Как сделать измеритель длины кабеля
Измеритель длины кабеля. Как выбрать?
Когда возникает необходимость измерения длины кабеля, разумеется, лучшим способом является перемотка и определение метража прямым методом. Конечно, можно измерять длину в бухтах и на барабанах косвенно, без перемотки. Мы не будем рассматривать данные варианты.
Для магазинов, складов, где осуществляется отгрузка кабеля, при производстве (для измерения суточной нормы), требуется достаточная точность измерений. Именно здесь встают вопросы какой измеритель длины установить на перемоточный станок или станок с каким измерительным устройством приобрести?
Кстати, вопросы измерения метража встают не только перед кабельщиками, часто таким вопросом задаются и при перемотке троса, шнура, веревки, шлангов, ленты, мебельной кромки и пр.
Критериями при выборе, как правило, является стоимость измерителя, простота в обслуживании, точность измерения, надежность или срок службы, и конечно измеритель не должен повреждать материал. Вот, наверное, основные пункты, на которые следует обращать внимание при выборе измерительного прибора.
Итак, из наиболее популярных можно выделить три типа измерителей длины:
Самый беспритязательный — это, конечно же, механический. Конструкция достаточно простая — непосредственно механический счетчик оборотов на валу которого установлены мерные колеса. Главное преимущество — это возможность использования в местах, где нет электричества или нет возможности подключения к питанию. Но, у механического измерителя целый ряд недостатков, остановимся на некоторых из них:
Как альтернативу механическому рассмотрим лазерный или как его еще называют оптический измеритель длины кабеля. Это современный и точный прибор. Но многих останавливает высокая стоимость, к тому же такие измерители очень чувствительны к температурным перепадам, изменениям влажности. Оптика загрязняется при использовании на открытом воздухе, промышленных предприятиях и складах. И еще, не все оптические измерители являются реверсивными.
Измеритель длины кабеля ИДМ-30, производства «СМОЛ»
Наиболее оптимальным является колесный измеритель с электронным счетчиком импульсов. У него вполне приемлемая стоимость. Достаточно высокая точность измерений. Есть возможность корректировки показаний при износе измерительного ролика. Такие приборы можно запрограммировать. Подробнее электронный колесный измеритель метража рассмотрим на примере прибора серии ИДМ, производства компании «СМОЛ». Компания почти 20 лет выпускает измерители длины, хорошо зарекомендовала себя на рынке и к тому же имеет собственную разработку электронного импульсного счетчика ИД-2.
Счетчик в их измерителях имеет сварной корпус, что максимально обеспечивает защиту от пыли, влаги и грязи (в интернете есть краш тесты данного счетчика). Как преимущество, отметим реверс, большой индикатор с крупными цифрами, наличие звукового сигнала. Имеются датчики с защитой от перегрузок. Непосредственно в счетчике ИД-2 применены оригинальные технологии повышения точности (в 4 раза по отношению к стандартно используемым алгоритмам в других счетчиках). Точность измерения длины кабеля, кроме всего прочего, определяется линейным участком, в зоне измерения, у ИД-2 это конструктивно выдержано. В измерителях ИДМ используются мерные колеса диаметром около 100 мм. Ширина колеса в измерителе важна! Чем меньше диаметр колеса, тем больше прикладываемая сила, что влечет к проскальзыванию и как следствие, погрешности в измерении.
Недавно компания выпустила новую модификацию счетчика ИД-2, имеющую универсальное питание: как переменное 220 В, так и постоянное 12-24 В. Теперь счетчик можно запитать от аккумулятора и тем самым измерители стали более мобильными.
Сообщества › Электронные Поделки › Блог › Прошу помощи с ардуино! Измеритель длины проводки.
Всех приветствую!
Я тут пытаюсь сделать измеритель длины электропроводки, по аналогии с этим проектом:
видео
Соорудил я такой аппарат:
Но есть беда — на «пограничных» положениях срабатывания датчика, счетчик начинает считать непрерывно.
Вот видео проблемы:
Датчики пробовал и оптический, и Холла, но ложные срабатывания остались. Как я понимаю, если бы протяжка была непрерывной, то проблемы бы не было. Но по закону подлости, в момент перехвата руки, колесо может остановиться/сильно замедлиться как раз на пограничной зоне и произойдет несколько ложных срабатываний.
Скорость намотки небольшая — ручная протяжка 1,5-3м/сек, длинна окружности 38см, обороты — до 10 об/сек.
Знающие люди, подскажите пожалуйста, что можно сделать? Какой датчик применить или как код подправить? Как добиться максимальной точности (мереть буду куски 10-100м)?
UPD: программировать не умею, знание кода на ардуино ограничелось «копировать» и «вставить».
Комментарии 54
Можно и с одним датчиком. Только после приёма импульсов задержка нужна. А высчитать её можно исходя из предельно ожидаемой частоты вращения колеса.
ну там же чувак написал что оптика зло датчик хола рулит
а я писал, что ставил и оптический датчик, и Холла — проблема остается
нужно поставить три датчика любых хоть холл хоть оптических,
и расположить их так чтоб импульсы ихшли так 1.2.3.1.2.3 итд,
это будет тоже самое что энкодер но дешеве!
я не умею программировать и написать скетч не смогу ((
поищи скетч для энкодера, он должен подайти к трём датчикам
я не умею программировать и написать скетч не смогу ((
Да ты за это время научился бы. У того же Гайвера есть целый курс уроков по ардуино, заменить кусочек скетча распознающего импульсы, на уже готовый кусок скетча энкодера, найденый в интернете думаю не так сложно. Попробуй ардуино это просто…
Если нужно точное позиционирование, ставить несколько датчиков от центра колёса до края и считывать их, прописав в коде считывать импульс один раз пока не сработает другой.
Два датчика и «код Грея»
Разве распространённое название — Энкодер,
про который я писал уже раньше,
это не одно и тоже.
А два датчика и «код Грея» это уже по научному
и не всем понятно :)))
Все остальные предложения либо избыточны,
либо неэффективны.
В данную поделку изначально напрашивается энкодер,
без вариантов.
Нууу… Энкодер это отдельный девайс как правило, и хороший стоит как партия таких измерителей ))) а так да, Вы правы.
просто если поставить 2 датчика и применить код Грея,
то точность останется такая же,
кратна длине окружности.
А если поставить энкодер,
да пусть даже и не дорогой китайский,
для таких задач вполне хватит,
то исключается срабатывание на пограничной области,
увеличивается точность измерения
равной углу поворота на один шаг энкодера,
а так же будет возможность отматывать назад провод.
просто если поставить 2 датчика и применить код Грея,
то точность останется такая же,
кратна длине окружности.
А если поставить энкодер,
да пусть даже и не дорогой китайский,
для таких задач вполне хватит,
то исключается срабатывание на пограничной области,
увеличивается точность измерения
равной углу поворота на один шаг энкодера,
а так же будет возможность отматывать назад провод.
механический энкодер (с алиэкспрес), мне кажется, быстро умрет?
Была такая идея: поставить два датчика холла по окружности на небольшом расстоянии (пару см) и, в зависимости от последовательности их срабатывания, добавлять или вычитать длину окружности.
Сейчас, сигналом к прибавлению показаний, служит срабатывание датчика. Но, если датчиков будет два, то сигналом к прибавлению/вычитанию должен стать факт поочерёдного срабатывания обоих датчиков. Тогда, по идее, дребезг не страшен. Если написать такой скетч, то тогда можно будет добавить количество магнитов, дабы повысить точность. А сейчас, добавление магнитов, повышает вероятность дребезга.
Дело осталось за малым – найти человека, который занимается этим как хобби и напишет скетч за недорого )))) Ато я узнавал в конторах – 5тыс минимум, при том что МК, диплей и датчики 300-400руб!
Как сделать измеритель длины кабеля
Очевидно, что самым точным методом измерения длины кабеля является прямой метод, например с помощью рулетки.
Однако на практике, по ряду причин, пользоваться этим методом крайне затруднительно.
На практике широкое распространение получили методы измерения длины кабеля на барабанах или в бухтах посредством их перемотки, а также два широко-известных косвенных метода измерения длины кабеля на барабане или в бухте без их размотки или перемотки:
1). По сопротивлению жил (DC-метод), реализуется при помощи миллиомметра; 2). Методом локации (TDR-метод), реализуется при помощи рефлектометра.
Для измерения длины кабеля TDR-методом в принципе можно использовать любой рефлектометр: РЕЙС-45, РЕЙС-100, РЕЙС-105, РЕЙС-205, РЕЙС-305, РЕЙС-405 или СТЭЛЛ-4500.
Каждый из этих двух методов имеет свои достоинства и свои недостатки, а также особенности измерения.
Главная особенность каждого метода состоит в том, что перед измерением длины кабеля нужно устанавливать в приборе для каждого метода определенные исходные данные. Поэтому, если перед измерением Вы о кабеле ничего не знаете, и не можете определить эти исходные данные, то и не сможете измерить его длину с требуемой точностью.
Погрешность измерения длины кабеля прибором РЕЙС-50 в любом из имеющихся 2-х методов измерения складывается из двух составляющих: инструментальной погрешности(погрешность собственно прибора) и методической погрешности (погрешности оператора).
Следует учитывать, что инструментальная погрешность прибора РЕЙС-50 очень мала (см. таблицу «Технические характеристики прибора РЕЙС-50»). Поэтому практически все погрешности измерения зависят от оператора, от правильности установки исходных величин и правильности методики измерения.
Для точного измерения длины кабеля по сопротивлению жил, нужно знать погонное сопротивление этих жил. Или нужно точно знать сечение жилы и материал, из которого она сделана, а также температуру жилы.
Если погонное сопротивление неизвестно, то его можно измерить самим прибором РЕЙС-50, но для этого нужно иметь кусок точно такого-же кабеля с точно известной длиной, например измеренной рулеткой.
Кроме того, для получения точного результата нужно быть уверенным, что сечение жилы равномерно по всей длине кабеля. Нужно быть уверенным также и в том, что жила по всей длине сделана точно из одного и того-же материала.
Если не учитывать указанные факторы, то погрешность измерения может оказаться значительно больше, чем инструментальная погрешность прибора.
Для точного измерения длины кабеля методом локации нужно знать точное значение коэффициента укорочения этого кабеля, который характеризует скорость распространения импульса в кабеле.
Дело в том, что указанные коэффициенты для большинства используемых на практике кабелей не указываются в документации на кабель, а должны быть определены экспериментальным путем.
Этот коэффициент зависит от ряда характеристик кабеля, в том числе от материала изоляции кабеля, от равномерности материала этой изоляции по длине кабеля, от повива жил кабеля (т.е. сколько скруток на метр и равномерно ли они распределены по всему кабелю).
Коэффициент укорочения кабеля можно измерить экспериментально самим прибором РЕЙС-50, но для этого нужен отрезок точно такого-же кабеля с точно известной длиной, которую Вы померяли, например, рулеткой.
Однако если Вы даже и измерили коэффициент укорочения самим прибором РЕЙС-50, то для того, чтобы затем точно измерить длину кабеля на барабане или в бухте, нужно быть уверенным, что материал изоляции одинаковый по всей длине кабеля. Нужно быть уверенным также и в том, что скрутка жил по всей длине одинакова.
На фотографии, расположенной в начале этой страницы, показаны результаты измерения рефлектометром РЕЙС-105М1 коэффициента укорочения 4-х жильного не экранированного телефонного плоского кабеля по куску этого кабеля длиной 45 метров, в двух состояниях: в размотанном состоянии и в смотанном в навал. В данном случае разница в измерениях составила 1,62%. Если смотать этот же кабель по-другому, например в бухту виток к витку, то разница будет другой.
Таким образом, если для измерения длины не экранированного кабеля, находящегося в размотанном состоянии или проложенного в кабельном канале или в другом месте, используется коэффициент укорочения, измеренный рефлектометром по куску такого же кабеля, но смотанного в бухту, то погрешность измерения длины увеличится по меньшей мере на 1,62%.
Напрашивается ответ, что измерять длину кабеля на барабане или в бухте методом локации можно, но при соблюдении таких требований:
1). Вы точно знаете что оба кабеля (измеряемый кабель на барабане и отрезок кабеля известной длины, используемый для измерения коэффициента укорочения) изготовлены на одном и том-же заводе.
2). Вы точно знаете, что материал изоляции один и тот-же как по всей длине отрезка кабеля, взятого для измерения укорочения, так и в вашей бухте (на барабане).
3). Вы точно знаете, что количество скруток жил на единицу длины в этих кабелях одинаково и одно и то-же по всей длине.
4). Отрезок кабеля, использованный для измерения укорочения, и измеряемый кабель смотаны в точно одинаковые по диаметру и расположению витков бухты или барабаны.
5). Длины отрезка кабеля, использованного для измерения укорочения, и измеряемого кабеля, по длине должны быть одного и того-же порядка.
Если не учитывать эти особенности, то можно получить погрешность измерения методом локации значительно большую, чем инструментальная погрешность прибора РЕЙС-50 в режиме рефлектометра.
Измеритель длины кабеля РЕЙС-50
Назначение
Измеритель длины кабеля РЕЙС-50 это цифровой портативный (карманный) прибор, разработан фирмой СТЭЛЛ для широкого применения при измерении длин силовых кабелей, кабелей связи, контрольных кабелей, кабелей управления и всех других типов кабелей и проводов.
Поэтому в приборе РЕЙС-50 фирмой СТЭЛЛ использованы самые современные методы измерений и обеспечена максимально возможная автоматизация измерений.
При использовании TDR – метода с прибора в кабель посылается короткий зондирующий импульс, который распространяется по линии со скоростью, сравнимой со скоростью света.
По времени задержки отраженного импульса относительно зондирующего определяется расстояние до конца кабеля (в автоматическом режиме или в ручном режиме).
По форме отраженного импульса можно определить состояние кабеля в его конце (разомкнут или короткозамкнут).
Разрабатывая прибор РЕЙС-50 мы учли, что часть пользователей могут быть квалифицированными специалистами и захотят провести измерения кабеля более досконально, например проверить правильность результатов режима автоматического измерения длины TDR – методом. Или использовать имеющийся в приборе рефлектометр для других целей, например отыскания повреждений в кабелях.
В ручном режиме прибор РЕЙС-50 работает как обычный цифровой рефлектометр.
Если в кабеле есть хотя бы две одинаковые изолированные жилы, то можно измерить длину кабеля, подключив прибор к этим жилам с одного конца кабеля.
В этом случае нужно обязательно качественно накоротко соединить эти жилы на другом конце кабеля. А для получения длины кабеля измеренное значение нужно поделить на 2.
При измерении длины одиночного изолированного проводника прибор нужно подключать к обоим концам кабеля.
Основные области применения прибора РЕЙС-50
Дополнительные области применения прибора РЕЙС-50
Отличительные особенности прибора РЕЙС-50
Максимальная автоматизация измерений
Перед измерением длины кабеля оператору необходимо подключить ко входу прибора один из присоединительных кабелей, входящих в комплект поставки, и метод измерения будет установлен автоматически.
Если Вы выбрали для измерения длины кабеля TDR-метод, то перед запуском автоматического измерения прибор РЕЙС-50 предложит Вам установить коэффициент укорочения кабеля, или выбрать его из таблицы.
На случай, если коэффициент укорочения измеряемого кабеля Вам неизвестен, в приборе предусмотрена возможность экспериментального определения коэффициента укорочения по отрезку кабеля известной длины, с сохранением результата во встроенной энергонезависимой памяти с временем хранения не менее 10 лет.
Если Вами выбран DC-метод измерения длины кабеля, то перед запуском автоматического измерения прибор РЕЙС-50 предложит Вам указать материал жилы (Медь или Алюминий) и погонные параметры жилы кабеля (или проводника) такие как: погонное сопротивление, диаметр или AWG.
После этого измерение длины кабеля (провода) прибор выполнит автоматически и высветит длину кабеля крупными цифрами на экране прибора.
За счет максимальной автоматизации измерений прибор РЕЙС-50 позволяет выполнить измерение длины кабеля с удивительной простотой.
Если Вы захотите воспользоваться прибором РЕЙС-50 как обычным универсальным рефлектометром, то Вам достаточно перейти в ручной режим.
Анализируя рефлектограмму можно определить замкнут или разомкнут другой конец кабеля и при помощи двух специальных вертикальных подвижных курсоров измерить длину кабеля, сохранить рефлектограмму в памяти, сравнить ее с ранее измеренной и т.д.
Прибор РЕЙС-50 позволяет установливать, измерять и сохранять в памяти не коэффициенты укорочения (КУ) кабелей.
При измерении кабелей зарубежного производства вместо коэффициента укорочения можно установить фактор скорости (VOP) или половину скорости распространения импульсного сигнала (V/2).
В приборе РЕЙС-50 реализованы все возможности полноценного импульсного рефлектометра.
Минимальные размеры и вес
Измеритель длины кабелей РЕЙС-50 является самым малогабаритным и легким из всех приборов данного класса, как зарубежных так и отечественных.
Это очень удобно как при работе в стесненных условиях, например в переполненном складе, так и на открытой площадке, а также при прокладке кабелей, как летом так и зимой, при ярком солнечном свете и в темноте.
Несмотря на малые габариты прибор РЕЙС-50 оснащен достаточно крупным (для данного корпуса) жидкокристаллическим экраном с разрешением 128х64 пикселей.
Такой экран обеспечивает полноценную индикацию всех режимов и параметров прибора в автоматическом режиме измерения, так и в экспертном (ручном) режиме при TDR-методе.
При этом в автоматическом режиме отображаются все режимы измерения, параметры и крупным шрифтом — результат измерения длины.
В ручном режиме отображаются все параметры и режимы работы прибора, а также рефлектограмма измеряемого кабеля и измерительные курсоры.
Для удобства работы в разных условиях освещенности предусмотрено включение подсветки экрана с регулировкой уровня подсветки.
Подсветка экрана включается с клавиатуры и позволяет выбрать несколько уровней яркости.
Малое энергопотребление
В приборе РЕЙС-50 использованы новые технические решения и приняты все возможные меры для сокращения энергопотребления.
В результате достигнута очень низкая средняя потребляемая мощность, которая составила всего 0,3 Вт.
Питается прибор от 4-х аккумуляторов типоразмера ААА. Вместо аккумуляторов можно использовать батареи типоразмера ААА.
Для подзарядки аккумуляторов можно использовать три источника: USB порт компьютера, сетевой блок питания с выходным мини-USB разъемом (входит в комплект поставки), блок питания от бортовой сети автомобиля через прикуриватель (в комплект поставки прибора не входит, но можно заказать у нас как дополнительный аксесуар).
Сертификат и связь с компьютером
Прибор РЕЙС-50 имеет свидетельство об утверждении типа средства измерения (сертификат) и внесен в российский Госреестр средств измерения.
Прибор РЕЙС-50 имеет связь с компьютером по интерфейсу USB. Результаты измерений, сохраненные в памяти прибора, могут быть переданы в компьютер по USB для анализа, обработки и архивирования.
Встроенная память данных и результатов измерений
Низкая цена
Несмотря на лучшие для данного класса приборов функциональные возможности и технические характеристики и исключительное удобство использования, цена прибора «Измеритель длины кабеля РЕЙС-50» ниже цен аналогичных приборов других производителей.
Приобретая прибор РЕЙС-50 пользователь получает не только два автоматических измерителя длины кабеля двумя методами ( TDR и DC), но и пусть маленький, но полнофункциональный цифровой рефлектометр.
Достоинства измерителя длины кабеля РЕЙС-50
Несомненными достоинствами прибора РЕЙС-50 перед аналогичными приборами как зарубежных, так и отечественных производителей (сравнивались 10 приборов зарубежного и отечественного производства разных фирм, в том числе экспериментальные сравнения) являются следующие:
Технические характеристики прибора РЕЙС-50
Максимальная длина измеряемых кабелей:
Разрешение по длине:
Инструментальная погрешность измерения длины:
Диапазон измеряемых сопротивлений (при
Погрешность измерения сопротивления (при
Имеется датчик температуры
Диапазон погонных сопротивлений (при
LCD дисплей с разрешением 128х64,
4 аккумулятора ААА (или 4 батареи ААА)
Мощность потребления, не более
Диапазон рабочих температур
Комплект поставки прибора РЕЙС-50
Измеритель длины кабеля РЕЙС-50
Аккумуляторы размера ААА
Кабель присоединительный с датчиком температуры
Кабель присоединительный (для TDR-метода)
Руководство по эксплуатации
Сумка для переноски
Примечание. Комплект поставки зависит от модификации. Подробнее смотри здесь.
Присоединительные кабели для РЕЙС-50
Влияние реальных условий на погрешность измерения длины кабеля
Есть несколько составляющих погрешности измерения длины линии приборами с TDR-методом и DC-методом.
Погрешность конструкции кабеля по длине, обусловленная: непостоянством диаметра жил кабеля по длине (важно для DC-метода), непостоянством толщины изоляции по длине (важно для TDR-метода), нестабильность шага повива жил по длине (важно как для DC-метода, так и для TDR-метода).
Погрешность материала жил и материала изоляции, обусловленная: наличием примесей в материале или заменой материала жил при производстве кабеля (важно для DC-метода), заменой материала изоляции при производстве кабеля TDR-метода.
Погрешность длины пар в многопарном кабеле, так как разные пары одного и того же многопарного кабеля могут иметь неодинаковую длину.
Методическая погрешность, обусловленная погрешностью методики измерения, например неточностью установки курсоров по рефлектограмме при измерении длины кабеля в ручном режиме TDR-метода.
Методическая погрешность определяется только правильностью действий оператора, т.е. зависит от его опыта и умения (при ручном TDR-методе), или правильностью алгоритма измерения длины (при автоматическом TDR-методе).
Влияние инструментальной погрешности
Инструментальная погрешнось современных измерителей длины кабеля, к которым относится прибор РЕЙС-50, пренебрежительно мала по сравнению с совокупностью всех других составляющих. Поэтому ее влиянием можно пренебречь.
Влияние погрешности установки исходных величин
Эта погрешность зачастую на практике вносит самый большой вклад в погрешность измерения длины, так как длина кабельной линии рассчитывается как раз на основе этих исходных величин.
Так, если при измерении длины кабеля TDR-методом установить в приборе неточное значение коэффициента укорочения, например отличающееся от действительного значения на 2%, то и погрешность измерения длины кабеля также будет не лучше чем 2%.
Аналогично, если при измерении DC-методом установить неточное значение погонного сопротивления жилы, например отличающееся от действительного значения на 1,5%, то погрешность измерения длины кабеля будет не лучше чем 1,5%.
Также важное влияние на погрешность измерения длины кабеля DC-методом оказывает погрешность установки или измерения температуры жил кабеля.
Так, например, если в приборе установить температуру жил кабеля с погрешностью 1ºС, то погрешность измерения длины кабеля таким прибором будет не лучше 0,4%.
Поэтому в приборе РЕЙС-50 погрешность установки температуры составляет 0,1ºС.
Измерение же температуры жил кабеля с погрешностью 0,1ºС является довольно сложной задачей.
Таким образом, для достижения минимально возможной погрешности измерения длины кабеля DC-методом в приборе должна быть установлена температура жил кабеля с погрешностью не хуже 0,1ºС.
Влияние погрешности конструкции кабеля по длине
Если диаметр жилы кабеля неодинаков по длине, что может быть следствием отклонения процесса производства от нормы, то погонное сопротивление жилы также будет изменяться по длине.
Это приведет к дополнительной погрешности при измерении длины такого кабеля DC-методом.
Если же из-за нарушения процесса производства толщина изоляции или шаг повива жил кабеля будут непостоянными, то непостоянным будет и коэффициент укорочения по длине кабеля.
Это будет причиной дополнительной погрешности при измерении длины кабеля TDR-методом.
Влияние примесей в материале жил и материале изоляции. Влияние занижения диаметра жил
Погонное сопротивление жилы кабеля определяется материалом жилы (алюминий или медь).
Если перед измерением длины кабеля прибором РЕЙС-50 в режиме DC-метода появилось подозрение в отличии материала жилы кабеля от меди или алюминия, то сначала целесообразно определить погонное сопротивление этого кабеля (прибором РЕЙС-50) по отрезку такого же кабеля известной длины.
А уже после этого измерить длину всего кабеля прибором РЕЙС-50.
В последнее время часто встречаются случаи поставки кабеля с заниженным значением сечения проводников по сравнению с паспортными данными (с этикеткой) на кабель.
Причина — производители всеми путями стараются сократить расход материалов (меди или алюминия) на изготовление кабеля.
Для подтверждения этого достаточно замерить диаметр жил кабеля микрометром.
Занижение производителем диаметра проводника приводит к увеличению погонного сопротивления этого проводника и, как следствие, к появлению дополнительной погрешности в измерении длины такого проводника (кабеля) DC-методом.
Так обычно бывает, когда сечение измеряемого кабеля берется из этикетки на кабель.
Если производитель кабелей каждый раз использует разные примеси в материале изоляции, то диэлектрическая проницаемость изоляции каждый раз будет разной.
Это приводит к непостоянству коэффициента укорочения при измерении длин разных партий одного и того-же типа кабеля TDR-методом.
Влияние неодинаковости длины разных пар в многопарном кабеле
В таком кабеле для разных пар будут разными и коэффициенты укорочения и погонные сопротивления жил.
Поэтому, установив один коэффициент укорочения при измерении TDR-методом, для разных пар одного и того же кабеля можно получить неодинаковые результаты измерения длины.
Также неодинаковые результаты можно получить и при измерении разных пар DC-методом.
Влияние методической погрешности измерения
Методическую погрешность при TDR-методе можно считать второй составляющей (после неточного задания коэффициента укорочения), которая существенно влияет на погрешность измерения длины кабеля.
Причина методической погрешности при TDR-методе состоит в том, что длина кабеля определяется по измеренному времени задержки импульса между зондирующим импульсом и импульсом, отраженным от конца кабеля.
Дело в том, что измерение времени задержки при ручном TDR-методе осуществляется посредством фиксации начала зондирующего и начала отраженного импульсов по рефлектограмме, отображаемой на экране прибора.
В ручном TDR-методе фиксация осуществляется при помощи вертикальных курсоров (в современных рефлектометрах, в том числе в РЕЙС-50) или за счет сдвига рефлектограммы (в старых рефлектометрах, например Р5-10).
При ручном TDR-методе правильность фиксации указанных импульсов зависит от ряда факторов: от опыта оператора, от возможностей прибора (возможности растяжки и усиления сигналов, отстройки от помех), от умения оператора пользоваться прибором и т.д.
Поэтому разные операторы, пользуясь одним и тем же прибором и измеряя длину одного и того же кабеля, могут получить разные результаты.
При автоматическом TDR-методе измерение длины кабеля (такой режим есть в приборе РЕЙС-50) фиксация зондирующего и отраженного импульсов производится автоматически по специальному алгоритму.
В приборе РЕЙС-50 применен новый интеллектуальный алгоритм автоматического измерения длины кабеля TDR-методом, который был разработан фирмой СТЭЛЛ специально для этого прибора.
Новый алгоритм позволяет отстроиться от влияния внутренних неоднородностей кабеля и в значительной степени устраняет влияние искажения отраженного импульса на результаты измерения длины.
При использовании режима автоматического TDR-метода влияние человеческого фактора на результаты измерения исключено.
Поэтому результаты измерения длины одного и того же кабеля одним и тем же прибором, но разными операторами получаются одинаковыми.
Кроме того, оператор может даже не иметь никакого опыта работы с прибором.
Выводы
1. Главной составляющей погрешности измерения длины кабеля электронными приборами с DC-методом и TDR-методом является погрешность задания исходных величин (погонных параметров и коэффициента укорочения кабеля).
2. Методической погрешностью DC-метода можно пренебречь.
3. При ручном TDR-методе второй существенной составляющей погрешности измерения длины кабеля является методическая погрешность.
4. Минимизировать методическую погрешность при TDR-методе позволяет введение в прибор автоматического интеллектуального алгоритма измерения длины кабеля.
5. Наиболее полно всем современным требованиям, предъявляемым к электронным измерителям длины кабелей с металлическими проводниками, удовлетворяет прибор «Измеритель длины кабеля РЕЙС-50», разработанный фирмой СТЭЛЛ, г. Брянск, Россия.
Этот прибор может работать в трех режимах: DC-метод, автоматический TDR-метод, ручной TDR-метод.
6. Использование ручного режима при TDR-методе иногда позволяет высококвалифицированному измерителю и опытному пользователю прибором РЕЙС-50 выполнить измерение длины кабеля более точно, чем в автоматическом TDR-методе.
При этом и точность измерения можно получить выше, чем при TDR-методе.
8. Использование TDR-метода часто является самым удобным при измерении длины кабеля, доступ к которому возможен только с одного конца.
9. Измерить длину одиночного провода, в том числе изолированного провода в бухте или на барабане, можно только DC-методом.
Как правильно измерить длину кабеля на барабане или в бухте?
Очевидно, что самым точным методом измерения длины кабеля является прямой метод, например с помощью рулетки.
Однако на практике, по ряду причин, пользоваться этим методом крайне затруднительно.
На практике широкое распространение получили методы измерения длины кабеля на барабанах или в бухтах посредством их перемотки, а также два широко-известных косвенных метода измерения длины кабеля на барабане или в бухте без их размотки или перемотки:
1). По сопротивлению жил (миллиомметр); 2). Методом локации (рефлектометр).
Каждый из этих двух методов имеет свои достоинства и свои недостатки, а также особенности измерения.
Главная особенность каждого метода состоит в том, что перед измерением длины кабеля нужно устанавливать в приборе для каждого метода определенные исходные данные. Поэтому, если перед измерением Вы о кабеле ничего не знаете, и не можете определить эти исходные данные, то и не сможете измерить его длину с требуемой точностью.
Погрешность измерения длины кабеля прибором РЕЙС-50 в любом из имеющихся 2-х методов измерения складывается из двух составляющих: инструментальной погрешности (погрешность собственно прибора) и методической погрешности (погрешности оператора).
Следует учитывать, что инструментальная погрешность прибора РЕЙС-50 очень мала (см. таблицу «Технические характеристики прибора РЕЙС-50»). Поэтому практически все погрешности измерения зависят от оператора, от правильности установки исходных величин и правильности методики измерения.
Для точного измерения длины кабеля по сопротивлению жил, нужно знать погонное сопротивление этих жил. Или нужно точно знать сечение жилы и материал, из которого она сделана, а также температуру жилы.
Если погонное сопротивление неизвестно, то его можно измерить самим прибором РЕЙС-50, но для этого нужно иметь кусок точно такого-же кабеля с точно известной длиной, например измеренной рулеткой.
Кроме того, для получения точного результата нужно быть уверенным, что сечение жилы равномерно по всей длине кабеля. Нужно быть уверенным также и в том, что жила по всей длине сделана точно из одного и того-же материала.
Если не учитывать указанные факторы, то погрешность измерения может оказаться значительно больше, чем инструментальная погрешность прибора.
Для точного измерения длины кабеля методом локации нужно знать точное значение коэффициента укорочения этого кабеля, который характеризует скорость распространения импульса в кабеле.
Дело в том, что указанные коэффициенты для большинства используемых на практике кабелей не указываются в документации на кабель, а должны быть определены экспериментальным путем.
Этот коэффициент зависит от ряда характеристик кабеля, в том числе от материала изоляции кабеля, от равномерности материала этой изоляции по длине кабеля, от повива жил кабеля (т.е. сколько скруток на метр и равномерно ли они распределены по всему кабелю).
Коэффициент укорочения кабеля можно измерить экспериментально самим прибором РЕЙС-50, но для этого нужен отрезок точно такого-же кабеля с точно известной длиной, которую Вы померяли, например, рулеткой.
Однако если Вы даже и измерили коэффициент укорочения самим прибором РЕЙС-50, то для того, чтобы затем точно измерить длину кабеля на барабане или в бухте, нужно быть уверенным, что материал изоляции одинаковый по всей длине кабеля. Нужно быть уверенным также и в том, что скрутка жил по всей длине одинакова.
Напрашивается ответ, что измерять длину кабеля на барабане или в бухте методом локации можно, но при соблюдении таких требований:
1). Вы точно знаете что оба кабеля (измеряемый кабель на барабане и отрезок кабеля известной длины, используемый для измерения коэффициента укорочения) изготовлены на одном и том-же заводе.
2). Вы точно знаете, что материал изоляции один и тот-же как по всей длине отрезка кабеля, взятого для измерения укорочения, так и в вашей бухте (на барабане).
3). Вы точно знаете, что количество скруток жил на единицу длины в этих кабелях одинаково и одно и то-же по всей длине.
4). Отрезок кабеля, использованный для измерения укорочения, и измеряемый кабель смотаны в точно одинаковые по диаметру и расположению витков бухты или барабаны.
5). Длины отрезка кабеля, использованного для измерения укорочения, и измеряемого кабеля, по длине должны быть одного и того-же порядка.
Если не учитывать эти особенности, то можно получить погрешность измерения методом локации значительно большую, чем инструментальная погрешность прибора РЕЙС-50 в режиме рефлектометра.