电磁场测量方法标准

1. 怎么测量电磁辐射

电磁辐射对我们人体是有危害的，而要想知道电磁辐射究竟有多少就要对其进行准确测量，才能了解其是否在安全标准范围内，那么电磁辐射测量方法是什么呢？
电磁波（又称电磁辐射）是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量和动量。电磁辐射可以按照频率分类，从低频率到高频率，包括有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X-射线和伽马射线等等。
电磁辐射测量的方法
通常情况下，我们要想准确测量电磁辐射的数字，就要使用电磁辐射检测仪。而电磁辐射检测仪主要用于生活中电器、高压线、基站等的辐射测量，可以有效帮助人们远离辐射源，免受辐射的危害！
电磁辐射检测仪的使用方法
1、短时按下“电源开关”开机，默认为“磁场辐射强度”检测，超过2毫高斯报警响;长时间按下“检测模式转换”不放松，约两秒后，切换到“电场辐射强度”检测。
注意：本仪器为高精度测量仪器，由于地球磁场因素，仪器在偶尔可能出现非常短暂的数字显示或报警，这并不是故障现象。
2、将电磁辐射检测仪握在手上，将“测试区”对准待测物品，慢慢移动接近该物品，直到实际上接触到该物品，越靠近待测物品，电磁场或电场的强度会随之增大，报警频率也越快。
3、在测量中，试着改变仪器对待测物品的角度与位置，可得到最大的读值。
4、如果待测物品在测量中被关掉电源，在“磁场辐射强度检测”模式下，读值应该恢复到零状态;在“电场辐射强度检测”模式下，某些物品仍可检测到电磁波信号，那属于该物品接收到的外部电磁波信号，对人体无危害。
5、短时按下“报警设置”，可设置打开和关闭报警音。
6、短时按下“峰值锁定”，可设置打开和取消峰值锁定功能。峰值锁定功能可锁定检测过程中的最大值

2. 电磁辐射的国家标准

《电磁辐射防护规定》（GB8702－88），确定了电磁辐射的国家标准是：在30－3000MHz的频率范围内，公众照射在一天24小时内，环境电磁辐射场的场量参数在任意连续6min内的平均值不超过0.4W/m2

举例说，正在发射讯号的射频天线所发出的移动电荷，便会产生电磁能量。电磁“频谱”包括形形色色的电磁辐射，从极低频的电磁辐射至极高频的电磁辐射。

两者之间还有无线电波、微波、红外线、可见光和 紫外光等。电磁频谱中射频部分的一 般定义，是指频率约由3千赫至300吉赫 的辐射。有些电磁辐射对人体有一定的影响。

我国的电磁环境标准制定原则

ICNIRP关于电磁辐射曝露限值的推荐标准，是在热效应和即时效应的科学数据基础上制定的。推荐给各个国家参考。世界各国参考该标准制定了等于或严于该标准的国家标准。我国电磁环境标准的制定，采取国际上对未知因素可能产生不利影响而推荐的“谨慎的预防原则”，参考ICNIRP标准并留有一定裕量，制定了比ICNIRP曝露限值更严格的标准。

以上内容参考：网络-电磁辐射标准

3. 怎么测量水暖毯上是否有电磁场

电磁场分动磁场与静磁场，测量方法是，用线圈在附近晃动，看线圈内是否有电压产生，这个电压与在远处晃动的 比值是否有差值 差值较大说明有电磁场

4. 电磁辐射的测量单位是什么uw/cm2, v/m ,uT

这几个单位都是电磁辐射的测量单位，换算关系为100μw/cm2=10毫高斯=1μT。

电磁辐射就是能量以电磁波形式发射到空间的现象。电流在导体内的流动会产生电场，电流在导体内变化会产生磁场，因 此辐射出去的叫电磁波。

稳恒的直流电由于只产生电场不产生交变磁场，即使是超高压直流电，它也只是电场强到使空气电离而发光，此时的光辐射是空气电离发出的，并不是导线，不产生电磁波。

举例说，正在发射讯号的射频天线所发出的移动电荷，便会产生电磁能量。电磁“频谱”包括形形色色的电磁辐射，从极低频的电磁辐射至极高频的电磁辐射。两者之间还有无线电波、微波、红外线、可见光和紫外光等。电磁频谱中射频部分的一般定义，是指频率约由3千赫至300吉赫的辐射。有些电磁辐射对人体有一定的影响。

(4)电磁场测量方法标准扩展阅读：

电磁辐射危害

超过 2 毫高斯以上电磁辐射就会导致人患疾病，首当其冲的便是人体皮肤和黏膜组织，症状表现为眼睑肿胀、眼睛充血、鼻塞流涕、咽喉不适，或全身皮肤出现反复荨麻疹、湿疹、瘙痒等；影响人体免疫功能时可能出现白癜风、银屑病、过敏性紫癜等。

据了解，电磁波辐射已被世卫组织列为继水源、大气、噪声之后的第四大环境污染源，成为危害人类健康的隐形 “ 杀手 ” ，长期而过量的电磁辐射会对人体生殖、神经和免疫等系统造成伤害，成了皮肤病、心血管疾病、糖尿病、癌突变的主要诱因。而家用电器、办公电子、手机电脑等成为电磁波辐射的最大来源。

注明：地球自带的地磁场大小约为0.5高斯，远大于2毫高斯。

5. 家用电器电磁辐射测量方法

利用电磁场高速自动扫描技术测量电磁辐射
电磁兼容测试对即将进入市场的电子产品是非常重要的一项测试，但以往的测试只能得出能否通过的结果，不能提供更多有用信息。本文介绍利用高速自动扫描技术测量电磁辐射，检测PCB板上电磁场的变化情况，使工程技术人员在进行电磁兼容性标准测试前就能发现相关问题并及时予以纠正。

随着当今电子产品主频提高、布线密度增加以及大量BGA封装器件和高速逻辑器件的使用，设计人员不得不通过增加PCB板的层数来减少信号与信号间的相互影响。同时在大量便携式终端设备中，为了降低系统功耗必须采用多电平方案，而这些设备还有模拟或者RF电路，需要采用多种地，又必须使用电源平面和地平面分割的技术。因此PCB板上的信号之间存在大量辐射干扰，造成设备功能故障或者工作不稳定，而且所有信号对外形成很强电磁辐射，使得EMC测试也成为产品上市的一个障碍。

目前大部分硬件工程师还只是凭经验来设计PCB，在调试过程中，很多需要观测的信号线或者芯片引脚被埋在PCB中间层，无法使用示波器等工具去探测，如果产品不能通过功能测试，他们也没有有效的手段去查找问题的原因。要想验证产品的EMC特性，只有把产品拿到标准电磁兼容测量室去测量，由于这种测量只能测产品对外辐射情况，就算没有通过也不能为解决问题提供有用的信息，因此工程师只能凭经验去修改PCB，并重复试验。这种试验方法非常昂贵，而且可能耽误产品的上市时间。

当然，现在有很多高速PCB分析和仿真设计工具，可以帮助工程师解决一些问题，可是目前在器件模型上还存在很多限制，例如能解决信号完整性(SI)仿真的IBIS模型就有很多器件没有模型或者模型不准确。要精确仿真EMC问题，就必须用SPICE模型，但目前几乎所有的ASIC都不能提供SPICE模型，而如果没有SPICE模型，EMC仿真是无法把器件本身的辐射考虑在内的(器件的辐射比传输线的辐射大得多)。另外，仿真工具往往要在精度和仿真时间上进行折中，精度相对较高的，需要的计算时间很长，而仿真速度快的工具，其精度又很低。因此用这些工具进行仿真，不能完全解决高速PCB设计中的相互干扰问题。

我们知道，在多层PCB中高频信号的回流路径应该在该信号线层临近的参考地平面(电源层或者地层)上，这样的回流和阻抗最小，但是实际的地层或电源层中会有分割和镂空，从而改变回流路径，导致回流面积变大，引起电磁辐射和地弹噪声。如果工程师能清楚电流路径的话，就能避免大的回流路径，从而有效控制电磁辐射。但信号回流路径由信号线布线、PCB电源和地分布结构以及电源供电点、去耦电容和器件放置位置和数量等多种因素所决定，故而对复杂系统的回流路径从理论上进行判定非常困难。

所以在设计阶段排除辐射噪声问题非常关键。我们用示波器能看到信号的波形，从而可帮助解决信号完整性问题，那么有没有设备能看到辐射的“图形”以及电路板上的回流呢？

电磁场高速扫描测量技术

在各种电磁辐射测量方法中，有一种近场扫描测量方法能解决这个问题，该方法基于这样的原理设计，即电磁辐射是被测设备(DUT)上的高频电流回路形成的。如加拿大EMSCAN公司的电磁辐射扫描系统Emscan就是根据这个原理制成的，它采用H场阵列探头(有32×40＝1280个探头)来探测DUT上的电流，在测量期间，DUT直接放在扫描器的上面。这些探头可以检测由于高频电流发生变化而引起的电磁场的变化，系统可提供RF电流在PCB上空间分布的视觉图像(图1)。

Emscan电磁兼容扫描系统已经在通信、汽车、办公电器以及消费电子等工业领域得到广泛应用，通过该系统提供的电流密度图，工程师在进行电磁兼容性标准测试前就能发现有EMI问题的区域并采取相应措施。

近场扫描原理Emscan的测量主要在活性近场区域(r<<λ/2π)进行，DUT上发出的辐射信号大部分被耦合到磁场探头上，少量能量扩散到自由空间。磁场探头耦合了近H场的磁通线以及PCB上的电流，另外它也获取一些近E场的微量成分。

大电流低电压电流源主要与磁场相关，而高电压小电流电压源则主要与电场相关，在PCB上，纯电场或者纯磁场都是很少见的。RF和微波电路中，电路的输入阻抗以及连接用的微带或者微带线，其阻抗都被设计为50欧姆，这种低阻抗设计使得这些元器件产生大电流和低电压变化，此外数字电路的趋势也是使用更低电压差的逻辑器件，同时活性近场区域内的磁场波阻抗远小于电场波阻抗。综合这些因素，大部分PCB活性近场区域能量都包含在近磁场中，因此Emscan扫描系统采用的磁场环适合于这些PCB的近场诊断。

所有的环是一样的，然而它们在反馈网络中的位置不同，因此反馈网络可感应各个环的响应，每个环相对参考源的响应都被测量出来并考虑为滤波转移函数。为了保证测量的线性度，Emscan测量的是这个转移函数的倒数。

由于采用了阵列天线和电子自动切换天线技术，因此测量速度大大加快，比手工单探头测量方案快几千倍，也比自动单探头测量方案快几百倍，能够快速有效判断电路修改前后的效果(图2)。快速扫描技术及其先进幅度保持扫描技术和同步扫描技术使该系统能有效捕捉瞬态事件，同时它采用能提升频谱分析仪测量精度的技术，提高了测量的精确性和可重复性。

评估PCB近场辐射干扰的测量方法

PCB辐射干扰情况的检查可分几步进行。首先确定需要扫描的区域，然后选择能充分采样扫描区域的探头(栅格7.5mm)，在100kHz～3GHz的频率范围内进行频谱扫描，并存储每个频率点的最大电平。注意，比较大的频率点可利用空间扫描在扫描区域内作进一步检查，这样可以定位干扰源以及关键电路路径。

被测板必须尽可能靠近扫描器板，因为随着距离增加，接收信噪比会降低，而且还会有“分离”效应。实际测量中，这个距离应该小于1.5cm。我们可以看到，对元件面的测量有时候可能会因为元器件的高度而使测量出现问题，因此元器件的高度必须要考虑，以对测量的电压电平进行校正。在基本检查中，需考虑分离距离校正因子。

我们可以很快得到测量结果，但是这些结果不能评判产品是否符合EMC特性，因为它测量的值是PCB板上的高频电流产生的电磁近场。而标准EMC测试是要求在开阔场地(OATS)或者在暗室进行的，距离为3米(即远场)。

尽管Emscan的测量不能取代标准EMC测试，但是实践证明，它确实有很多用途。通过对测量结果的分析，可以得出很多结论以利于产品的后续开发。除了得到电压电平外，下列信息也非常重要：干扰产生点、干扰分布、覆盖大区域的干扰传导路径、干扰被限制在PCB上的狭窄区域以及内部结构或临近I/O模块间的耦合等，还可以看到数字电路和模拟电路分开的效果。

上述测量可作为PCB设计质量评估的一个标准，进一步来说，如果我们已经知道了一个类似的PCB的EMC特性，我们完全可以在产品开发早期对EMC特性进行比较可靠的评估，例如是否应该采用屏蔽手段等。

特别值得一提的是，电磁场高速扫描系统还能揭示瞬态EMI问题，瞬态EMI问题在电磁兼容性测量中往往不会被检测到，但是它们会影响产品的性能和可靠性。

PCB抗干扰性能的评估

在实际使用中，所有电子设备都会受到电磁场的干扰，如果一个设备不能满足抗干扰要求，也不进行屏蔽，那么该设备的性能就会受电磁干扰的影响。事实表明，干扰信号的频率可能会有几百MHz，这些干扰主要通过连接的导体进行耦合，因此I/O模块的抗干扰设计非常重要。为了增强产品的抗干扰性能，有时不得不增加滤波等手段，这意味着会增加产品的成本。从这种角度上看，寻找一种能优化所有电路和元器件的解决方案非常重要。

通过适当修改上面提到的测量方法，在产品开发和测试阶段就能够正确评估产品的抗干扰性能。改进后的方法如下：把PCB放在扫描器板上进行频谱扫描以决定PCB的干扰频率，然后把该频率正弦波干扰信号用夹子或者适当耦合设备(如平衡线上用的T-LISN)耦合到I/O线或导体上，采用步距10MHz、频率范围能满足10MHz到150MHz(避免与PCB板的干扰频率重叠)、功率－20到0dBm(取决于耦合器件和PCB的类型)的发生器，执行与所加干扰信号一致的频率进行空间扫描。干扰信号从耦合点到PCB内的分布情况就能非常清楚地在空间扫描图形上看出来，然后可以根据下面一些原则对空间扫描结果进行解释，包括PCB上哪些区域分布有耦合上去的干扰信号、插入滤波器的有效性(衰减干扰信号)、临近I/O导体耦合情况以及PCB接地层或者区域的有效性等。

6. 关于变电站电磁辐射的国家标准

我国的电力设施安全标准比世界卫生组织建议的标准更为严格，可见只要符合国家安全标准就是相对安全的。许多国家如英国，澳大利亚，德国等，通过制订法律或者规章对工频电磁场暴露水平加以限制。到目前为止，尚无工频电磁场暴露限值的IEC标准或其他国际标准，只有ICNIRP（国际非电离辐射防护委员会）向世界各国推荐了一个电场和磁场辐射限值的导则。中国《电磁辐射暴露限值和测量方法》征求意见稿中的限值，是以ICNIRP导则为蓝本，对其中电磁场的限值做出修正后形成，取ICNIRP导则限值的1/4~1/2[1]。 我国和其他国家输变电项目环境标准比较：输变电项目的环境标准主要为电场强度和磁场强度。世界卫生组织促进建立能向全人类提供相同或相似健康水平的暴露限值及其控制措施。它批准了国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）发布的《限制时变电场、磁场和电磁场暴露的原则（300GHz以下）》，并鼓励成员国采纳这个国际性的导则。目前，各有关国际组织、各国制定的控制标准和限值基本与国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）保持一致，一些国家甚至更宽松。我国的环评导则参考标准电场强度是4千伏/米（kV/m），磁场强度是100微特斯拉（μT），相对较为严格。详见下表：标准 电场强度（kV/m，公众） 磁场强度（μT，公众）国际非电离辐射防护委员会ICNIRP的导则（1998）（50HZ） 5 100电气与电子工程师学会IEECC95.6（2002）0-3KHZ 5 904欧洲共同体法规（50HZ） 5 100欧洲标准化委员会 8.33 533英国 12 1600澳大利亚 5 100瑞士 5 1中国 4 100 为了解目前我市已建成的输变电项目的电场和磁场强度，广州市环境监测中心站选取了22个变电站、4条高压线、4个变电房进行了现场监测，共监测了30个输变电项目。实测结果表明，所有110千伏、220千伏户外、户内变电站和高压线的电场强度和磁场强度都符合相应的标准（电场强度小于4千伏/米，磁场强度小于100微特斯拉），并且随着距离的增大迅速衰减。采取全地埋方式进出高压线的户内变电站，电场强度在边界点均小于0.01千伏/米，磁场强度在9.2微特斯拉以下，远远低于标准。