電磁場測量方法標准

1. 怎麼測量電磁輻射

電磁輻射對我們人體是有危害的，而要想知道電磁輻射究竟有多少就要對其進行准確測量，才能了解其是否在安全標准范圍內，那麼電磁輻射測量方法是什麼呢？
電磁波（又稱電磁輻射）是由同相振盪且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式移動，其傳播方向垂直於電場與磁場構成的平面，有效的傳遞能量和動量。電磁輻射可以按照頻率分類，從低頻率到高頻率，包括有無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外光、X-射線和伽馬射線等等。
電磁輻射測量的方法
通常情況下，我們要想准確測量電磁輻射的數字，就要使用電磁輻射檢測儀。而電磁輻射檢測儀主要用於生活中電器、高壓線、基站等的輻射測量，可以有效幫助人們遠離輻射源，免受輻射的危害！
電磁輻射檢測儀的使用方法
1、短時按下「電源開關」開機，默認為「磁場輻射強度」檢測，超過2毫高斯報警響;長時間按下「檢測模式轉換」不放鬆，約兩秒後，切換到「電場輻射強度」檢測。
注意：本儀器為高精度測量儀器，由於地球磁場因素，儀器在偶爾可能出現非常短暫的數字顯示或報警，這並不是故障現象。
2、將電磁輻射檢測儀握在手上，將「測試區」對准待測物品，慢慢移動接近該物品，直到實際上接觸到該物品，越靠近待測物品，電磁場或電場的強度會隨之增大，報警頻率也越快。
3、在測量中，試著改變儀器對待測物品的角度與位置，可得到最大的讀值。
4、如果待測物品在測量中被關掉電源，在「磁場輻射強度檢測」模式下，讀值應該恢復到零狀態;在「電場輻射強度檢測」模式下，某些物品仍可檢測到電磁波信號，那屬於該物品接收到的外部電磁波信號，對人體無危害。
5、短時按下「報警設置」，可設置打開和關閉報警音。
6、短時按下「峰值鎖定」，可設置打開和取消峰值鎖定功能。峰值鎖定功能可鎖定檢測過程中的最大值

2. 電磁輻射的國家標准

《電磁輻射防護規定》（GB8702－88），確定了電磁輻射的國家標準是：在30－3000MHz的頻率范圍內，公眾照射在一天24小時內，環境電磁輻射場的場量參數在任意連續6min內的平均值不超過0.4W/m2

舉例說，正在發射訊號的射頻天線所發出的移動電荷，便會產生電磁能量。電磁「頻譜」包括形形色色的電磁輻射，從極低頻的電磁輻射至極高頻的電磁輻射。

兩者之間還有無線電波、微波、紅外線、可見光和 紫外光等。電磁頻譜中射頻部分的一 般定義，是指頻率約由3千赫至300吉赫 的輻射。有些電磁輻射對人體有一定的影響。

我國的電磁環境標准制定原則

ICNIRP關於電磁輻射曝露限值的推薦標准，是在熱效應和即時效應的科學數據基礎上制定的。推薦給各個國家參考。世界各國參考該標准制定了等於或嚴於該標準的國家標准。我國電磁環境標準的制定，採取國際上對未知因素可能產生不利影響而推薦的「謹慎的預防原則」，參考ICNIRP標准並留有一定裕量，制定了比ICNIRP曝露限值更嚴格的標准。

以上內容參考：網路-電磁輻射標准

3. 怎麼測量水暖毯上是否有電磁場

電磁場分動磁場與靜磁場，測量方法是，用線圈在附近晃動，看線圈內是否有電壓產生，這個電壓與在遠處晃動的 比值是否有差值 差值較大說明有電磁場

4. 電磁輻射的測量單位是什麼uw/cm2, v/m ,uT

這幾個單位都是電磁輻射的測量單位，換算關系為100μw/cm2=10毫高斯=1μT。

電磁輻射就是能量以電磁波形式發射到空間的現象。電流在導體內的流動會產生電場，電流在導體內變化會產生磁場，因 此輻射出去的叫電磁波。

穩恆的直流電由於只產生電場不產生交變磁場，即使是超高壓直流電，它也只是電場強到使空氣電離而發光，此時的光輻射是空氣電離發出的，並不是導線，不產生電磁波。

舉例說，正在發射訊號的射頻天線所發出的移動電荷，便會產生電磁能量。電磁「頻譜」包括形形色色的電磁輻射，從極低頻的電磁輻射至極高頻的電磁輻射。兩者之間還有無線電波、微波、紅外線、可見光和紫外光等。電磁頻譜中射頻部分的一般定義，是指頻率約由3千赫至300吉赫的輻射。有些電磁輻射對人體有一定的影響。

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電磁輻射危害

超過 2 毫高斯以上電磁輻射就會導致人患疾病，首當其沖的便是人體皮膚和黏膜組織，症狀表現為眼瞼腫脹、眼睛充血、鼻塞流涕、咽喉不適，或全身皮膚出現反復蕁麻疹、濕疹、瘙癢等；影響人體免疫功能時可能出現白癜風、銀屑病、過敏性紫癜等。

據了解，電磁波輻射已被世衛組織列為繼水源、大氣、雜訊之後的第四大環境污染源，成為危害人類健康的隱形 「 殺手 」 ，長期而過量的電磁輻射會對人體生殖、神經和免疫等系統造成傷害，成了皮膚病、心血管疾病、糖尿病、癌突變的主要誘因。而家用電器、辦公電子、手機電腦等成為電磁波輻射的最大來源。

註明：地球自帶的地磁場大小約為0.5高斯，遠大於2毫高斯。

5. 家用電器電磁輻射測量方法

利用電磁場高速自動掃描技術測量電磁輻射
電磁兼容測試對即將進入市場的電子產品是非常重要的一項測試，但以往的測試只能得出能否通過的結果，不能提供更多有用信息。本文介紹利用高速自動掃描技術測量電磁輻射，檢測PCB板上電磁場的變化情況，使工程技術人員在進行電磁兼容性標准測試前就能發現相關問題並及時予以糾正。

隨著當今電子產品主頻提高、布線密度增加以及大量BGA封裝器件和高速邏輯器件的使用，設計人員不得不通過增加PCB板的層數來減少信號與信號間的相互影響。同時在大量攜帶型終端設備中，為了降低系統功耗必須採用多電平方案，而這些設備還有模擬或者RF電路，需要採用多種地，又必須使用電源平面和地平面分割的技術。因此PCB板上的信號之間存在大量輻射干擾，造成設備功能故障或者工作不穩定，而且所有信號對外形成很強電磁輻射，使得EMC測試也成為產品上市的一個障礙。

目前大部分硬體工程師還只是憑經驗來設計PCB，在調試過程中，很多需要觀測的信號線或者晶元引腳被埋在PCB中間層，無法使用示波器等工具去探測，如果產品不能通過功能測試，他們也沒有有效的手段去查找問題的原因。要想驗證產品的EMC特性，只有把產品拿到標准電磁兼容測量室去測量，由於這種測量只能測產品對外輻射情況，就算沒有通過也不能為解決問題提供有用的信息，因此工程師只能憑經驗去修改PCB，並重復試驗。這種試驗方法非常昂貴，而且可能耽誤產品的上市時間。

當然，現在有很多高速PCB分析和模擬設計工具，可以幫助工程師解決一些問題，可是目前在器件模型上還存在很多限制，例如能解決信號完整性(SI)模擬的IBIS模型就有很多器件沒有模型或者模型不準確。要精確模擬EMC問題，就必須用SPICE模型，但目前幾乎所有的ASIC都不能提供SPICE模型，而如果沒有SPICE模型，EMC模擬是無法把器件本身的輻射考慮在內的(器件的輻射比傳輸線的輻射大得多)。另外，模擬工具往往要在精度和模擬時間上進行折中，精度相對較高的，需要的計算時間很長，而模擬速度快的工具，其精度又很低。因此用這些工具進行模擬，不能完全解決高速PCB設計中的相互干擾問題。

我們知道，在多層PCB中高頻信號的迴流路徑應該在該信號線層臨近的參考地平面(電源層或者地層)上，這樣的迴流和阻抗最小，但是實際的地層或電源層中會有分割和鏤空，從而改變迴流路徑，導致迴流面積變大，引起電磁輻射和地彈雜訊。如果工程師能清楚電流路徑的話，就能避免大的迴流路徑，從而有效控制電磁輻射。但信號迴流路徑由信號線布線、PCB電源和地分布結構以及電源供電點、去耦電容和器件放置位置和數量等多種因素所決定，故而對復雜系統的迴流路徑從理論上進行判定非常困難。

所以在設計階段排除輻射雜訊問題非常關鍵。我們用示波器能看到信號的波形，從而可幫助解決信號完整性問題，那麼有沒有設備能看到輻射的「圖形」以及電路板上的迴流呢？

電磁場高速掃描測量技術

在各種電磁輻射測量方法中，有一種近場掃描測量方法能解決這個問題，該方法基於這樣的原理設計，即電磁輻射是被測設備(DUT)上的高頻電流迴路形成的。如加拿大EMSCAN公司的電磁輻射掃描系統Emscan就是根據這個原理製成的，它採用H場陣列探頭(有32×40＝1280個探頭)來探測DUT上的電流，在測量期間，DUT直接放在掃描器的上面。這些探頭可以檢測由於高頻電流發生變化而引起的電磁場的變化，系統可提供RF電流在PCB上空間分布的視覺圖像(圖1)。

Emscan電磁兼容掃描系統已經在通信、汽車、辦公電器以及消費電子等工業領域得到廣泛應用，通過該系統提供的電流密度圖，工程師在進行電磁兼容性標准測試前就能發現有EMI問題的區域並採取相應措施。

近場掃描原理Emscan的測量主要在活性近場區域(r<<λ/2π)進行，DUT上發出的輻射信號大部分被耦合到磁場探頭上，少量能量擴散到自由空間。磁場探頭耦合了近H場的磁通線以及PCB上的電流，另外它也獲取一些近E場的微量成分。

大電流低電壓電流源主要與磁場相關，而高電壓小電流電壓源則主要與電場相關，在PCB上，純電場或者純磁場都是很少見的。RF和微波電路中，電路的輸入阻抗以及連接用的微帶或者微帶線，其阻抗都被設計為50歐姆，這種低阻抗設計使得這些元器件產生大電流和低電壓變化，此外數字電路的趨勢也是使用更低電壓差的邏輯器件，同時活性近場區域內的磁場波阻抗遠小於電場波阻抗。綜合這些因素，大部分PCB活性近場區域能量都包含在近磁場中，因此Emscan掃描系統採用的磁場環適合於這些PCB的近場診斷。

所有的環是一樣的，然而它們在反饋網路中的位置不同，因此反饋網路可感應各個環的響應，每個環相對參考源的響應都被測量出來並考慮為濾波轉移函數。為了保證測量的線性度，Emscan測量的是這個轉移函數的倒數。

由於採用了陣列天線和電子自動切換天線技術，因此測量速度大大加快，比手工單探頭測量方案快幾千倍，也比自動單探頭測量方案快幾百倍，能夠快速有效判斷電路修改前後的效果(圖2)。快速掃描技術及其先進幅度保持掃描技術和同步掃描技術使該系統能有效捕捉瞬態事件，同時它採用能提升頻譜分析儀測量精度的技術，提高了測量的精確性和可重復性。

評估PCB近場輻射干擾的測量方法

PCB輻射干擾情況的檢查可分幾步進行。首先確定需要掃描的區域，然後選擇能充分采樣掃描區域的探頭(柵格7.5mm)，在100kHz～3GHz的頻率范圍內進行頻譜掃描，並存儲每個頻率點的最大電平。注意，比較大的頻率點可利用空間掃描在掃描區域內作進一步檢查，這樣可以定位干擾源以及關鍵電路路徑。

被測板必須盡可能靠近掃描器板，因為隨著距離增加，接收信噪比會降低，而且還會有「分離」效應。實際測量中，這個距離應該小於1.5cm。我們可以看到，對元件面的測量有時候可能會因為元器件的高度而使測量出現問題，因此元器件的高度必須要考慮，以對測量的電壓電平進行校正。在基本檢查中，需考慮分離距離校正因子。

我們可以很快得到測量結果，但是這些結果不能評判產品是否符合EMC特性，因為它測量的值是PCB板上的高頻電流產生的電磁近場。而標准EMC測試是要求在開闊場地(OATS)或者在暗室進行的，距離為3米(即遠場)。

盡管Emscan的測量不能取代標准EMC測試，但是實踐證明，它確實有很多用途。通過對測量結果的分析，可以得出很多結論以利於產品的後續開發。除了得到電壓電平外，下列信息也非常重要：干擾產生點、干擾分布、覆蓋大區域的干擾傳導路徑、干擾被限制在PCB上的狹窄區域以及內部結構或臨近I/O模塊間的耦合等，還可以看到數字電路和模擬電路分開的效果。

上述測量可作為PCB設計質量評估的一個標准，進一步來說，如果我們已經知道了一個類似的PCB的EMC特性，我們完全可以在產品開發早期對EMC特性進行比較可靠的評估，例如是否應該採用屏蔽手段等。

特別值得一提的是，電磁場高速掃描系統還能揭示瞬態EMI問題，瞬態EMI問題在電磁兼容性測量中往往不會被檢測到，但是它們會影響產品的性能和可靠性。

PCB抗干擾性能的評估

在實際使用中，所有電子設備都會受到電磁場的干擾，如果一個設備不能滿足抗干擾要求，也不進行屏蔽，那麼該設備的性能就會受電磁干擾的影響。事實表明，干擾信號的頻率可能會有幾百MHz，這些干擾主要通過連接的導體進行耦合，因此I/O模塊的抗干擾設計非常重要。為了增強產品的抗干擾性能，有時不得不增加濾波等手段，這意味著會增加產品的成本。從這種角度上看，尋找一種能優化所有電路和元器件的解決方案非常重要。

通過適當修改上面提到的測量方法，在產品開發和測試階段就能夠正確評估產品的抗干擾性能。改進後的方法如下：把PCB放在掃描器板上進行頻譜掃描以決定PCB的干擾頻率，然後把該頻率正弦波干擾信號用夾子或者適當耦合設備(如平衡線上用的T-LISN)耦合到I/O線或導體上，採用步距10MHz、頻率范圍能滿足10MHz到150MHz(避免與PCB板的干擾頻率重疊)、功率－20到0dBm(取決於耦合器件和PCB的類型)的發生器，執行與所加干擾信號一致的頻率進行空間掃描。干擾信號從耦合點到PCB內的分布情況就能非常清楚地在空間掃描圖形上看出來，然後可以根據下面一些原則對空間掃描結果進行解釋，包括PCB上哪些區域分布有耦合上去的干擾信號、插入濾波器的有效性(衰減干擾信號)、臨近I/O導體耦合情況以及PCB接地層或者區域的有效性等。

6. 關於變電站電磁輻射的國家標准

我國的電力設施安全標准比世界衛生組織建議的標准更為嚴格，可見只要符合國家安全標准就是相對安全的。許多國家如英國，澳大利亞，德國等，通過制訂法律或者規章對工頻電磁場暴露水平加以限制。到目前為止，尚無工頻電磁場暴露限值的IEC標准或其他國際標准，只有ICNIRP（國際非電離輻射防護委員會）向世界各國推薦了一個電場和磁場輻射限值的導則。中國《電磁輻射暴露限值和測量方法》徵求意見稿中的限值，是以ICNIRP導則為藍本，對其中電磁場的限值做出修正後形成，取ICNIRP導則限值的1/4~1/2[1]。 我國和其他國家輸變電項目環境標准比較：輸變電項目的環境標准主要為電場強度和磁場強度。世界衛生組織促進建立能向全人類提供相同或相似健康水平的暴露限值及其控制措施。它批准了國際非電離輻射防護委員會（ICNIRP）發布的《限制時變電場、磁場和電磁場暴露的原則（300GHz以下）》，並鼓勵成員國採納這個國際性的導則。目前，各有關國際組織、各國制定的控制標准和限值基本與國際非電離輻射防護委員會（ICNIRP）保持一致，一些國家甚至更寬松。我國的環評導則參考標准電場強度是4千伏/米（kV/m），磁場強度是100微特斯拉（μT），相對較為嚴格。詳見下表：標准 電場強度（kV/m，公眾） 磁場強度（μT，公眾）國際非電離輻射防護委員會ICNIRP的導則（1998）（50HZ） 5 100電氣與電子工程師學會IEECC95.6（2002）0-3KHZ 5 904歐洲共同體法規（50HZ） 5 100歐洲標准化委員會 8.33 533英國 12 1600澳大利亞 5 100瑞士 5 1中國 4 100 為了解目前我市已建成的輸變電項目的電場和磁場強度，廣州市環境監測中心站選取了22個變電站、4條高壓線、4個變電房進行了現場監測，共監測了30個輸變電項目。實測結果表明，所有110千伏、220千伏戶外、戶內變電站和高壓線的電場強度和磁場強度都符合相應的標准（電場強度小於4千伏/米，磁場強度小於100微特斯拉），並且隨著距離的增大迅速衰減。採取全地埋方式進出高壓線的戶內變電站，電場強度在邊界點均小於0.01千伏/米，磁場強度在9.2微特斯拉以下，遠遠低於標准。