Устройство для измерения расстояния до места обрыва кабеля Советский патент 1978 года по МПК G01R31/08 

пупя. Дня уравновешенного viocra справеапиво.рйвенство .. У. ., RI -н Я Ч -i здесь R ;j - значение сопротявпеиия первого рез .стора: Я -йначеиие сопротивпепия второго (регуплруемого) резистора: t -длина пинии; X -измеряемое расстояние. Недостатком устройства 5шпяется бопьшое время измерения, связанное с необхо- цимостью питания моста пупьсирующим током низкой частоты и, следовательно, с применением инерционных нукь-индикаторов с большим временем нарастания колебаний. Это усложняет бапансировку моста и увепичивает время измерени;;, Дпя обеспечений оперативного устраксни повреждений кабеля необхоцимо устройство позвоияющее определить места повреждений с высоким быстродействием и достаточной точностью. , Ибпью изобретения язпяется повышение быстродействия устройства. Поставленная,цепь достигается тем, что в устройство, содержащее три входных кле МЫ; первая из которых подключена к выво ау поврежденной жилы кабеля, вторая - к выводу исправной жилы кабеля, третья к обопочке кабеия, схему управления и нсгоч ник постоянного KanpswcetUfsi, соединенный одиим полюсом с третьей входной клеммой введены реоистор, усилитель переменного тока, амплитудлый детектор и четыре клк ча, при этом управляющие входы первого, второго и третьего ключей соединены с одним выходом схемы управления, другой выход которой подключен к управляющему входу четвертого ключа, входы первого и второго ключей соединены со второй входной клеммой, выход первого ключа подклю чен к выходу амплитудного детектора, а выход второго ключа соединен со входом четвертого ключа, первой входной клеммой и выходом третьего ключа, вход которого соединен с другим полюсом источника пос гоянного напряжения, причём выходчетвертого ключа соединен со входом усилителя пё менпого тока и с одним выводом резистор второй вывод которого подключен к третье входной клемме, а выход усилителя переменного тока подключен ко входу амплитуд ного детектора. На фиг. 1 приведена функциональная хема устройства, на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу. Устройство содержит три входных клемы 1,2 к 3. Первая клемма 1 предназначеа ДПЯ подключения к выводу поврежденной илы, вторая клемма 2 предназначена для подключения к выводу исправной жилы, третья клемма 3 - для подключения к обопочке кабеля. Устройство содержит также 51СТОЧНИК 4 постоянного напряжения, резистор 5, усилитель 6 переменного налряженкя, |ппитудный детектор 7, четьфе ключа 8И (именуемые в дальнейшем первый, второйд Третий и четвертый соответственно) и схему 12 управления, выходные сигналы которой управляют работой ключей. Каждый ключ имеет управляющий вход, входы 8-1, , 10-1, 11-1, а выходы, соответственно J 8-2, 9-2, 10-2, 11-2. Предположим, что в исходном состоянии ключи 8 и 10 открыты, а ключи 9 и 11 закрыты (как показано на фиг. 1). В этом состоянии емкость СЕ заряжается до выходного напряжения U амплитудного детектора 7 , а емкость С заряжается до выходного напряжения UQ источника 4 постоянного напряжения. По сигналу со схемы 12 управления ключи 8, 10 закрываются, ключ 9открьгаается, а ключ 11 закрыт. При этом происходит перезаряд емкостей С 4 и Cg . Из условия баланса зарядов запишем u4c,.bcO UoC,-u,ce , (1) где лХ1 -напряжениена входе ключа 8 (т.е. в общей точке параллельно соединенных емкостей С и С| ) после окончания перезаряда емкостей Сл и . Лвлее по сигналу со схемы 12 управления открывается ключ 11, а ключи 8,9, 10остаются в прежнем состоянии. При этом параллельно соединенные через ключ 9 емкости GX и СЕ разряжаются на резисторе 5. На выходе усилителя 6 переменного в этом случае генерируется импульс, амплитуда которого равна ДТТ. Этот импульс усиливается, и амплитуда усиленного имлульса фиксируется амплитудньтм детектором 7. Учитывая, что U U-K ,.где коэффициент усиления усилителя 6 переменного выражения(1)определим и Ил С ) При К «- о т.е. выходное напряжение устройства опре- депяется отношением расстояния до места обрьгеа к длине пинии: US-UQ Устройство может быть использовано для измерения абсолютного значения расст яния до места обрыва. В этом случае ко входным клеммам 2 и 3 нужно подключить опорный конденсатор емкостью Сд. При этом,, U,-Uob. Еспи значение CQ пропорционально емкости единицы йлины жилы.то напряжение UK пропорционально значению расстояния до места обрыва U,Un-st, Время Т преобразования значения Сч в напряжение определяется значением пери па следования импульсов, поступающих со схемы 12 управления на управляющие входы кпючей 8, 9, 1О. Реактивные параметры исследуемой пин определяют частоту пульсирукицего тока в устройстве прототипа и частоту коммута :ции в предлагаемом устройстве. При этом время -fc,необходимое дпя достижения уст новившегося режима, в обоих устройствах имеет один порядок, так как определяется в свою очередь периодом коммутации ключей или периодом пульсирующего тока. Од ко если в предлагаемом устройстве время Т преобразования значения С в напряжение С1к определяется интерВалом , в устройстве прототипа время измерения где 7) число ступеней уравновешивания которое определяется количеством декад многоступенчатого резистора в известном устройстве. Таким образом, при заданной точности 1% получается вьгигрьпи в быстродействии более 100 раз, т.е. быстродействие предлагаемого устройства значительно выше, чем в устройстве прототипа. На основе npennaraeNJoro устройства может быть построен цифровой прибор для измерения расстояния ио места обрыва кабеля. При этом время аналого-цифрового преобразования напряжения UK значительно меньше, чем tf,следовательно, быстродействие прибора может быть достаточно высоким. Формула изобретения Устройство для измерения расстояния до места обрыва кабеля, содержаи ее три входных клеммы, первая из которых подключена к выводу поврежденной жилы кабеля, вторая - к вьгооду исправной жилы, третьяк оболочке кабепя, схему управления и источник постоянного напряжения, соединенный одним полюсом с третьей входной клеммой, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены резистор, усилитель переменного тока, ампплитудный детектор и четыре ключа , при этом управляющие входы первого, второго и третьего ключей соединены с одним выходом схемы у прав пения, другой выход которой подключен к управляющему входу четвертого ключа, входы первого к второго ключей соединены со второй входной клеммой, выход первого кпюча подключен к выходу амплитудного детектора, а выход второго ключа соединен со входом четвертого ключа первой входной клеммой и выходом третьего кпюча, вход которого соединен с другим источника постоянного напряжения, причем выход четвертого ключа соединен со входом усилителя переменного тока и с одним выводом резистора, второй вьтоп которого .подключен к третьей входной клемме, а выход усилителя переменного тока подключен КО входу амплитудного детектора. Источники информации, принятые во бпимание при экспертизе: 1.Кушнир Ф. В., .Савенко В. Г., Верник С.-М, Измерения в технике связи, М.; 1970.,с. 455-457, рис. 15-7, 2.Кушнир Ф. В., Савенко В. Г., Верник С.М. Измерения в технике связи. Связь, М., 197О., с.455-457, рис. 15-8.