IEC 60601-1-2之模擬手（Artificial Hand）

2024-08-03 07:49:52

按照IEC 60601-1-2做EMC測試的時(shí)候，有時(shí)候人們會忘記連接模擬手（Artificial Hand），導(dǎo)致測試結(jié)果發(fā)生較大的偏差。我曾經(jīng)遇到過一次，由于連接的模擬手是壞的（相當(dāng)于沒有接模擬手），導(dǎo)致本該失敗的測試被誤判為通過了，直到下一次迭代測試才發(fā)現(xiàn)問題，白白損失了開發(fā)時(shí)間。

相信很多小伙伴是知道和熟悉模擬手的，但是對于一些剛?cè)胄械男』锇閬碚f，也許是陌生的。那么，這次我們來聊聊模擬手。

什么是模擬手（AH，Artificial Hand）

IEV 160-4-27是這么定義的：當(dāng)處于平均操作條件時(shí)，用于模擬手持式電器與大地之間人體阻抗的一種電網(wǎng)（原文：an electric network simulating the impedance of the human body under average operational conditions between a hand-held electrical appliance and earth）。顧名思義，所謂的模擬手就是等效人體阻抗。

本標(biāo)準(zhǔn)的模擬手源于CISPR 16-1-2這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。按后者，對于那些手持式設(shè)備，若手持部分是未接地的非金屬部分，那么測試的時(shí)候會要求使用模擬手。

按照CISPR 16-1-2圖11a（即下圖1，注意，該圖中電阻的tolerance的標(biāo)注是錯(cuò)誤的），模擬手由一個(gè)220 pF（±20%）電容串聯(lián)一個(gè)510 Ω（±10%）電阻組成（RC元件）。對于MEE/MES，其中M端子接患者耦合點(diǎn)（對于非導(dǎo)電患者耦合點(diǎn)需要使用一定尺寸的金屬箔包覆患者耦合點(diǎn)，然后連接到M端子；對于導(dǎo)電患者耦合點(diǎn)，直接連接到M端子），RC元件的另一端連接到大地。

試驗(yàn)機(jī)

圖1 CISPR 16-1-2 Figure 11a 模擬手RC元件

本標(biāo)準(zhǔn)對AH的規(guī)定

本標(biāo)準(zhǔn)涉及到模擬手規(guī)定的章節(jié)分別是：4.3，7.1.10，8.3，8.4和8.9。

4.3規(guī)定了當(dāng)MEE/MES在預(yù)期使用情況下如何使用模擬手。如下圖所示。當(dāng)設(shè)備是手持式的時(shí)候，手持部分按照CISPR 11或者CISPR16-1-2實(shí)施?；颊唏詈宵c(diǎn)的連接前文已經(jīng)描述過了；如果有多個(gè)患者耦合點(diǎn)，那么要看是連接到同一個(gè)患者還是連接到不同患者，若是同一個(gè)患者，那么將所有患者耦合點(diǎn)連接到一起，然后再連接到一個(gè)模擬手，若是不同患者，那么需要分別連接到多個(gè)模擬手。假如模擬手直接連接到導(dǎo)電患者耦合點(diǎn)影響MEE/MES正常操作，那么可以使用一張絕緣薄膜（厚度5 mm以內(nèi)）墊在金屬箔和患者耦合點(diǎn)之間，金屬箔連接到M端子。

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圖2 如何使用模擬手

而7.1.10，8.3，8.4和8.9規(guī)定在進(jìn)行Emissions和EMS測試的時(shí)候，什么時(shí)候需要使用模擬手。

哪些測試需要使用AH

本標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定，在進(jìn)行CE、EFT和CS測試的時(shí)候，要求連接模擬手。

本標(biāo)準(zhǔn)也明確規(guī)定，在對患者耦合端口進(jìn)行ESD測試的時(shí)候不能連接模擬手（也不能連接患者模擬器）。該測試的目的是要驗(yàn)操作者處理患者耦合電纜后（比如：應(yīng)用電極或者應(yīng)用到患者身上）的基本安全和基本性能。

本標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了，對于其他測試，根據(jù)制造商的規(guī)定，也可以連接模擬手。我的建議是盡可能的根據(jù)預(yù)期使用情況按照4.3.2使用模擬手。

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圖3 IEC 60601-1-2 Table 7 note c

使用AH需要注意哪些地方

對于需要金屬箔的場合，首先關(guān)心的是金屬箔粘貼在哪里。對于不需要連接患者模擬器的測試而言，直接把金屬箔當(dāng)作人體，患者耦合點(diǎn)直接連接上去即可。如果需要連接患者模擬器，那么在不影響正常使用的情況下，金屬箔盡可能在患者模擬器和患者耦合點(diǎn)之間，如果實(shí)在做不到，那么患者耦合點(diǎn)連接好患者模擬器之后，再將金屬箔包覆在外面。

測試之前需要仔細(xì)檢查模擬手是不是符合要求。除了容值和阻值需要符合規(guī)定之外，用于連接的導(dǎo)線長度也需要符合要求，其長度應(yīng)為1 m。如果不得不使用更長的導(dǎo)線，那么對于給定的長度，需要使用下面的公式來計(jì)算電線最小直徑，導(dǎo)線的寄生電感需小于1.4 μH。

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