1. 传导发射(Conducted Emission)测试
(1)测试频段与限值
扫地机器人作为家用和类似用途电器,通常参考 EN/IEC 55014 - 1:2021 标准进行 EMC 测试。在传导发射测试中,频段范围设定为 150kHz - 30MHz。对于家庭环境使用的扫地机器人,属于该标准中规定的对应等级。在 150kHz - 500kHz 低频段,传导发射骚扰电压限值一般为 66dBμV(准峰值);500kHz - 30MHz 高频段的限值则为 34dBμV(准峰值)。例如,若在某扫地机器人的电源线上,在 250kHz 频率点测得的骚扰电压高于 66dBμV(准峰值),则判定该设备在此频率点不符合传导发射标准要求。这是因为过高的传导发射可能会通过电源线干扰同一电网下的其他电器设备,如电视、冰箱等,影响它们的正常运行。
(2)测试方法
将扫地机器人放置在高度为 80 - 90cm 的实验台上,实验台表面根据实际使用场景选择。若模拟家庭普通地面环境,可采用木质或类似材质的非导电平面;若考虑放置在金属支架等特殊场景,可选用导电平面。被测电源线通过电源阻抗稳定网络(LISN)连接至电网,LISN 能够模拟实际电网阻抗,确保测试的准确性。对于扫地机器人的信号控制线,如连接传感器、通信模块的线缆,若标准有相关规定,同样需按照要求连接并测试。在测试过程中,过长的电缆要进行捆扎处理,折成 30 - 40cm 的线束,以减少线缆自身产生的干扰。未使用的 I/O 信号电缆末端需连接终端电阻进行终端匹配,严禁悬空,避免信号反射引发额外干扰,从而影响测试结果的准确性。
2. 辐射发射(Radiated Emission)测试
(1)测试频段与限值
辐射发射测试频段为 30MHz - 1GHz(EN/IEC 55014 - 1:2021 标准已将辐射测量频率范围扩大至 1GHz 以上,对于扫地机器人常见应用场景,先关注此频段)。对于民用扫地机器人,在 30MHz - 230MHz 频段,辐射发射限值一般为 40dBμV/m(准峰值);230MHz - 1GHz 频段的限值为 47dBμV/m(准峰值)。比如,在对某款扫地机器人进行测试时,在 80MHz 频率点,距离设备 3m 处测得的辐射发射强度若超出 40dBμV/m(准峰值),那么该设备在此频率点的辐射发射被认定为超标。超标辐射可能会干扰周围的无线通信设备,如无线路由器、手机等,影响其通信质量。
(2)测试方法
测试场地一般选择开阔场地或者半电波暗室,模拟半自由空间环境,减少外界反射对测试结果的影响。把扫地机器人放置在 0.8m 高的木桌上,木桌置于可 360 度旋转的转台上,便于全方位检测设备的辐射发射情况。接收天线高度在 1 - 4m 范围内可调节,分别进行垂直极化和水平极化测试,确保能够检测到设备在不同极化方向上的辐射发射。测量距离通常为 3m(根据标准及实际需求,也可能采用 10m 等其他距离)。测试时,先关闭受试设备,测试环境噪声电平,保证测试环境的本底噪声不会对测试结果产生干扰。接着开启扫地机器人,调整布线方式(包括设备内部线缆布局、外部连接线缆的走向等)、天线高度、天线极化方向以及转台角度,寻找设备的最大辐射点,并执行设备的不同功能(如清扫模式切换、回充功能等),确定在各种工作状态下的最大辐射模式,以此全面评估扫地机器人的辐射发射情况。
3. 谐波电流(Harmonic Current)测试
(1)测试标准与限值
参照 EN/IEC 61000 - 3 - 2:2019 + A1:2021 标准,根据扫地机器人的功率等级对其产生的谐波电流进行限制。一般来说,对于功率较小的扫地机器人(如功率小于 25W),其 2 次谐波电流限值可能为 2.3A,3 次谐波电流限值为 1.14A 等。随着设备功率的增大,各次谐波电流限值会相应调整。限制谐波电流的目的在于防止扫地机器人工作时对电网造成污染,避免影响同一电网下其他电器设备的正常运行。例如,过多的谐波电流可能会导致电网电压波形畸变,影响其他对电压质量要求较高的设备,如电脑、精密仪器等的正常工作。
(2)测试方法
在扫地机器人正常工作状态下,借助专用的谐波电流测试设备,测量其电源输入端口的电流谐波含量。测试设备需具备高精度的电流测量能力,能够精准分析各次谐波电流的幅值,并与标准限值进行对比。例如,通过将测试设备连接到扫地机器人的电源线上,实时采集电流数据,经过设备内部的算法分析,得出各次谐波电流的具体数值,再与标准规定的限值进行比较,判断是否符合要求。
4. 电压波动和闪烁(Voltage Fluctuation and Flicker)测试
(1)测试标准与要求
依据 EN/IEC 61000 - 3 - 3 标准,要求扫地机器人在启动、运行和停止过程中,引起的电网电压波动不得超过规定范围。例如,电压变化的最大值应小于 3.3%,电压变化的速率在一定时间内也有严格限制。同时,对于电压闪烁程度也有相应要求,以确保同一电网下的其他设备不受其干扰,避免出现灯光闪烁等现象。因为电压波动和闪烁可能会对一些对电压稳定性敏感的设备产生影响,如照明灯具、电子镇流器等,导致灯光闪烁、寿命缩短等问题。
(2)测试方法
利用专门的电压波动和闪烁测试仪器,连接到扫地机器人的电源输入端,监测设备在整个工作周期内(涵盖启动、稳定运行、停止等阶段)的电压变化情况。仪器会依据标准算法,计算出电压波动值和闪烁参数,并与标准限值进行比较,从而判断设备是否符合要求。比如,通过将测试仪器接入扫地机器人的电源插座,实时监测电压的变化,仪器自动记录电压波动的幅度、频率等信息,并计算出相应的闪烁参数,与标准限值进行对比,判断扫地机器人在电压波动和闪烁方面是否达标。
二、电磁抗扰度(EMS)测试项目标准及要求
1. 静电放电抗扰度(Electrostatic Discharge,ESD)测试
(1)测试等级与要求
按照 IEC 61000 - 4 - 2 标准,对扫地机器人进行静电放电抗扰度测试。对于在民用环境下使用的扫地机器人,接触放电等级通常设定为 ±4kV,空气放电等级为 ±8kV。在测试过程中,要求设备在放电瞬间及放电后,功能不受影响。例如,扫地机器人的导航系统应能准确规划清扫路径,不会因静电放电而出现定位错误;电机应保持稳定运转,清扫、吸尘等功能应正常执行,不能出现程序中断、数据丢失或设备死机等状况,确保在日常使用中,即使受到静电干扰,也能稳定工作。
(2)测试方法
使用静电放电发生器,按照标准规定的放电模式(接触放电和空气放电),对扫地机器人的外壳、操作面板、接口等容易受到静电影响的部位进行放电测试。接触放电时,放电电极直接接触被测设备表面;空气放电时,放电电极在距离被测设备表面一定距离处进行放电。每个测试点需进行多次正、负极性的放电测试,以此确保设备在各种静电放电情况下的抗扰性能。例如,在扫地机器人的外壳边角、充电接口等部位,分别进行接触放电和空气放电测试,每种放电模式下进行多次不同极性的放电操作,观察设备在放电过程中的运行状态,判断其是否满足静电放电抗扰度要求。
2. 射频电磁场辐射抗扰度(Radiated Radio - Frequency Electromagnetic Field Susceptibility)测试
(1)测试频段、场强与要求
在 80MHz - 1GHz 频段内,以 10V/m 场强对扫地机器人进行照射,持续时间不少于 1 分钟。在此期间,设备需维持正常工作状态。例如,若扫地机器人带有无线通信功能(如 WiFi 连接用于远程控制或软件升级),在该频段的射频干扰下,通信不能中断,设备与手机 APP 或云端服务器之间的数据交互应保持稳定;其导航和路径规划系统应能正常工作,不受射频干扰影响而出现误判或迷失方向的情况,以保障扫地机器人在复杂电磁环境下能够稳定完成清洁任务。
(2)测试方法
将扫地机器人放置在半电波暗室内,使用射频信号发生器和功率放大器产生特定频率和场强的射频电磁场,通过发射天线对设备进行照射。在测试过程中,监测设备的各项功能是否正常,可通过模拟实际使用场景,如在设备运行过程中进行远程控制指令发送、清扫模式切换等操作,检查设备在射频干扰环境下的可靠性。例如,在对扫地机器人进行射频电磁场辐射抗扰度测试时,同时向其发送开始清扫、暂停、回充等指令,观察设备是否能正确响应,以此评估其在射频干扰下的工作稳定性。
3. 电快速瞬变脉冲群抗扰度(Electrical Fast Transient/Burst,EFT)测试
(1)测试电压、脉冲重复频率与要求
施加 ±2kV(电源线)、±1kV(信号线)的电快速瞬变脉冲群,脉冲重复频率为 5kHz。在此干扰下,扫地机器人的控制系统应能正常工作,数据存储功能不应丢失。例如,设备存储的清扫地图数据、用户设置的个性化清扫参数等信息应完整保存,设备的清扫电机、吸尘电机等在干扰消失后应能迅速恢复正常工作,不会出现误动作或异常停机等情况,确保在遭受电快速瞬变脉冲群干扰时,扫地机器人的核心功能不受影响,能在干扰结束后继续完成清洁任务。
(2)测试方法
利用电快速瞬变脉冲群发生器,通过耦合 / 去耦网络将脉冲群信号注入到扫地机器人的电源线、信号线等线缆上。在测试过程中,观察设备的运行状态,记录设备是否出现异常情况,测试结束后检查设备的数据完整性和功能恢复情况。比如,在测试过程中,密切观察扫地机器人的电机运转是否平稳、指示灯是否正常显示、是否有异常报警等,测试结束后,检查设备存储的清扫记录、地图数据等是否完整,各项功能是否能正常恢复,以此判断设备的电快速瞬变脉冲群抗扰度性能。
4. 浪涌(冲击)抗扰度(Surge Immunity)测试
(1)测试电压与要求
针对电源线和通信线进行测试。在电源线,线 - 线之间施加 1kV 浪涌电压,线 - 地之间施加 2kV 浪涌电压;通信线根据其特性阻抗不同,施加相应的浪涌电压。测试后,扫地机器人不应出现硬件损坏,软件功能应能快速恢复正常。例如,设备的控制电路板上的电子元件不应因浪涌冲击而烧毁,软件系统在短暂中断后应能自动恢复到正常工作状态,继续执行清扫任务,且不影响清扫效果。这对于保障扫地机器人在遭受雷电等浪涌冲击时,仍能保持硬件和软件的完好性,维持正常工作至关重要。
(2)测试方法
使用浪涌发生器,通过耦合装置将浪涌电压施加到扫地机器人的电源线和通信线上。在测试过程中,监测设备的工作状态,测试结束后对设备进行全面检查,包括硬件外观检查(查看是否有元件烧毁、电路板烧焦等现象)、功能测试(检查各项清扫功能是否正常)以及数据完整性检查(确认设备存储的重要数据是否丢失或损坏)。例如,在对扫地机器人进行浪涌抗扰度测试后,打开设备外壳,检查电路板上的元件是否有明显损坏迹象,然后重新启动设备,进行清扫功能测试,检查其清扫路径规划、吸尘效果等是否正常,同时查看设备存储的清扫历史、用户设置等数据是否完整,以此综合评估设备的浪涌抗扰度性能。
5. 传导抗扰度(Conducted Susceptibility)测试
(1)测试频段、干扰信号与要求
在 150kHz - 80MHz 频段,通过注入射频干扰信号,测试扫地机器人对通过线缆传导进来的电磁干扰的抵抗能力。要求设备在受到干扰时,各项功能不受影响。例如,电机驱动系统应保持稳定运行,不会出现转速异常波动;传感器数据采集系统应能准确采集环境参数(如障碍物检测传感器、悬崖检测传感器等),不受干扰信号的影响而产生数据偏差,确保扫地机器人在复杂电磁环境下,能够准确感知周围环境,稳定执行清洁任务。
(2)测试方法
将射频信号发生器产生的干扰信号,通过耦合 / 去耦网络注入到扫地机器人的电源线、信号线等线缆上。在注入干扰信号的同时,监测设备的运行状态,观察设备是否出现异常现象,如电机抖动、灯光闪烁、控制系统报错等。例如,在测试过程中,实时监测扫地机器人的电机电流、转速等参数,观察设备在干扰信号注入时是否出现异常变化,同时观察设备的指示灯状态、是否有报警提示等,以此判断设备的传导抗扰度性能。
6. 电压跌落与中断(Voltage Dips and Interruptions)抗扰度测试
(1)测试标准与要求
依据 IEC 61000 - 4 - 11 标准,模拟电网电压跌落(如电压降低至额定电压的 70%、40% 等不同程度)和中断(持续时间从几毫秒到数秒不等)的情况,测试扫地机器人在这些异常电压情况下的抗扰能力。要求设备在电压跌落期间,关键功能应能维持一定时间。例如,备用电池系统应能及时启动(若有配备),保证控制系统和部分关键设备(如用于维持基本导航功能的设备)继续运行一段时间;在电压恢复后,设备应能自动恢复到正常工作状态,且不会对清扫任务造成不可逆的影响,如不会丢失已清扫区域的记录、不会重复清扫已完成区域等。
(2)测试方法
使用专门的电压跌落与中断模拟器,连接到扫地机器人的电源输入端,按照标准规定的电压跌落深度、持续时间和中断时间等参数,对设备进行测试。在测试过程中,监测设备的运行状态,记录设备在电压异常期间和恢复后的工作情况,评估设备是否满足标准要求。比如,在模拟电压跌落测试时,观察扫地机器人在电压降低过程中的运行状态,是否能自动切换到备用电源(若有),以及在电压恢复后,能否迅速恢复正常清扫任务,通过这些测试步骤,全面评估扫地机器人的电压跌落与中断抗扰度性能。

