IEC 60601-1-2之模拟手(Artificial Hand)

2024-08-03 07:49:52
按照IEC 60601-1-2EMC测试的时候,有时候人们会忘记连接模拟手(Artificial Hand),导致测试结果发生较大的偏差。我曾经遇到过一次,由于连接的模拟手是坏的(相当于没有接模拟手),导致本该失败的测试被误判为通过了,直到下一次迭代测试才发现问题,白白损失了开发时间。


相信很多小伙伴是知道和熟悉模拟手的,但是对于一些刚入行的小伙伴来说,也许是陌生的。那么,这次我们来聊聊模拟手。


什么是模拟手AHArtificial Hand


IEV 160-4-27是这么定义的:当处于平均操作条件时,用于模拟手持式电器与大地之间人体阻抗的一种电网(原文:an electric network simulating the impedance of the human body under average operational conditions between a hand-held electrical appliance and earth)。顾名思义,所谓的模拟手就是等效人体阻抗。


本标准的模拟手源于CISPR 16-1-2这个标准。按后者,对于那些手持式设备,若手持部分是未接地的非金属部分,那么测试的时候会要求使用模拟手。


按照CISPR 16-1-211a(即下图1注意,该图中电阻的tolerance的标注是错误的),模拟手由一个220 pF(±20%)电容串联一个510 Ω(±10%)电阻组成(RC元件)。对于MEE/MES,其中M端子接患者耦合点(对于非导电患者耦合点需要使用一定尺寸的金属箔包覆患者耦合点,然后连接到M端子;对于导电患者耦合点,直接连接到M端子),RC元件的另一端连接到大地。

试验机

1 CISPR 16-1-2 Figure 11a 模拟手RC元件


本标准对AH的规定


本标准涉及到模拟手规定的章节分别是:4.37.1.108.38.48.9


4.3规定了当MEE/MES在预期使用情况下如何使用模拟手。如下图所示。当设备是手持式的时候,手持部分按照CISPR 11或者CISPR16-1-2实施。患者耦合点的连接前文已经描述过了;如果有多个患者耦合点,那么要看是连接到同一个患者还是连接到不同患者,若是同一个患者,那么将所有患者耦合点连接到一起,然后再连接到一个模拟手,若是不同患者,那么需要分别连接到多个模拟手。假如模拟手直接连接到导电患者耦合点影响MEE/MES正常操作,那么可以使用一张绝缘薄膜(厚度5 mm以内)垫在金属箔和患者耦合点之间,金属箔连接到M端子。


试验机

2 如何使用模拟手


7.1.108.38.48.9规定在进行EmissionsEMS测试的时候,什么时候需要使用模拟手。


哪些测试需要使用AH


本标准明确规定,在进行CEEFTCS测试的时候,要求连接模拟手。


本标准也明确规定,在对患者耦合端口进行ESD测试的时候不能连接模拟手(也不能连接患者模拟器)。该测试的目的是要验操作者处理患者耦合电缆后(比如:应用电极或者应用到患者身上)的基本安全和基本性能。


本标准还规定了,对于其他测试,根据制造商的规定,也可以连接模拟手。我的建议是尽可能的根据预期使用情况按照4.3.2使用模拟手。


试验机

3 IEC 60601-1-2 Table 7 note c


使用AH需要注意哪些地方


对于需要金属箔的场合,首先关心的是金属箔粘贴在哪里。对于不需要连接患者模拟器的测试而言,直接把金属箔当作人体,患者耦合点直接连接上去即可。如果需要连接患者模拟器,那么在不影响正常使用的情况下,金属箔尽可能在患者模拟器和患者耦合点之间,如果实在做不到,那么患者耦合点连接好患者模拟器之后,再将金属箔包覆在外面。


测试之前需要仔细检查模拟手是不是符合要求。除了容值和阻值需要符合规定之外,用于连接的导线长度也需要符合要求,其长度应为1 m。如果不得不使用更长的导线,那么对于给定的长度,需要使用下面的公式来计算电线最小直径,导线的寄生电感需小于1.4 μH


试验机