端的导线直接相连接,输出电流过大对电源来说属于严重过载,如没有保护措施,电源或电器会被烧毁或发生火灾,所以通常要在电路或电气设备中安装熔断器、保险丝等保险装置,以避免发生短路时出现不良后果。
二、电路模型(电路图)由理想元件构成的电路叫做实际电路的电路模型,也叫做实际电路的电路原理图,简称为电路图。例如,图1-2所示的手电筒电路。
理想元件:电路是由电特性相当复杂的元器件组成的,为了便于使用数学方法对电路进行分析,可将电路实体中的各种电器设备和元器件用一些能够表征它们主要电磁特性的理想元件(模型)来代替,而对它的实际上的结构、材料、形状等非电磁特性不予考虑。
理想元件的电气符号如下:
表1-1常用理想元件及符号
图1-2 手电筒的电路原理图
第二节 电流和电压
一、电流的基本概念
电流的形成:
电路中电荷沿着导体的定向运动形成电流,其方向规定为正电荷流动的方向(或负电荷流动的反方向),电流的大小:
其大小等于在单位时间内通过导体横截面的电量,称为电流强度(简称电流),用符号I或 i(t)表示,讨论一般电流时可用符号i。
设在 t = t2-t1时间内,通过导体横截面的电荷量为 q = q2-q1,则在 t时间内的电流强度可用数学公式表示为
q i(t)t式中,t为很小的时间间隔,时间的国际单位制为秒(s),电量 q的国际单位制为库仑(C)。电流i(t)的国际单位制为安培(A)。
电流的单位:
常用的电流单位还有毫安mA、微安 A、千安kA等,它们与安培的换算关系为 mA = 10-3A;
A = 10-6 A;
kA = 103 A
电流的测量:
测量时应注意以下几点:
1、对交、直流电流应分别使用交流电流表、直流电流表(万用表交流档、直流档)。
2、电流表应串联到被测电路中。
3、万用表的表壳接线端上标明的“+”“-”记号,应和电路的极性保持一致,不能接错,否则指针要反偏,既影响正常的测量,也容易顺坏万用表。
4、每个万用表的电流档都有一定的测量范围,称为电流表的量程。一般被测电流的数值在电流表的量程的一半以上,读书较为准确。因此在测量之前应先估计被测电流大小,一边选择适当的量程。若无法估计,可用电流表的最大量程档测量,当指针偏转不到1、3刻度时,再改用较小档去测量,知道测得正确数值为止。
二、直流电流
如果电流的大小及方向都不随时间变化,即在单位时间内通过导体横截面的电量相等,则称之为稳恒电流或恒定电流,简称为直流(Direct Current),记为DC或dc,直流电流要用大写字母I表示。
qQI常数
tt
直流电流I与时间t的关系在I-t坐标系中为一条与时间轴平行的直线。
三、交流电流
如果电流的大小及方向均随时间变化,则称为变动电流。对电路分析来说,一种最为重要的变动电流是正弦交流电流,其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化,将之简称为交流(Alternating current),记为AC或ac,交流电流的瞬时值要用小写字母i或i(t)表示。
四、电压
1.电压的基本概念
电压是指电路中两点A、B之间的电位差(简称为电压),其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所作的功,电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。
电压的国际单位制为伏特(V),常用的单位还有毫伏(mV)、微伏(V)、千伏(kV)等,它们与伏特的换算关系为 mV = 103 V;
V = 106 V;kV = 103 V 2.直流电压与交流电压
如果电压的大小及方向都不随时间变化,则称之为稳恒电压或恒定电压,简称为直流电压,用大写字母U表示。
如果电压的大小及方向随时间变化,则称为变动电压。对电路分析来说,一种最为重要的变动电压是正弦交流电压(简称交流电压),其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化。交流电压的瞬时值要用小写字母u或u(t)表示。
电压的测量:
第三节 电 阻
一、电阻元件
电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件,例如灯泡、电热炉等电器。
l电阻定律:
R
S ——制成电阻的材料电阻率,国际单位制为欧姆 · 米( · m); l ——绕制成电阻的导线长度,国际单位制为米(m);
S ——绕制成电阻的导线横截面积,国际单位制为平方米(m2); R ——电阻值,国际单位制为欧姆()。
经常用的电阻单位还有千欧(k)、兆欧(M),它们与 的换算关系为 k = 103 ;
M = 106
二、电阻与温度的关系
电阻元件的电阻值大小一般与温度有关,衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数,其定义为温度每升高1C时电阻值发生变化的百分数。
如果设任一电阻元件在温度t1时的电阻值为R1,当温度升高到t2时电阻值为R2,则该电阻在t1 ~ t2温度范围内的(平均)温度系数为
R2R1
R1(t2t1)如果R2 > R1,则 > 0,将R称为正温度系数电阻,即电阻值随着温度的升高而增大;如果R2 < R1,则 < 0,将R称为负温度系数电阻,即电阻值随着温度的升高而减小。显然 的绝对值越大,表明电阻受温度的影响也越大。
R2 = R1[1 (t2-t1)]
第四节 部分电路欧姆定律
一、欧姆定律
电阻元件的伏安关系服从欧姆定律,即
U = RI 或
I = U/R = GU
其中G = 1/R,电阻R的倒数G叫做电导,其国际单位制
图1-4 线性电阻的伏安特性曲线 为西门子(S)。
二、线性电阻与非线性电阻
电阻值R与通过它的电流I和两端电压U无关(即 R = 常数)的电阻元件叫做线性电阻,其伏安特性曲线在 I-U平面坐标系中为一条通过原点的直线。
电阻值R与通过它的电流I和两端电压U有关(即R 常数)的电阻元件叫做非线性电阻,其伏安特性曲线在I-U平面坐标系中为一条通过原点的曲线。
通常所说的“电阻”,如不作特殊说明,均指线性电阻。
第五节 电能和电功率
一、电功率
电功率(简称功率)所表示的物理意义是电路元件或设备在单位时间内吸收或发出的电能。两端电压为U、通过电流为I的任意二端元件(可推广到一般二端网络)的功率大小为
P = UI
功率的国际单位制单位为瓦特(W),常用的单位还有毫瓦(mW)、千瓦(kW),它们与W的换算关系是 mW = 103 W;kW = 103 W 吸收或发出:一个电路最终的目的是电源将一定的电功率传送给负载,负载将电能转换成工作所需要的一定形式的能量。即电路中存在发出功率的器件(供能元件)和吸收功率的器件(耗能元件)。
习惯上,通常把耗能元件吸收的功率写成正数,把供能元件发出的功率写成负数,而储能元件(如理想电容、电感元件)既不吸收功率也不发出功率,即其功率P = 0。
通常所说的功率P又叫做有功功率或平均功率。
二、电能
电能是指在一定的时间内电路元件或设备吸收或发出的电能量,用符号W表示,其国际单位制为焦尔(J),电能的计算公式为
W = P · t = UIt 通常电能用千瓦小时(kW · h)来表示大小,也叫做度(电):
1度(电)= 1 kW · h = 3.6 106 J。
即功率为1000 W的供能或耗能元件,在1小时的时间内所发出或消耗的电能量为1度。
【例1-1】有一功率为60 W的电灯,每天使用它照明的时
间为4小时,如果平均每月按30天计算,那么每月消耗的电能
为多少度?合为多少J?
解:该电灯平均每月工作时间t = 4 30 = 120 h,则
W = P · t = 60 120 = 7200 W · h = 7.2 kW · h
6即每月消耗的电能为7.2度,约合为3.6 10 7.2 2.6 107 J。
三、电气设备的额定值
为了保证电气设备和电路元件能够长期安全地正常工作,规定了额定电压、额定电流、额定功率等铭牌数据。
额定电压——电气设备或元器件在正常工作条件下允许施加的最大电压。额定电流——电气设备或元器件在正常工作条件下允许通过的最大电流。
额定功率——在额定电压和额定电流下消耗的功率,即允许消耗的最大功率。额定工作状态——电气设备或元器件在额定功率下的工作状态,也称满载状态。轻载状态——电气设备或元器件在低于额定功率的工作状态,轻载时电气设备不能得到充分利用或根本无法正常工作。
过载(超载)状态——电气设备或元器件在高于额定功率的工作状态,过载时电气设备很容易被烧坏或造成严重事故。
轻载和过载都是不正常的工作状态,一般是不允许出现的。
四、焦尔定律
电流通过导体时产生的热量(焦尔热)为
Q = I2Rt I ——通过导体的直流电流或交流电流的有效值,单位为A。R ——导体的电阻值,单位为 。
T ——通过导体电流持续的时间,单位为s。Q ——焦耳热单位为J
第二章
第三节 电阻的串联
一、电阻串联电路的特点
图2-7 电阻的串联
设总电压为U、电流为I、总功率为P。
1.等效电阻:
R =R1 R2 „ Rn 2.分压关系:
3.功率分配:
UU1U2UnI R1R2RnRPP1PP2nI2 R1R2RnR
特例:两只电阻R1、R2串联时,等效电阻R = R1 R2 , 则有分压公式
R1R2U1U,U2U
R1R2R1R
2二、应用举例
解:将电灯(设电阻为R1)与一只分压电阻R2串联后,接入
【例2-3】有一盏额定电压为U1 = 40 V、额定电流为I = 5 A的电灯,应该怎样把它接入电压U = 220 V照明电路中。
U = 220 V电源上,如图2-8所示。
解法一:分压电阻R2上的电压为
U2 =U-U1 = 220 40 = 180 V,且U2 = R2I,则
U180R2236
I5R1UU,且R118,可得 解法二:利用两只电阻串联的分压公式U1R1R2IUU1R2R136
U1即将电灯与一只36 分压电阻串联后,接入U = 220V电源上即可。
【例2-4】有一只电流表,内阻Rg = 1 k,满偏电流
为Ig = 100 A,要把它改成量程为Un = 3 V的电压表,应
该串联一只多大的分压电阻R?
解:如图2-9所示。
该电流表的电压量程为Ug = RgIg = 0.1 V,与分压电阻R串联后的总电压Un = 3 V,即将电压量程扩大到n = Un/Ug = 30倍。
利用两只电阻串联的分压公式,可得图2-9 例题2-4 RgUgUn,则
RgR
URgn1Rg(n1)Rg29k
UgUg
上例表明,将一只量程为Ug、内阻为Rg的表头扩大到量程为Un,所需要的分压电阻为R =(n 1)Rg,其中n =(Un/Ug)称为电压扩大倍数。
RUnUg第四节 电阻的并联
一、电阻并联电路的特点
设总电流为I、电压为U、总功率为P。
1.等效电导:
G = G1 G2 „ Gn
即
2.分流关系:
R1I1 = R2I2 = „ = RnIn = RI = U 3.功率分配:
R1P1 = R2P2 = „ = RnPn = RP = U2 特例:两只电阻R1、R2并联时,等效电阻
RR1R2,则有分流公式
R1R21111 RR1R2RnI1R2I,I2I
R1R2R1R2R1
图2-10 电阻的并联
二、应用举例
【例2-5】如图2-11所示,电源供电电压U = 220 V,每根输电导线的电阻均为R1 = 1 ,电路中一共并联100盏额定电压220 V、功率40 W的电灯。假设电灯在工作(发光)时电阻值为常数。试求:(1)当只有10盏电灯工作时,每盏电灯的电压UL和功率PL;(2)当100盏电灯全部工作时,每盏电灯的电压UL和功率PL。
解:每盏电灯的电阻为R = U2/P = 1210 ,n盏电灯并联后的等效电阻为Rn = R/n 根据分压公式,可得每盏电灯的电压
RnULU,2R1Rn2UL功率
PL
R(1)当只有10盏电灯工作时,即n = 10,图2-11 例题2-5
则Rn = R/n = 121 ,因此
2RnULULU216V,PL39W
2R1RnR(2)当100盏电灯全部工作时,即n = 100,则Rn = R/n = 12.1 ,2RnULULU189V,PL29W
2R1RnR
【例2-6】 有一只微安表,满偏电流为Ig = 100 A、内阻Rg = 1 k,要改装成量程为In = 100 mA的电流表,试求所需分流电阻R。
解:如图2-12所示,设 n =In/Ig(称为电流量程扩
R大倍数),根据分流公式可得IgIn,则
RgRn1本题中n = In/Ig = 1000,RRg
图2-12 例题2-6
Rg1k1。
n110001上例表明,将一只量程为Ig、内阻为Rg的表头扩大到量程为In,所需要的分流电阻为R =Rg
R/(n 1),其中n =(In/Ig)称为电流扩大倍数。
第六节 万用电表的基本原理
一、万用表的基本功能
万用电表又叫做复用电表,通常称为万用表。它是一种可以测量多种电量的多量程便携式仪表,由于它具有测量的种类多,量程范围宽,价格低以及使用和携带方便等优点,因此广泛应用于电气维修和测试中。
一般的万用表可以测量直流电压、直流电流、电阻、交流电压等,有的万用表还可以测量音频电平、交流电流、电容、电感以及晶体管的 值等。
二、万用表的基本原理
万用表的基本原理是建立在欧姆定律和电阻串联分压、并联分流等规律基础之上的。万用表的表头是进行各种测量的公用部分。表头内部有一个可动的线圈(叫做动圈),它的电阻Rg称为表头的内阻。动圈处于永久磁铁的磁场中,当动圈通有电流之后会受到磁场力的作用而发生偏转。固定在动圈上的指针随着动圈一起偏转的角度,与动圈中的电流成正比。当指针指示到表盘刻度的满标度时,动圈中所通过的电流称为满偏电流Ig。Rg与Ig是表头的两个主要参数。
1.直流电压的测量
将表头串联一只分压电阻R,即构成一个简单的直流电压表,如图2-16所示。测量时将电压表并联在被测电压Ux的两端,通过表头的电流与被测电压Ux成正比
UxI
RRg在万用表中,用转换开关分别将不同数值的分压电 阻与表头串联,即可得到几个不同的电压量程。图2-16 简单的直流电压表
【例2-9】如图2-17所示某万用表的直流电压表部分电
路,五个电压量程分别是U1 = 2.5 V,U2 = 10 V,U3 = 50 V,U4 = 250 V,U5 = 500 V,已知表头参数Rg = 3 k,Ig = 50 A。
试求电路中各分压电阻R1、R2、R3、R4、R5。
解:利用电压表扩大量程公式R =(n 1)Rg,其中n =(Un/Ug),Ug = RgIg = 0.15 V。(1)求R1:
n1=(U1/Ug)= 16.67,R1 =(n 1)Rg = 47 k
(2)求R2:把Rg2 = Rg R1 = 50 k 视为表头内阻,n2 =(U2/U1)= 4,则
R2 =(n 1)Rg2 = 150 k
(3)求R3:把Rg3 = Rg R1 R2 = 200 k 视为表头内阻,n3 =(U3/U2)= 5,则
R3 =(n 1)Rg3 = 800 k
(4)求R4:把Rg4 = Rg R1 R2 R3 = 1000 k 视为表头内阻,n4 =(U4/U3)= 5,则
R4 =(n 1)Rg4 = 4000 k = 4 M
(5)求R5:把Rg5 = Rg R1 R2 R3 R4 = 5 M 视为表头内阻,n5 =(U5/U4)= 2,则
R5 =(n 1)Rg5 = 5 M 图2-17 例题2-9 2.直流电流的测量
将表头并联一只分流电阻R,即构成一个最简单的直流电流表,如图2-18所示。设被测电流为Ix,则通过表头的电流与被测电流Ix成正比,即
IGRIx RgR
图2-18 简单的直流电流
图2-19 多量程的直流电流表
分流电阻R由电流表的量程IL和表头参数确定
RIgILIgRg
实际万用表是利用转换开关将电流表制成多量程的,如图2-19所示。
3.电阻的测量
万用表测量电阻(即欧姆表)的电路如图2-20所示。
可变电阻R叫做调零电阻,当红、黑表笔相接时(相当于被测电阻Rx = 0),调节R的阻值使指针指到表头的满刻度,即
EIg
RgrR万用表电阻档的零点在表头的满度位置上。而电阻无穷大时(即红、黑表笔间开路)指针在表头的零度位置上。
当红、黑表笔间接被测电阻Rx时,通过表头的电流为
IE
RgrRRx可见表头读数I与被测电阻Rx是一一对应的,并且成反比关系,因此欧姆表刻度不是线性的。
三、万用表的使用
1.正确使用转换开关和表笔插孔
万用表有红与黑两只表笔(测棒),表笔可插入万用表的“”、“”两个插孔里,注意一定要严格将红表笔插入“”极性孔里,黑表笔插入“”极性孔里。测量直流电流、电压等物理量时,必须注意正负极性。根据测量对象,将转换开关旋至所需位置,在被测量大小不详时,应先选用量程较大的高档试测,如不合适再逐步改用较低的档位,以表头指针移动到满刻度的三分之二位置附近为宜。
2.正确读数
万用表有数条供测量不同物理量的标尺,读数前一定要根据被测量的种类、性质和所用量程认清所对应的读数标尺。
3.正确测量电阻值
在使用万用表的欧姆档测量电阻之前,应首先把红、黑表笔短接,调节指针到欧姆标尺的零位上,并要正确选择电阻倍率档。测量某电阻Rx时,一定要使被测电阻不与其它电路有任何接触,也不要用手接触表笔的导电部分,以免影响测量结果。当利用欧姆表内部电池作为测试电源时(例如判断二极管或三极管的管脚),要注意到:黑表笔接的是电源正极,红表笔接的是电源负极。
4.测量高电压时的注意事项
在测量高电压时务必要注意人身安全,应先将黑表笔固定接在被测电路的地电位上,然后再用红表笔去接触被测点处,操作者一定要站在绝缘良好的地方,并且应用单手操作,以防触电。在测量较高电压或较大电流时,不能在测量时带电转动转换开关旋钮改变量程或档位。
5.万用表的维护
万用表应水平放置使用,要防止受震动、受潮热,使用前首先看指针是否指在机械零位上,如果不在,应调至零位。每次测量完毕,要将转换开关置于空档或最高电压档上。在测量电阻时,如果将两只表笔短接后指针仍调整不到欧姆标尺的零位,则说明应更换万用表内部的电池;长期不用万用表时,应将电池取出,以防止电池受腐蚀而影响表内其它元件。
第七节 电阻的测量
一、电阻的测量方法
电阻的测量在电工测量技术中占有十分重要的地位,工程中所测量的电阻值,一般是在106 ~ 1012 的范围内。为减小测量误差,选用适当的测量电阻方法,通常是将电阻按其阻值的大小分成三类,即小电阻(1 以下)、中等电阻(1 ~ 0.1 M)和大电阻(0.1 M 以上)。测量电阻的方法很多,常用的方法分类如下:
1.按获取测量结果方式分类
(1)直接测阻法 采用直读式仪表测量电阻,仪表的标尺是以电阻的单位(、k 或M)刻度的,根据仪表指针在标尺上的指示位置,可以直接读取测量结果。例如用万用表的 档或M 表等测量电阻,就是直接测阻法。
(2)比较测阻法 采用比较仪器将被测电阻与标准电阻器进行比较,在比较仪器中接有检流计,当检流计指零时,可以根据已知的标准电阻值,获取被测电阻的阻值。
(3)间接测阻法 通过测量与电阻有关的电量,然后根据相关公式计算,求出被测电阻的阻值。例如得到广泛应用的、最简单的间接测阻法是电流、电压表法测量电阻(即伏安法)。它是用电流表测出通过被测电阻中的电流、用电压表测出被测电阻两端的电压,然后根据欧姆定律即可计算出被测电阻的阻值。
2.按被测电阻的阻值的大小分类
(1)小电阻的测量 是指测量1 以下的电阻。测量小电阻时,一般是选用毫欧表。要求测量精度比较高时,则可选用双臂电桥法测量。
(2)中等电阻的测量 是指测量阻值在1 ~ 0.1 M 之间的电阻。对中等电阻测量的最为方便的方法是用欧姆表进行测量,它可以直接读数,但这种方法的测量误差较大。中等电阻的测量也可以选用伏、安表测阻法,它能测出工作状态下的电阻值。其测量误差比较大。若需精密测量可选用单臂电桥法。
(3)大电阻的测量 是指测量阻值在0.1 M 以上的电阻。在测量大电阻时可选用兆欧表法,可以直接读数,但测量误差也较大。
二、伏安法测电阻
图2-21(a)是电流表外接的伏安法,这种测量方法的特点是电流表读数I包含被测电阻R中的电流I与电压表中的电流IV,所以电压表读数U与电流表读数I的比值应是被测电阻R与电压表内阻RV并联后的等效电阻,即(R//RV)= U/I,所以被测电阻值为
RU UIRV如果不知道电压表内阻RV的准U确值,令R,则该种测量方法适I用于R << RV情
况,即适用于测量阻值较小的电阻。
图2-21(b)是电流表内接的伏安法,这种测量方法的特点是电压表读数U包含被测电阻R端电压U与电流
图2-21 伏安法测电阻
表端电压UA,所以电压表读数U与电流表读数I的比值应是被测电阻R与电流表内阻RA之和,即R RA = U/I,所以被测电阻值为
U
RRA
IU如果不知道电流表内阻的准确值,令R,则该种测量方法适用于R >> RA的情
I况,即适用于测量阻值较大的电阻。
第五篇:汽车电子标识标准及进展
汽车电子标识标准及进展
背景
大家知道超高频RFID技术具有信息量大,识读速度快,识读距离远等优点,可不停车识读车辆号牌号码、车辆类型、使用性质等信息,可弥补身份信息不足的缺点,所以说相对讲有一些优点,国内已经投入使用的一些城市,比如说像重庆的交通信息卡,南京机动车环保标志卡,以及国外的墨西哥还有巴西等国家都在使用相关的技术进行车辆管理。从我国的宏观层面来讲的话,2013年国务院发表了一个推进物联网健康有序的指导意见,2014年8月,京津冀协同发展领导小组将汽车电子标识先行先试列入京津冀三省市交通一体化项目,明确由公安部牵头。2015年4月,中办国办发布创新立体化社会治安防控体系,全面推进平安中国的通知。但是我们知道,机动车是有流动性的,如果说像北上广深等一些发达的城市,外地车占很多,如果各城市各自实施汽车电子标识,没有统一的标准,那么各地的汽车电子标识就不能互联互通,应用效果会大打折扣。我们向国标委申请了8项机动车电子标识的标准编制立项,其中前面6项是2012年申请的,另外两项(应用系统的密钥管理系统和规范)是2014年申请的,密钥管理系统已经正式立项了,应用系统的接口标准正在公示阶段。
进展
下面简单介绍一下前面6项国家标准的编制过程,2012年向国标委申请制定6项机动车电子标识国家标准;2013年7月份,国标委下达了机动车电子标识6项国家标准的编制任务,由公安部交通管理科学研究所承担,2013年由我所主办了启动会;2013年11月,为了加快标准和相关产品研发的进度,我所成立了汽车电子标识技术论坛,通过论坛的方式促进汽车电子标识相关的产品标准的研发进度;
2014年,就开始到一些相关的单位,比如说重庆,深圳,华大,中兴智联等等跟相关的企业进行调研,并且跟工信部无线电管理局有关汽车电子标识的频段进行交流,以前定的是840MHz,后来改为920MHz,主要是因为840MHz已经用于无人机领域了;2014年6月份,召开了汽车电子标识技术论坛第二次会议,会议对标准讨论稿内容进行了审议;2014年10-12月,标准公开征求意见,并且通过公安部向国家发改委、交通运输部等8个部委征求意见,2015年1-8月,相关的产品研发已经出来了,我所组织开展了一系列的测试;2015年2月,在黑龙江黑河开展了低温条件下的识读性能测试;6月份,在三亚开展了高温识读性的测试;2015年8月我们还在安徽广德汽车测试场进行高速环境测试,测试结果表明汽车电子标识的性能基本能够满足测试应用的需求;同时8月份,公安部交管局组织专家对这6个标准的内容进行了预审,9~10月份根据专家的一些意见对标准进行了完善,现在这个标准基本已经定型了,然后是初步预计的话是11月可能能召开审计会,今年年底能够完成报批。
内容
以上是标准编制的整个过程,下面简单介绍一下汽车电子标识标准的主要内容。标准是分为6个,一一简单介绍一下。首先第一个标准是电子标识通用技术条件,主要是技术要求,工作频率是用920-925超高频UHF,无源,灵敏度至少要优于-17dbm,写入的灵敏度优于-14dbm。写入距离是6米,主要是考虑到有一个功率的限制,实际上测试下来,车速状态一定的情况下,12米的距离应该问题不大,但是如果有一些干扰或者是有衰减的作用,功率要大一些;另外识读速度在120码的情况下,能够识别到车辆标识信息和车辆登记注册信息,200码的情况下至少能够精确识读车辆芯片里面的标识符信息区,240码的时候也能准确识读标识符信息和车辆信息。下面就是可擦写的速度等等,存储能量是大约是2048bils,材质是陶瓷基片,另外是防拆,即拆即损等功能。
第二个是电子标识安全技术要求。密码算法要使用SM7算法,以及其他获国家密码管理部门认可的算法,密钥的长度是128位,不能被读出,身份鉴别是要加密算法,必须要求SM7或者是其他的国家密码认可,机密性也是一样的,要求所有的存储的信息都要加密,并且是要使用国密,并且写入是授权的读写设备写入。另外一个就是安全访问控制,因为在电子标识里面有多个分区,每个分区都要用不同的权限,通过身份鉴别和口令,验证的机制对各个存储访问控制,整个的访问大概有分这么几个信息区。不同的区域权限不一样,当读出来以后还要进行解密,解密以后才能知道里面的信息,这就是电子标识访问控制的要求。
第三个是电子标识的安装要求,采用黏贴安装的方式,安装的位置是放汽车微波窗口的位置,如果没有微波窗口就是装在挡风玻璃垂直靠上的位置。一般的是有双面胶的,如果玻璃有遮阳膜就必须移除,为了黏贴牢固,在环境温度低于14度的时候要在黏贴的时候对前挡风玻璃预热,这三个是汽车电子标识标准关键的技术要求。
第四个是读写设备通信技术的要求。工作频率和电子标识是一样的,数据读写的距离也是跟电子标识一样的,要大于12米,写入距离要大于6米。天线的驻波比是小于1.5,对读写设备接口的要求是提供以太网通信接口,分体式读写的是4路天线和N型公头接口,防护等级是达到IP65。
第五是读写设备安全的要求。一个是密码算法,然后是身份鉴别,身份鉴别也要采用SM7算法,如果与后台通讯的话,要求使用基于对称加密算法双向身份鉴别,与后台应用系统通信,实现基于数学签名技术的双向身份鉴别。访问控制是存储在安全模块或PSAM五卡里面,所有的访问控制的权限信息存储在PSAM卡中,由安全模块度曲访问控制权限信息并授权访问,由主管部门管理和使用。
第六个标准是读写设备安装规范。包括悬臂式,门式,柱式,车载式,当交通流量大于2500PCU每小时的时候,不得小于两个天线,如果需要分车道识别,每个车道应该装一个对应的天线,可以根据断面的流量设置一个或者是多个,安装的高度就是跟交通监控设备一样的,5.5米,如果是立杆就不得低于两米。然后安装的角度,夹角应该是20多到90多范围可调。这个是6个标准的一些主要的内容。
产品
下面给大家简单介绍一下电子标识产品研发的进展情况。
一个是电子标识的研发,初步设想是要使用这种陶瓷的基片的方式,外面加一个PC外壳,文字印刷跟原来重庆所使用的交通信息卡的结构基本是一样的。第二,专用芯片,2015年1月份就研制出来了,经过了大量的测试,我们在研发之前通过了验证。(图)这个是整个的结构,基本上电子标识产品都成品了。第三,读写设备的研发,我们主要是做了以下工作,一个是读写设备应用的接口协议,还有一个是读写设备的设计规范和组织相关的企业开展RFID设备的研发,大概整个的结构可以看出来(结构图),里面是内置安全模块的,原有的读写设备是在中间加了一个安全模块,通过这个控制整个电子标识的读写访问。第四,组织了安全模块的研发,研发了专用的安全控制模块,并且实现了国密算法。第五,正在研发了电子标识发行管理和密钥管理系统,现在也基本上已经研发好了。第六,组织了相关产品的调试和测试的工作,这个大家跟电子标识和读写设备的厂家一起,做了比较一致性的接口测试,包括车辆动态静态性能的测试。