Цифровой измеритель резистивных параметров кабеля

)4 6 01 Е 27/00 ИОАНИ ТОРСКОМУ ОБРЕТЕН ВИДЕТЕЛЬСТ ССР984ЕЗИСТИВНЫХ я к электрфровой изметровточникиразцовый ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) Авторское свидетельствоМф 1137409, кл. С 01 К 27/00,(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬПАРАМЕТРОВ КАБЕЛЯ(57) Изобретение относитизмерительной технике. Цимеритель резистивных пар,801406517 А и измеряемый резисторы 2 и 4 соответственно, переключатели 5,10, интеграторы 3,7, блоки 8,12 сравнения,селектор 13, генератор 16 импульсов,счетчики 17,18, дешифраторы 20,21,ийдикатор 19, усилитель 6 с переменным коэффициентом усиления, ключи11,14, делитель 9 на два. ЦИРП поз-воляет снизить объем расходуемыхаппаратных средств за счет того, чтообщие блоки принимают участие втрех различных режимах: измерениисопротивления шлейфа, вводе длинылинии и определении расстояния доместа повреждения изоляции. 3 ил.Изобретение относится к электроиэмерительной технике.Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей путем измерения как сопротивления шлейфа, так и расстояния до места повреждения изоляции кабеля. На фиг. приведена структурная 10схема предлагаемого устройства; нафиг.2 - схема блока сравнения; нафиг.З - схема селектора,В цифровом измерителе резистивных параметров кабеля первый выход 15первого. источника 1 постоянного токаподключен к образцовому резистору2 (К) и первому входу второго интегратора 3, а второй выход первогоисточника. постоянного тока - к изме,шлейфа й(К,) клемма А) и первомувходу переключателя 5. Вторые выводы образцового резистора и сопротивления 4 шлейфа (клемма Б) объединены 25,и соединены с общей шиной измерите,ля, Второй вход переключателя 5 сое,динен с клеммой для подключения це,исправной жилы кабеля (клемма В),Исправная жила с сопротивлением К 30и вторая неисправная жила с сопро,тивлением К + (К - К) К соедиена на противоположном конце кабеля с исправной жилой, где К- сопотивление жилы кабеля от пункта из 35ерения до места повреждения,Выход первого переключателя 5соединен через усилитель 6 и первыйинтегратор 7 с входом первого блокао сравнения. Выход последнего связан 40С входом делителя 9 на два, первымвходом второго переключателя 10 иуправляющим входом первого ключа 11.Выход второго интегратора 3 черезвторой блок 12 сравнения соединен 45вторым входом селектора 13 и управляющим входом второго ключа 14,Выход второго источника 15 постоянного тока через ключ 11 соединен с вторым входом первого интегратора 7 и через ключ 14 - с вторымвходом второго интегратора 9, Выходгенератора 16 импульсов подключен ктактовым входам первого 8 и второго12 блоков сравнения.Выход делителя.9 на два связан сВторым входом второго переключателя1 О, а выход последнего - с первымвходом селектора 13. Первый и вто авЕ 1(1)о + БшлНапряжения на образцовом резисторена сопротивлении шлейФа 11 щи нанеисправной жиле (Б) равныПо 1 о(2) рой выходы селектора 13 через счетчики 17 и 18 соответственно подключе ны к первому и второму входам индика тора 19.Второй выход первого счетчика 17 через первый дешиФратор 20 соединен с вторым входом второго дешифратора 21. Выход второго счетчика 18 через второй дешифратор 21 подключен к управляющему входу селектора 13.Блок сравнения (фиг,2) содержит компаратор 22, 0-триггер 23, информационный вход которого связан с вы" ходом компаратора.Функциональная схема селектора (Фиг.З) содержит две двухвходовые схемы 24 и 25 совпадения, объединенные входы которых образуют управляющий вход селектора 13Измеритель работает в трех режимах". 1) измерение сопротивления шлей Фа; 2) ввод длины линии; 3) измерение расстояния до места повреждения изоляции. В первом режиме первый переключатель соединяет вход усилиЭ теля с выходом первого источника пос тоянного тока, а второй переключа". тель - выход первого блока сравнения с первым входом селектора, Коэффициент усиления устанавливается равным единице. Во втором режиме первый переключатель находится в том же поло женин, а второй переключатель соединяет выход делителя на два с первым входом селектора, Изменением коэффициента усиления усилителя добиваются показаний индикатора, равных длине измеряемой линии. В третьем режиме первый переключатель соединяет вход усилителя с клеммой для неисп равной жилы, а коэффициент усиления усилителя сохраняется таким же, как во втором режиме, При этом показания индикатора равны расстоянию до места повреждения изоляции. Ток в цепи первого источника постоянного тока с ЭДС Е, равен(16) О, КТ К; ЭИнтегратор 7, блок 8 сравненияисточник 15 постоянного тока, ключ11 и генератор 16 тактовых импульсовобразуют первый преобразователь нап-,5ряжения в частоту й равную где Кп - коэффициент преобразования;11 - напряжение на первом входе. интегратора 7,Интегратор З,.блок 12 сравнения,ключ 14, источник 15 постоянного тока и генератор 16 тактовых импульсов 15образуют второй преобразователь напряжения в частоту Е, равную где Б - напряжение на втором входеинтегратора 3.В первом режиме (измерение Кд), коэффициент усиления усилителя 6 устанавливается равным 1 и 25КпПвл= КптКшл (5) Частота Г во всех режимах измеренияравна С помощью блоков 13, 17, 18, 20 и21 осуществляется деление значениячастоты Е на значение частоты Етаким образом, что на индикаторе отражается число Ю, равное где К 4 - коэффициент пропорциональности при делении.Величина К 4 выбирается равной Ктак что на индикаторе отражается измеренное значение Крл в Ом Во втором режиме (ввод длины линии)на первый вход интегратора 7 подается напряжение на сопротивление Кочерез усилитель 6, коэффициент усиления которого Ку подбирается таким 74образом, чтобы на индикаторе 19 отразилась длина линии в метрах, При этом напряжение на первом входе интегратора 7 равно частота Ю принимает значение а результат на индикаторе с учетомВо втором режиме выход блока 8 сравнения подключается к входу селектора 13 через делитель 9 на два и контакты переключателя 10. При этом на вход селектора подаются импульсы не с частотой Е,., а с частотойЭто эквивалентно снижению вдвое 2коэффициента К 4, который становится соответственно равным Усиление усилителя Ку при вводе длины линии подбирается равным где 1 длина линиие Отсюда следует, что К равновеличине, обратной километрическомусопротивлению кабеля. При этом с учетом (2), (13) и (14) Подбор Ку контролируется по индикато ру и продолжается до тех пор, пока показания индикатора не становятся равными длине линии.В третьем режиме ( определение расстояния до места повреждения изоляции) на первый вход интегратора 7 через усилитель 6 с коэффициентом усиления Ку, подобранным во втором режиме, подается напряжение на сопротивление К .14065Кп К УТЕ х КоэФфициент пропорциональности приделении К 4 при этом такой же, как ив первом режиме(18) К К,С, учетом (7), (6), (17), (18) и (14) показания индикатора равны расСтоянию до места повреждения иэоля"ии 1 кЕ 1 В.х 21 л Ку15 35 цЕ 2 л(20)2 е 1 аее 1 ю 1 (19)2 Ех В.к1 1 дл ЕлПреобразователь напряжения в частоту (блоки 15, 11, 7, 8 и 16) рабоает следующим образом.В начальный момент времени напяжение на выходе интегратора 7 раво нулю, на выходе компаратора 22 единичный сигнал, который записывает. ся в триггер 23 очередным тактовымимпульсом генератора 16, Единичныйсигнал с выхода триггера открываетфпоч 11. При этом напряжение источниа постоянного 15 тока поступает навторой вход интегратора 7 и он начиает заряжаться, причем напряжениена выходе интегратора становитсяогрицательным, При этом на выходекомпаратора 22 появляется нулевойсигнал, который записывается в триггер 23 следующим импульсом генератора 16. После этого нулевой сигналтриггера закрывает ключ 11. Такимобразом, заряд интегратора 7 происхЬдит в течение отрезка времени дравного периоду генератора 16 импульсов,После выключения ключа 11 интегратор 7 разряжается напряжением, поступающим на первый вход интегратора,В момент, когда в процессе разряданапряжение на выходе интегратора 7станет нулевым (или положительным),на выходе компаратора 22 появится 50единичный сигнал, который очереднымтактовым импульсом запишется в триггер 23. Вновь откроется ключ 11 иначнется новый цикл заряда - разряда.За время заряда интегратор получает отрицательный заряд, равный(21) где 0 - напряжение на первом входе1интегратора 71К - входное сопротивление интегратора по первому входу,За цикл заряда - разряда итоговый заряд интегратора 7 равен нулю, т,е. цщ с 1 . С учетом этого иэ (20) и (21) следует ЕК 1.ТК 01откуда частСта импульсов на выходе первого блока сравнения равна Е =----- - ЮК 11 .(22)К 2ф Иэ этого выражения следует, что коэффициент преобразования равен КяКеетеееи Ц .Е Второй преобразователь напряжение- частота (блоки 15, 14, 3, 12 и 16) работает аналогично первому. Интеграторы 7 и 3 могут быть выполнены на операционном усилителе с двумя суммирующими входами.Деление значения частоты Г на значение частоты Г 2 осуществляется блоками 13, 17, 18, 19, 20 и 21 следующим образом. В начальный момент времени счетчики 17 и 18 устанавливаются в исходное состояние, единичный сигнал на выходе второго дешифратора 21 разрешает прохождение импульсов с входов на выходы селектора 13. Счетчики 17 и 18 начинаютсчет поступающих на их входы импульсов. Показания И первого счетчика 17 пропорциональны частоте Е показания И второго счетчика 18 пропорциональны частоте Г , Процесс измерения организуется таким образом, чтобы зна чение И было кратно 10, Тогда И определяет значащие цифры результата, а И - порядок измеряемой величины. Конец измерения определяется следующим образом, Пусть требуемая погрешность дискретности составляет д = 17где Е - ЭДС источника 15 постоянно 1го тока;К " входное сопротивление интегратора 7 по второму входу,За время Т разряда интегратор отдает заряд, равный7 140651710 ф. Чтобы получить требуемую - впогрешность дискретности, измерениезаканчивается ие раньше, чем Б пре- р1высит величину р,5еЯ- 1 10.1 ,в. РЭто одно иэ условий, которое должно , сбыть выполнено в процессе измерения 10 вВторое заключается в том, что из вмерение заканчивается в момент, ког сда Н становится кратным 10. Выполнение этих двух условий обеспечивает- рся с помощью дешифраторов 21 и 20. 15 сПервый следит за состоянием счетчн- дка 17 и вырабатывает на своем выходе чединичный сигнал, когда в счетчик нзаписано число Н, ъ 10. Второй де- . тшифратор 21 следит за состоянием 20 чсчетчика 18. Нулевой сигнал на выхо- уде дешифратора 21 появляется тольколтогда, когда в счетчике 18 записано Цчисло 10, 100, 1000 а с выходадешифратора 20 на второй вход де тшифратора 21 поступает единичный мсигнал. Нулевой сигнал с выхода де- вшифратора 21 запирает селектор и ксчетчики 17 и 18 прекращают счет. рСостояние счетчика 17 отображается ЗО ина индикаторе 19 в виде значащих чцифр результата измерения, а состоя- чние счетчика 18 управляет положением нзапятой. вВключение предлагаемого устройст- пва в состав кабельного прибора, пред- , тоназначенного для измерения электри- хоческих параметров кабеля и определе- вния мест повреждения, позволяет сни- вэить объем расходуемых аппаратных 40 исредств за счет того, что общие бло вхки принимают участие в трех различных ре- пежимах;измерении сопротивления шлейфа, товводе длины линии и определении рас- истояния до места повреждения изоляции,Формула изобретения Цифровой измеритель резистивных параметров кабеля, содержащий первый источник постоянного тока, образцовый и измеряемый резисторы, первый переключатель, первый интегратор, первый блок сравнения, селектор, генератор импульсов, подключенный к тактовому входу первого блока сравнения, два счетчика, два дешифратора и индикатор, причем первый выход пер ого источника постоянного тока соединен с первым выводом образцовогоезистора, второй выход этого источника связан с первым выводом измерямого резистора и первым входом перого переключателя, вторые выводыезисторов соединены между собой иобщей шиной измерителя, выход перого интегратора связан с входом. перого блока сравнения, первый выходелектора через первый счетчик соединен с первым входом индикатора, втоой выход селектора через второйчетчик соединен с вторым входом иникатора, второй выход первого счетика через первый дешифратор соедиен с вторым входом второго дешифраора, второй выход второго счетчикаерез второй дешифратор соединен справляющим входом селектора, о ти ч а ю щ и й с я тем, что, селью расширения функциональных возможностей путем измерения как сопроивления шлейфа, так и расстояния доеста повреждения изоляции кабеля,него введены усилитель с переменнымоэффициентом усиления, второй интегатор, второй блок сравнения, второйсточник постоянного тока, два клюа, делитель на два, второй переклюатель и клемма для подключенияеисправной жилы кабеля, связанная сторым входом первого переключателя,ричем первый вход первого интеграра соединен через усилитель с выдом первого переключателя, второйход первого интегратора через перый ключ соединен с выходом второгосточника постоянного тока, первыйод второго интегратора соединен срвым выходом первого источника посянного тока, второй вход второгонтегратора через второй ключ свя ан с выходом второго источника постоянного тока, тактовый вход второго блока сравнения соединен с выходомгенератора импульсов, выход первого блока сравнения подключен к входуделителя на два, управляющему входу50первого ключа и первому входу второго переключателя, выход которого соединен с первым входом селектора,,выход второго блока сравнения соединен с управляющим входом второгоключа и вторым входом селектора, авыход делителя на два подключен к .второму входу второго переключателя.1406517 Составитель С. Васильев Техред Л.Сердюкова дактор Л,Пашко ректор В аказ 3188/41 раж 77 наб., д Произврдственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проект ВНИИПИ Го по дел 13035, Москарственного ко изобретений иЖ, Раушска Подписноетета СССРкрытий