专利名称：一种三自由度电磁干扰自动测试装置及方法
技术领域：
本发明涉及的是电子产品测试领域，特别是涉及一种三自由度电磁干扰自动测试装置及方法。
背景技术：
EMC(电磁兼容，EleetroMagnetic capability)是指电子设备和系统在各种电磁环境中仍能够协调、有效地进行工作的能力。电磁干扰是对电子设备工作性能有害的电磁变化现象。电磁干扰不仅影响电子设备的正常工作，甚至造成电子设备中的某些元件损害。 因此对电子设备产生的电磁干扰要给予充分的重视。既要注意电子设备不受周围电磁干扰而能正常工作，又要注意电子设备本身不对周围其他设备产生电磁干扰，影响其他设备正常运行。为了确保电子设备设计的正确性和可靠性，特别是现代军工通信产品，电磁兼容问题贯穿于产品研制的各个阶段。随着产品结构越来越复杂，以及数字化、小型化、轻型化的要求和高频率的需求，使得电磁干扰问题越来越尖锐；为了确保其电磁兼容性，电磁干扰测试在产品研制的各个阶段成为必要，它有助于诊断识别潜在的干扰问题以及干扰量范围.有助于测试各种补救方法的有效性。否则，在整机成形后，再解决电磁干扰引起的问题就非常困难。这样产品在完成制造后，送交电磁兼容认证测试机构进行电磁兼容指标测试时才有可能获得认可。电磁干扰测试是电磁兼容测试的测试项目之一，在该测试项目中，如果无法找到最主要的电磁干扰源，在次要干扰源上投入再大的精力做的再好也几乎是无济于事的。因而，电磁干扰源的定位问题是多数电磁干扰测试中最耗费精力和最难解决的问题。现有技术中针对电磁干扰的测试基本局限于二维平面内利用频谱分析仪进行测试，既不能反映被测对象的在三维空间中真实电磁兼容状况，价格又十分昂贵。而便宜低端的频谱分析仪达不到测试精度与要求。并且当前的电磁干扰测试基本是手工测试，一方面频繁的手动操作降低了工作效率，另一方面使测试具有不确定性。此外，因为电磁干扰的强度随距离的增加衰减很快，所以在不同的空间接收到的电磁干扰是不同的，而现有技术无法测试得知电磁干扰在三维空间中电磁干扰与距离的关系O

发明内容
本发明的目的在于提供一种能够节省测试时间与费用，提高测试准确性的电磁干扰自动测试装置及方法。本发明的目的是这样实现的采用一种电磁干扰自动测试装置，包括三自由度平台、计算机、数据采集与处理单元；三自由度平台包括电磁干扰探测仪，电机控制单元和平台支撑杆；数据采集与处理单元包括PCI-7344控制卡，PXI数据采集卡和6251数据采集卡；计算机包括LabVIEW软件单元，频谱分析单元和图像显示与存储单元；电磁干扰探测仪通过PXI总线连接至PXI数据采集卡，然后通过PXI总线将数据送入计算机的频谱分析单元进行电磁干扰分析，将分析结果送入计算机图像显示单元，计算机通过PXI总线连接PCI-7344控制卡与6251数据采集卡，控制三自由度平台电机的转动和电磁干扰探测仪的空间位置，并将电磁干扰探测仪的测试结果与位置逐一对应显示到计算机中。三自由度电磁干扰自动测试装置的测试方法是首先建立三自由度支撑平台，分为X、Y、Z三个运动方向，将电磁干扰测试仪固定于X轴支撑杆，三个电机控制单元分别控制平台中Χ、Υ、Ζ三个方向的运动，将PXI数据采集卡、PCI-7344控制卡与6251数据采集卡集成于数据采集与处理单元，并将PXI数据采集卡与电磁干扰探测仪相连，PCI-7344控制卡与电机控制单元相连，设定X、Y、Z轴的限位；测试开始后，将受试设备通电预热，初始化三自由度测试装置，按照X、Y、Z轴的顺序改变电磁干扰测试仪的位置，将电磁干扰测试仪的测试数据通过PXI总线传送至PXI数据采集卡，并将测试结果送入计算机的频谱分析单元；同时，6251数据采集卡采集三个电机的位置信息并将信息送入计算机；利用LabVIEW软件将PXI采集卡的频谱信息与6251数据采集卡的位置信号一一对应，将处理后的数据传送至图像显示与保存单元，在界面中显示电磁干扰频谱并保存数据。所述PCI-7344控制卡与电机控制单元相连进行控制的具体运动过程如下①首先对X轴电机进行驱动，每2cm作为一个观测点进行观测；②当X轴到达设定的限位后，驱动Y轴电机，每2cm作为一个观测位置，停止后驱动X轴电机进行反向移动，同样以2cm作为一个观测点观测；③当Y轴到达设定的限位后，驱动Z轴电机，每2cm作为一个观测位置，停止后驱动Y轴电机进行反向移动，同样以2cm作为一个观测位置,重复第②步的操作；④当Z轴到达设定的限位后，测试结束，保存测试数据，各轴位置归零。本发明方法的优点在于实现了对被测对象三维电磁干扰的测试并将测试值与干扰源位置一一对应起来。利用LabVIEW软件设计图像显示与保存单元，计算机控制PCI-7344控制卡、6251数据采集卡和PXI数据采集卡，将数据分析和处理单元的功能由计算机来实现，实现了对受试设备立体的电磁干扰测试，节省了测试时间与费用，提高了测试准确性。


图I是三自由度平台控制方法示意图；图2是三自由度电磁干扰自动测试装置示意图；图3是三自由度电磁干扰自动测试流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步描述结合图1，三自由度平台电机控制单元由驱动器、编码器、电机、PCI-7344控制卡和6251数据采集卡构成。该平台运动分为以下步骤101、首先对X轴电机进行驱动，每2cm作为一个观测点停止运动进行测试；102、编码器X实时将X轴的位置信息传送至6251数据采集卡；
103、当X轴到达设定的限位后，驱动Y轴电机，每2cm作为一个步进位置，停止后驱动X轴电机进行反向移动，同样以2cm作为一个观测点停止电磁进行测试104、编码器Y实时将Y轴的位置信息传送至6251数据采集卡；105、当Y轴到达设定的限位后，驱动Z轴电机，每2cm作为一个步进位置，停止后驱动Y轴电机进行反向移动，Y轴同样以2cm作为一个步进位置,停止后重复101的操作；106、编码器Z实时将Z轴的位置信息传送至6251数据采集卡；107、当Z轴到达设定的限位后，测试结束，保存测试数据，各轴位置归零。结合图2，三自由度电磁干扰测试装置示意图中201、1表示计算机，用来进行控制软件设计及数据处理和显示；202,2为数据采集与处理单元，包括PCI-7344控制卡、6251数据采集卡、PXI数据采集卡，用于采集三个轴的位置信息与电磁干扰探测仪的电磁干扰信号，并对三个轴的运动进行控制；203、3为X轴方向支撑杆，4为Y轴方向支撑杆，5为Z轴方向支撑杆，与此相对应，6为X轴电机控制单元(包括驱动器、电机与编码器)，8为Y轴控制单元，7为Z轴控制单元;204、9为电磁干扰探测仪，用于测试被测对象发出的电磁干扰信号；205,10为三自由度平台底座，此平台为绝缘体，将被测对象放于其上并固定位置；206、a为X轴位置信息控制线，b为Y轴位置信息控制线，c为Z轴位置信息控制线，负责三个方向电机控制单元和数据采集与处理单元的连接，d和e为PXI总线，负责将电磁干扰探测仪的信号传输至计算机。结合图3，三自由度电磁干扰测试装置测试步骤如下301、给被测对象通电预热，人员及其他设备远离被测对象；302、初始化数据采集与处理单元，使三个轴位置归零；303、首先对X轴电机进行驱动，每2cm作为一个观测点停止运动进行测试；304、X轴编码器实时将X轴的位置信息传送至6251数据采集卡，并判断是否达到X轴限位，如果是，转入306，如果否，转入305 ；305、计算机通过PXI数据采集器采集电磁干扰信号，并利用频谱分析单元将测试数据进行频谱分析；306,6251数据采集卡将电机位置信息通过PCI总线传送至计算机中；307、将电磁干扰探测仪位置与频谱分析结果传送至图像显示与存储单元，进行一一对应，同时保存数据；308、当X轴到达设定的限位后，驱动Y轴电机，每2cm作为一个步进位置；309,6251数据采集卡判断是否达到Y轴限位，如果是，转入306和308，将编码器Y实时将Y轴的位置信息传送至6251数据采集卡，如果否，转入310 ；310、当Y轴到达设定的限位后，驱动Z轴电机，每2cm作为一个步进位置，停止后驱动Y轴电机进行反向移动，Y轴同样以2cm作为一个步进位置,停止后重复101的操作；311、当Y轴到达设定的限位后，驱动Z轴电机，每2cm作为一个步进位置；312,6251数据采集卡判断是否达到Z轴限位，如果是转入306，并测试结束，保存测试数据，各轴位置归零；
31 3、结束测试。
权利要求
1.ー种三自由度电磁干扰自动测试装置，其特征是包括三自由度平台、计算机、数据采集与处理单元；三自由度平台包括电磁干扰探测仪，电机控制単元和平台支撑杆；数据采集与处理单元包括PCI-7344控制卡，PXI数据采集卡和6251数据采集卡；计算机包括LabVIEW软件单元，频谱分析単元和图像显示与存储单元；电磁干扰探测仪通过PXI总线连接至PXI数据采集卡，然后通过PXI总线将数据送入计算机的频谱分析単元进行电磁干扰分析，将分析结果送入计算机图像显示単元，计算机通过PXI总线连接PCI-7344控制卡与6251数据采集卡，控制三自由度平台电机的转动和电磁干扰探测仪的空间位置，并将电磁干扰探测仪的测试结果与位置逐一对应显示到计算机中。
2.ー种采用权利要求I所述的三自由度电磁干扰自动测试装置的测试方法，其特征是首先建立三自由度支撑平台，分为X、Y、Z三个运动方向，将电磁干扰测试仪固定于X轴支撑杆，三个电机控制单元分别控制平台中X、Y、Z三个方向的运动，将PXI数据采集卡、PCI-7344控制卡与6251数据采集卡集成于数据采集与处理单元，并将PXI数据采集卡与电磁干扰探测仪相连，PCI-7344控制卡与电机控制単元相连，设定X、Y、Z轴的限位；测试开始后，将受试设备通电预热，初始化三自由度测试装置，按照X、Y、Z轴的顺序改变电磁干扰测试仪的位置，将电磁干扰测试仪的测试数据通过PXI总线传送至PXI数据采集卡，并将测试结果送入计算机的频谱分析単元；同吋，6251数据采集卡采集三个电机的位置信息并将信息送入计算机；利用LabVIEW软件将PXI采集卡的频谱信息与6251数据采集卡的位置信号一一对应，将处理后的数据传送至图像显示与保存単元，在界面中显示电磁干扰频谱并保存数据。
3.根据权利要求2所述的三自由度电磁干扰自动测试方法，其特征是所述PCI-7344控制卡与电机控制単元相连进行控制的具体运动过程如下 ①首先对X轴电机进行驱动，每2cm作为ー个观测点进行观测； ②当X轴到达设定的限位后，驱动Y轴电机，每2cm作为ー个观测位置，停止后驱动X轴电机进行反向移动，同样以2cm作为ー个观测点观测； ③当Y轴到达设定的限位后，驱动Z轴电机，每2cm作为ー个观测位置，停止后驱动Y轴电机进行反向移动，同样以2cm作为ー个观测位置,重复第②步的操作； ④当Z轴到达设定的限位后，测试结束，保存测试数据，各轴位置归零。
全文摘要
本发明提供的是一种三自由度电磁干扰自动测试装置及方法。包括三自由度平台、计算机、数据采集与处理单元。先建立三自由度支撑平台，将电磁干扰测试仪固定于X轴支撑杆，并将PXI数据采集卡与电磁干扰探测仪相连，PCI-7344控制卡与PCI-7344控制卡与电机控制单元相连，设定X、Y、Z轴的限位。测试开始后，将受试设备通电预热，初始化三自由度测试装置，按照X、Y、Z轴的顺序改变电磁干扰测试仪的位置，将电磁干扰测试仪的测试数据通过PXI总线传送至PXI数据采集卡，并将测试结果送入计算机的频谱分析单元。本发明利用LabVIEW软件控制三个电机实现电磁干扰测试的自动化，节省了测试时间与费用，提高了测试准确性。
文档编号G01R31/00GK102628899SQ20121007751
公开日2012年8月8日 申请日期2012年3月22日 优先权日2012年3月22日
发明者刘胜, 孙蓉, 张兰勇, 李冰, 白立飞 申请人:哈尔滨工程大学