建立电磁实验室有什么要求

建立电磁实验室有什么要求

时间:2020-09-30 14:11:15
如何建立电磁计量实验室
电源和接地
 1.电源
      一般接入实验室的市电电网为三相四线或三相五线制,在每一个实验室应该有独立的空气开关和熔断丝,以保证用电的可控制性和独立性。要特别注意实验室所用仪器设备的功率不能超过实际的电源容量,否则会出现频繁掉电现象或发生火灾。由于仪器设备都有很宽的电网电压适应能力,所以只要市电电压在±10%范围内正常波动,就无须考虑配备单独的交流稳压电源。而如果计量实验室附近有大功率用电设备或当地电网电压波动较大时,则很有必要使用交流稳压电源,以平稳市电电压的波动,从而避免对标准设备造成损坏,保证测量结果的准确可靠。
      计量实验室内除应提供220V,50Hz单相交流电压和380V,50Hz三相交流电压以外,在条件允许的情况下,还应该提供110V,50Hz单相交流电压,220V,400Hz单相交流电压和28V直流电压,以方便检定和校准工作的开展。
 
2.接地
      为了获得测量的完整性并有效地对电磁干扰进行屏蔽,实验室应当具有良好的接地系统。接地系统能保持一个参考电位,以保证仪器的安全,防止静电效应,限制系统与机架之间的电压,提高操作人员的安全性。接地系统还能为闪电产生的短时间电流提供放电通路,以避免电源浪涌造成的损坏。理想的地是没有电阻的,不论流过的电流有多大,在地线的不同点之间没有电压降。而实际上地线是有一定阻值的,尽管其数值很小,但是当电流在地线中流过时仍会沿地线产生电位降。因此电源系统和仪器的接地是十分关键的,这不仅关系到对人员和设备的安全保护,而且可能会对测试结果的准确度造成影响。接地电阻是一个给定的地电极和在远距离处的一个接地参考电极之间的欧姆电阻。实际接地系统的电阻由接地棒和连接电缆的电阻、接地棒和直接与其接触的土壤之间的接触电阻、接地棒周围土层的电阻等几部分组成,和接地棒周围土层的电阻相比,接地棒的电阻及接地棒和土壤之间的接触电阻通常都是比较小的。为尽量减小接地电阻,应使用埋在地下的导体网格或大的金属板来代替接地金属棒。应该定期对计量实验室的接地电阻进行测量,并采取可行的措施,保证接地电阻符合或优于国家标准,从而保证正常地开展计量检定工作。
 
环境条件
1.温度控制和监测
      实验室的空调系统必须能够提供足够的环流和通风。设计良好的系统可以提供均匀的空气流,而没有气流分层现象,它还能使实验室各处的温度梯度减到最小。但由于实验室内仪器设备和人员身体所发生的热量,总要出现一定程度的空气流分层现象,同时会使实验室温度出现一定波动,由于温度波动也影响湿度,因此温度的控制是实验室设计的关键性因素,而温度控制特别重要。
      在不同的国家和不同行业,使用者各种不同实验室温度标准。在机械和光学领域,国际上接受的温度为20℃。但是对于电磁实验室来说,温度标准的情况并不完全一致,国际对比一般在20℃下进行,我国和其他很多国家都以此作为标准温度,还有一些国家使用25℃为其标准温度,而以美国为代表的另一些国家则采用23℃为标准温度。
      大多数电子仪器都具有一定的温度变化公差范围,很多仪器规定的温度范围为±5℃,还有很多仪器或标准要求更严格的温度控制,并给出温度变化的修正系数。而各个实验室对标准温度控制的能力不尽相同,但要满足所开展计量参数的计量检定规程的基本要求为前提。例如检定高准确度直流数字电压表时要求温度的变化小于±1.0℃,而对使用多功能校准器校准手持式仪表来说,其温度控制在±5℃的范围内就足够了。尽管对大多数的标准电池和其他敏感的设备都提供了控温箱或油槽,但对放置控温箱或油槽的整个实验室仍需要进行严格的温度控制,因为环境温度的波动会影响控温箱或油槽内的温度,控温箱在温度控制的环境中会工作得更好。
      监视实验室的温度是现实温度控制的一个关键环节。进行温度监视时,应当将温度监视器安装在合理的高度,即安装在设备或操作人员的高度,这样既能有效监视测试区域,又便于观察。温度控制系统安装好以后,必须对其性能进行检查,通常要进行两种类型的测试,即绝对温度测试和温度梯度测试。温度梯度的测量由数据采集器和实验室各处悬挂的多个探头来进行。从严格意义上来说,测量温度梯度应在所有实验室的设备都运转,所有测试人员都在岗工作,以及所有的设备都关闭、人员都不在的两种情况下进行。这是确定最坏条件下,温度调整情况好坏的唯一有效方法。温度梯度的测试根据需要可以不定期进行,而绝对温度的测试是实验室空调系统正常运行的必要内容,其他方法是将温度监视器、图式记录仪或数字温度监测系统连到悬挂在实验室不同地点的温度探头上,对温度数据进行连续记录。
 
2.湿度控制
      温度监测和控制对计量实验室的工作也是非常重要的。必要避免过低或高的相对湿度,相对湿度低于20%时,静电可能损坏设备,使测量无效;相对湿度高于70%会引起泄漏,并造成测量错误。通常可以接受的相对湿度范围是(45±10)%,所开展的计量参数不同,相应规程要求的相对湿度范围也有不同变化,这主要是因为不同的标准或仪器受湿度变化的影响不同,如数字多用表比标准电阻器允许的湿度变化范围更宽,某些类型的电阻器的电阻值在潮湿季节会增加。潮气会使电阻丝表面的漆层膨胀,这样就会压缩电阻器的电阻丝,并使电阻值增加。在进行高阻(1GΩ及以上)、高压或小电流测试时,对湿度的要求更加严格。湿度控制需要由空调系统来完成,湿度的监测手段有湿度记录仪和电子式湿度传感器等。
 
3.屏蔽
      大多数实验室使用的电子测量设备对辐射电磁能量的干扰都很敏感。这样,就必须采取足够的屏蔽和滤波措施,以便把紧靠仪器附近区域内的平均场强减小到低于100μV/m。对于电源线上传导的电磁能量来说,测量出的开路电压不应大于100mV。为了把寄生信号减到最小,有时需要把电缆、仪器及房间的屏蔽结合起来进行考虑。除对电缆、仪器以及实验室的墙壁有屏蔽要求外,屏蔽的有效程序还决定于下列因素:
对于通向屏蔽室的管线和管道德人口处进行密封;
对门进行有效的屏蔽;
空气进口和排气口的屏蔽;
荧光灯具的屏蔽;
计算机和其他设备产生的噪声等。
一般情况下,电学计量实验室可能不需要专门的屏蔽措施。但当实验室的位置靠近诸如雷达、无线电台发射机或大功率脉冲激光等强干扰源时则必须采取专门的屏蔽措施。
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