Электронный измеритель длин кабелей

В данной статье кратко рассмотрен принцип работы электронного устройства измерения длин кабелей. 

Измеритель длин кабелей предназначен для оперативного измерения длин силовых, контрольных и высокочастотных кабелей, а также для определения расстояния до места повреждения кабеля (обрыв или короткое замыкание). Разработанный прибор был внедрен на предприятии, использующем кабельную продукцию.

Прибор позволяет измерять длину кабелей в пределах от 10 до 999 метров. Погрешность прибора при измерении длины нормируемых по коэффициенту укорочения кабелей в диапазоне от 100 до 999 метров не более 5%. Питание прибора осуществляется от трех элементов общим напряжением 4,5 В. Потребляемая мощность 2 Вт.

Прибор состоит из следующих составных частей:

  1. кварцевый генератор;
  2. буферный усилитель (БУ);
  3. блок выделения импульса (БВИ);
  4. фильтр нижних частот (ФНЧ);
  5. аналого-цифровой преобразователь (АЦП);
  6. цифровой индикатор;
  7. стабилизированный преобразователь напряжения.

В основу работы измерителя длин кабелей положен импульсный способ определения расстояния по времени запаздывания отраженного сигнала относительно посланного.

Рассмотрим работу прибора.

Кварцевый генератор вырабатывает  последовательность  прямоугольных  импульсов  частотой 12-20 кГц (частота  генератора  выбирается  исходя из  минимальной скорости распространения  сигнала в кабеле таким образом, чтобы время распространения сигнала в кабеле длиной 1000 метров было не больше четверти периода следования зондирующих импульсов).

Сигнал с кварцевого генератора поступает на вход буферного усилителя. Усиленный по мощности сигнал с выхода буферного усилителя подается на пару жил измеряемого кабеля через переменный резистор. При этом движок резистора должен быть выставлен в такое положение, при котором величина сопротивления резистора будет равна волновому сопротивлению измеряемого кабеля. В этом случае наступает согласование выходного сопротивления буферного усилителя и волнового сопротивления кабеля, а значит произойдет не многократное, а однократное отражение сигнала от конца линии и он сложится с входным сигналом со знаком «+» или «-» в зависимости от того, будет ли иметь место разрыв на  конце   линии   или   короткое   замыкание   (КЗ).   Поскольку   сигнал   распространяется   по   линии с определенной скоростью, то отраженный сигнал   будет смещен по времени относительно исходного  сигнала на время t1

Временные диаграммы

 

Рисунок 1 – Временные диаграммы

Фамилия автора: В.В. Наумов
Год: 2011
Город: Павлодар
Яндекс.Метрика