Есть несколько составляющих погрешности измерения длины линии приборами с TDR-методом и DC-методом.

 

Инструментальная погрешность - это та погрешность, которую дает непосредственно прибор, она определяется внутренним построением прибора (схемой, конструкцией и т.д.) и не зависит от действий оператора.

 

Погрешность задания исходных величин - это погрешность, с которой оператору известен коэффициент укорочения (важно для TDR-метода) измеряемого кабеля, либо та погрешность, с которой оператору известно погонное сопротивление жилы измеряемого кабеля, диаметр жилы, температура жил и т.п. (важно для DC-метода).

 

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 оказываетпогрешность 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.

В состав прибора РЕЙС-50 входит датчик температуры с максимальной погрешностью 0,5ºС в диапазоне температур от -10 до +85ºС.

 

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).

Наличие в материале жилы кабеля дополнительных примесей приводит к изменению ее погонного сопротивления и как следствие - к дополнительной погрешности измерения длины кабеля.

 

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

Разные пары в многопарном кабеле могут иметь разную длину - в зависимости от расположения пары по отношению к центру сечения кабеля и изменения этого расположения по длине.

 

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.

 

7. Если есть доступ к обоим концам кабеля (лучше когда они находятся в одном месте, например измеряемый кабель - это кабель в бухте или на барабане), то наиболее просто выполнить измерение DC-методом.

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.