Стандарт ASTM D4935 «Измерение эффективности электромагнитного экранирования плоских материалов».

Стандартный метод испытаний ASTM D4935 для измерения эффективности электромагнитного экранирования плоских материалов, разработанный Американским обществом по испытанию материалов (ASTM), описывает метод испытания для измерения эффективности электромагнитного экранирования плоского материала для плоских электромагнитных волн дальнего поля. На основе измеренных данных можно рассчитать значения эффективности экранирования (SE) в ближнем поле для магнитных (H) источников для электрически тонких образцов. Значения SE электрического поля также можно рассчитать из тех же данных дальнего поля, но их достоверность и применимость еще не определены.

Метод измерения действителен в диапазоне частот от 30 МГц до 1,5 ГГц. Эти пределы не являются точными, но основаны на уменьшении тока смещения из-за снижения емкостной связи на более низких частотах и ​​перемодуляции (возбуждения мод, отличных от поперечной электромагнитной моды) на более высоких частотах для размера держателя образца, описанного в данном методе испытаний. В этом диапазоне можно выбрать любое количество дискретных частот. Для электрически тонких изотропных материалов с частотно-независимыми электрическими свойствами, такими как проводимость, диэлектрическая постоянная и магнитная проницаемость, измерения, вероятно, потребуется проводить только на нескольких частотах, поскольку значения спектральной эффективности в дальней зоне будут независимы от частоты. Если материал не является электрически тонким или если какой-либо из параметров изменяется с частотой, измерения проводятся на нескольких частотах в соответствующем диапазоне.

Данный метод испытаний неприменим к кабелям и разъемам.

Стандарт ASTM D4935 — это метод испытаний, используемый для определения эффективности электромагнитного экранирования (ЭЭ) плоских материалов. Он особенно полезен при оценке материалов, предназначенных для снижения передачи электромагнитной энергии через материал, таких как проводящие полимеры, металлические фольги, ткани с покрытием, композиты и другие экранирующие материалы.

Описанный метод определяет, насколько эффективно плоский или плоская поверхность материала ослабляет электромагнитную волну при нормальном угле падения, в условиях дальней зоны и плоской волны. Измерение, по сути, отражает суммарный эффект экранирования, возникающий в результате отражения и поглощения.

Электронные системы генерируют и принимают электромагнитную энергию. Если электромагнитное излучение не контролируется должным образом, это может привести к следующим последствиям:

• Помехи между электронными устройствами
• Нежелательные сигналы в чувствительных электронных схемах.
• Проблемы со связью
• Ошибки в датчиках и системах управления.
• Вопросы электромагнитной совместимости (ЭМС).
• Снижение надежности электронного оборудования.

Материал с хорошим электромагнитным экранированием может уменьшить количество проходящей через него электромагнитной энергии. Это особенно важно в таких областях применения, как автомобильная электроника, телекоммуникации, бытовая электроника, аэрокосмическое оборудование, электрические корпуса, медицинское оборудование и электронная упаковка.

Эффективность экранирования, часто сокращаемая как SE, обозначает снижение электромагнитной энергии, генерируемой экранирующим материалом. Обычно она выражается в децибелах (дБ). В общем,

• Низкое значение SE: Относительно низкое электромагнитное затухание.
• Высокое значение SE: большее затухание электромагнитной энергии.

Например, материал со значением SE 40 дБ обеспечивает значительно большее затухание, чем материал со значением SE 10 дБ. Измеренные характеристики экранирования зависят от таких свойств материала, как электропроводность, магнитная проницаемость, диэлектрическая постоянная, толщина, структура и частотная зависимость.

Стандарт ASTM D4935 использует коаксиальную схему передачи для оценки плоского образца. Образец помещается в специально разработанный держатель, являющийся частью схемы передачи. Подается электромагнитный сигнал, и измеряется количество энергии, прошедшей через образец. Разница между эталонным значением передачи и значением передачи через материал используется для определения эффективности экранирования. Этот метод измеряет суммарную эффективность экранирования, возникающую в результате отражения и поглощения. Стандарт также описывает измерение отраженной и поглощенной мощности с использованием калиброванного двунаправленного ответвителя.

Одной из ключевых особенностей стандарта ASTM D4935 является указанный диапазон частот. Метод приблизительно применим в этом диапазоне: от 30 МГц до 1,5 ГГц. Пределы зависят от характеристик испытательной установки и условий электромагнитного излучения. Для материалов, электрические свойства которых изменяются в зависимости от частоты, могут потребоваться измерения на нескольких частотах для адекватной характеристики их экранирующих свойств.

Стандарт ASTM D4935 предназначен для плоских материалов. Примерами могут служить:

• Проводящие полимерные листы
• Металлические фольги
• Проводящие покрытия
• Проводящие ткани
• Полимеры, наполненные углеродом
• пластмассы, наполненные металлом
• Композитные материалы
• Электромагнитные экранирующие пленки
• Ламинированные защитные материалы
• Электропроводящие пластины

Этот метод не предназначен для кабелей или разъемов.

На измеряемую эффективность защиты могут влиять несколько факторов:

• Частота: Эффективность защиты может значительно варьироваться в зависимости от частоты. Материал может хорошо работать на одной частоте, но обеспечивать более низкую защиту на другой.
• Толщина материала: Толщина может влиять на поглощение и общее электромагнитное затухание материала.
• Электропроводность: Проводящие материалы, как правило, обладают высокой способностью отражать электромагнитную энергию. Поэтому металлы и электропроводящие композиты часто используются в экранирующих целях.
• Структура материала: пористость, волокна, наполнители, покрытия, межфазные границы и многослойная структура — все это может влиять на электромагнитные свойства.
• Испытательное оборудование и соединения: Точность измерения зависит не только от материала, но и от системы линий электропередачи, оборудования, приборов и соединений.

На погрешность измерений могут влиять свойства материалов, несоответствия в линиях передачи, динамический диапазон измерительной системы и точность вспомогательного оборудования. Отклонения от установленной процедуры могут увеличить погрешность.

Как правило, этот процесс включает следующие этапы:

• Плоский образец изготавливается в соответствии с требуемыми размерами.
• Образец подготавливается к тестированию, когда этого требует реализуемая программа испытаний.
• Измерительная система подготовлена ​​и откалибрована.
• Образец помещается в коаксиальный испытательный аппарат.
• Электромагнитные сигналы подаются на выбранных частотах.
• Измеряется передаваемый сигнал.
• Измеренное значение коэффициента пропускания сравнивается с эталонным измерением.
• Эффективность защиты измеряется в децибелах.
• Зарегистрирована зависимость эффективности защиты от частоты.
• Проводится оценка неопределенности измерений, и результаты представляются в отчете.

Подготовка образцов, конфигурация приспособлений, калибровка, последовательность измерений и требования к отчетности должны соответствовать данному стандарту.

Электромагнитное экранирование, с точки зрения отражения и поглощения, обычно включает в себя несколько механизмов. Отражение происходит, когда электромагнитная энергия сталкивается с материалом, обладающим подходящими электрическими свойствами, в частности, высокой проводимостью. Поглощение происходит, когда электромагнитная энергия рассеивается внутри материала. В практических приложениях экранирования общая эффективность экранирования может зависеть от обоих механизмов. Вместо того чтобы рассматривать экранирование исключительно как показатель проводимости материала, стандарт ASTM D4935 определяет суммарную эффективность экранирования, связанную с отражением и поглощением.

Стандарт ASTM D4935 может применяться к автомобильным материалам, где важна электромагнитная защита. Возможные области применения:

• проводящие пластиковые компоненты
• Корпуса электронных блоков управления
• Аккумулятор и компоненты электрической системы
• Корпуса датчиков
• Защитные пленки и фольга
• Проводящие внутренние компоненты
• Композитные материалы для электромагнитного экранирования
• Материалы, используемые вблизи чувствительного электронного оборудования.

Поскольку в транспортных средствах все чаще используются радары, беспроводная связь, датчики, камеры, высоковольтные системы и электронные блоки управления, электромагнитная совместимость приобретает все большее значение. Поэтому стандарт ASTM D4935 может служить полезным методом характеризации материалов на уровне отдельных компонентов при их выборе и разработке.

На протяжении многих лет наша организация, располагающая компетентной и опытной командой, понимает потребности своих клиентов, предоставляет им необходимые передовые услуги по тестированию и помогает в создании, внедрении и совершенствовании систем управления. В рамках этой деятельности мы также предоставляем услуги по тестированию в соответствии со стандартом ASTM D4935.