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Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) von Geräten

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) von Geräten

"Elektromagnetische Verträglichkeit" ist die Fähigkeit eines Apparates, einer Anlage oder eines Systems, in der elektromagnetischen Umwelt zufriedenstellend zu arbeiten, ohne dabei selbst elektromagnetische Störungen zu verursachen, die für alle in dieser Umwelt vorhandenen Apparate, Anlagen oder Systeme unannehmbar wären.

Werden die europaweit geltenden, in allgemeinen oder produkt(familien)spezifischen EN-Normen festgelegten Anforderungen erfüllt, so kann vermutet werden, dass die Schutzziele des EMV-Gesetzes bzw. der EMV-EU-Richtlinie eingehalten werden.

Entsprechende normgerechte EMV-Prüfungen (Störfestigkeitsprüfungen gegen leitungsgeführte und gestrahlte Störungen, Entladung statischer Elektrizität sowie Emissionsmessungen) können im Rahmen der Konformitätsbewertungsverfahren von Messgeräten in unserem EMV-Labor durchgeführt werden.

Abb.: EMV-Halle der PTB.

Prüfungen elektronischer Geräte auf "Elektromagnetische Verträglichkeit" erfolgen gemäß den Anforderungen des EMV-Gesetzes (zwecks Erlaubnis der Aufbringung des CE-Zeichens) und/oder zusätzlicher spezieller Anforderungen und Baubestimmungen. Für Untersuchungen zur Störfestigkeit komplexer, installierter Systeme, steht ein Vor-Ort-Prüfsystem zur Verfügung, das ausgeliehen werden kann.

Abb.: Messwarte der EMV-Halle.

Verfahren zur Bewertung von EMV-Prüfumgebungen

Die Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) von elektronischen und elektrischen Geräten wird in zwei Teilen untersucht. Zum einen wird in der Störfestigkeitsprüfung die Fähigkeit dieser Geräte festgestellt, von außen einfallende elektromagnetische Felder bzw. leitungsgeführte Signale ohne nennenswerte Fehlfunktion zu ertragen. Zum anderen wird in der Emissionsprüfung untersucht, welche Felder bzw. leitungsgeführte Größen vom zu untersuchenden Gerät selbst abgestrahlt oder abgegeben werden.

Für die Messungen werden verschiedenen Feldgeneratoren verwendet, dazu zählen diverse TEM-Wellenleiter, Antennen in teilweise oder ganz mit HF-Absorbern ausgekleideten Schirmräumen, Modenverwirbelungskammern, etc. In verschiedenen Normen (z.B. EN 61000-4-3, -4-20, sowie -4-21) trägt man der Tatsache Rechnung, dass sich diese Feldgeneratoren unterschiedlich verhalten.

Alle diese Untersuchungen dienen nur dem einen Zweck, das im deutschen EMV-Gesetz niedergelegte Schutzziel zu erreichen bzw. dessen Einhaltung nachzuweisen. Es ist deshalb physikalisch zunächst völlig unerheblich, in welchem Feldgenerator die Messungen stattgefunden haben. Im Rahmen der Messunsicherheit (MU) müssen die Ergebnisse vergleichbar, wenn auch nicht zwischen unterschiedlichen Generatoren umrechenbar sein.

Bei der Emissionsmessung wird bereits eine physikalische Größe gemessen, die Feldstärke bzw. Störspannung / -strom. Bei der Störfestigkeitsprüfung dagegen muss noch eine physikalische Größe vorgegeben werden, für die sich dann ein MU-Budget aufstellen lässt.

Der Freiraum als Referenz

Für einen nicht-trivialen stabilen Strahler wird die maximale Abstrahlung (Emission) im Freiraum numerisch ermittelt. Lässt sich ein solcher Strahler auch praktisch realisieren, können numerische Simulation und Messwerte aus beliebigen realen Feldgeneratoren miteinander verglichen werden. Die Abweichung zwischen beiden kann als Maß für die MU abgeschätzt werden (siehe auch Kappel, Udo).

Definiert man bei der Störfestigkeitsprüfung die Belegung von kanonischen, metallischen Objekten, etwa Kugeln oder Quader, mit Ladungen und Oberflächenströmen als Maß für die Vergleichbarkeit, lässt sich auch hier ein MU-Budget aufstellen. Die Oberflächenströme enthalten als Eingangsgrößen sowohl die Leerfeldstärke als auch die Wechselwirkung mit der jeweiligen Umgebung des Objektes. Die Abweichung der Messungen im realen Feldgenerator zu numerischen Ergebnissen für den theoretischen idealen Feldgenerator freier Raum lassen wiederum die Abschätzung einer oberen Grenze der Messunsicherheit zu (siehe auch Schrader, Thorsten).

Kontakt

Kai Baaske
Tel.: 0531 592-2212
Fax: 0531 592-2256
E-Mail: Opens window for sending emailKai Baaske