Кабель в науке . Точные измерения Z,
L, C

Наука там, где точные измерения. Д.И. Менделеев.

Это - заключительная статья об основных кабельных измерениях. В предыдущей [1] шла речь о точном измерении скорости V сигнала в кабеле ( не хуже 0.001% и определяется погрешностью длины отрезка кабеля ) . Здесь - остальные и первичные и вторичные параметры кабельного изделия. С погрешностью около 0.1% .

За рубежом таких методик нет и близко.

И, как это ни поразительно, но, строго говоря, там вообще нет кабельных измерений, как таковых, и, стало быть, кабельной науки, . Следующий шаг - измерение перекрёстных и других помех.
........................................


Ранее [1] сообщали о точном (~ 0.001%) измерении параметра Т = Д/V и, стало быть, V = Д/Т (точнее, V = 2Д F(N)/N , где F(N) – частота кванта с номером N в кабельном отрезке длиной Д). Причём в данном методе измеряют не просто скорость сигнала в кабеле (само по себе ценно), а именно (и это принципиально важно) – вторичный параметр кабельного изделия V = (L/C)^1/2 [м/с], где L и C – коэффициенты телеграфных уравнений

Ux = jωL J ; Jx = jωC U

Где ω = 2πF , U и J – "напряжение" и "ток" в сечении х кабеля (почему кавычки – в [2,3]), а L [Гн/м] и C [Ф/м] – магнитная и диэлектрическая проницаемость кабеля, как искусственного металл-изолирующего диэлектрика. На жаргоне кабельщиков это – "погонные" "индуктивность" и "ёмкость", хотя по физическому смыслу эти величины не имеют отношения к указанным понятиям магнито- и электростатики [2,3] .
Разделив телеграфные уравнения одно на другое, получим:

U = (+-)ZJ

где Z = (L/C)^1/2 [Ом] – волновое сопротивление ( хотя с сопротивлением R в законе Ома U = RJ у него общее – только размерность, а физический смысл тоже качественно иной; это видно хотя бы из того, что в законе Ома всегда R > 0 ).
Это – ещё один вторичный параметр кабельного изделия. Он особенно интересен связистам, так как кабель, нагруженный с обоих концов на активное сопротивление R = Z оптимален с точки зрения передачи сообщений. А точно измерив Z, получим первичные параметры:

L = Z/V ; C = 1/VZ

Точные измерения L и C важны тем, что при разработке технической документации, подборе геометрии, материалов, режимов работы экструдеров, крутильных машин и другого оборудования технологи прежде всего имеют в виду получение именно L и C.
С другой стороны, методы оценок Z, L, C, (именно оценок, а не измерений!) предписываемые всеми кабельно-измерительными стандартами, не выдерживают никакой критики.
Скажем, по величине согласующего кабель сопротивления R погрешность "измерения" Z =R ~ 10-20%. По величине входного импеданса в режиме холостого хода (ХХ) и короткого замыкания (КЗ ): Z = (ZХХ ZКЗ)^1/2 – не более достоверны.

"Измерение" L и C (точнее, L' = LД и C' = CД) предписано производить на частотах 10...2000 Гц – на много порядков меньше частот связных систем 1...2000 МГц. Где, к пример, параметр L может уменьшиться на десятки процентов. А поведение С неизвестно никому. Вместо этого полагают, что С от частоты не зависит: но ведь по нормальной науке именно этот факт и должен быть установлен в результате измерений!

Для измерения Z, как и в случае Т = Д/V, применим частотное преобразование. Проще всего использовать тот факт, что входной импеданс согласованной линии совпадает с Z, и, как двухполюсник, мало отличается от омического: R = Z. Тогда включив Z в обратную связь релаксационного RC-генератора, получим на его выходе частоту F = 1/(2(Z + r)C'), где C' и r – ёмкость и сопротивление цепей генератора. Изменяя номинал C' ( например, подключая известные ёмкости в добавление к паразитным ёмкостям генератора) можно подобрать F равной одной из указанных выше F(N), чтобы вычислить для неё L и C.

Пусть F0 = 1/(2rC') (входной импеданс кабеля закорочен) . Тогда:

Z = 1/[2 C' (1/F–1/F0)]

Здесь неизвестен параметр C', который для данного генератора определим, включив в обратную связь некоторое эталонное сопротивление R вместо Z. То есть:

Z = R (1/FR – 1/F0)/(1/F – 1/F0)

Или применить метод замещения (возможно, более точный) известными R1 и R2 : R1 < Z < R2 (то есть, F1 > F > F2) . Тогда:

Z = R1 + (R2 – R1) (1/F2 – 1/F1)/(1/F–1/F1)
или
Z = R2 + (R2 – R1) (1/F2 – 1/F1)/(1/F–1/F2)

Очевидно, что чем R1 или R2 к Z, тем точнее метод.
Лабораторные испытания показали, что по параметру сходимость-воспрозводимость его погрешность не хуже 0.2%.


1. http://kommunika.ru/?p=13800 Кабель в науке. Измерение Т. //www.ruscable.ru/interactive/forum/show_msg-465681.html
http://comstol.info/forum/index.php/topic,1350.0.html .

2. http://kommunika.ru/?p=13353 Кабель в Логике Гегеля. //www.ruscable.ru/interactive/forum/show_msg-457545.html
http://comstol.info/forum/index.php/topic,1272.0.html

3. http://kommunika.ru/?p=13780 Кабель в Логике Гегеля (2). Кванты. //www.ruscable.ru/interactive/forum/show_msg-465553.html http://comstol.info/forum/index.php?topic=1349.0

Виноват, аписка
не
V = (L/C)^1/2 [м/с],
а
V = 1/(LC)^1/2 [м/с],

Замечательно, чтобы точно померить, надо иметь магазин сопротивлений причем приличный, потому как у кабельных изделий ряд волновых такой не хилый, от 12,5 (а может и ниже, я ж не всё знаю) до 400 (а может и выше, я ж не всё знаю) Ом, и надо бы точно знать априори какое волновое сопротивление у измеряемого объекта, ну там ещё и отклонения как правило от номиналда по факту есть, тоже такое, не хилое, например 48-52 или хуже того, для парников: 48-150, (да, да, в зависимости от частоты, там такой разброс может быть! а то как же мы подберем эти самые эталонные сопротивления, чтобы выполнить условие
R1 < Z < R2, что б точность измерения обеспечить.
А вот что делать если не хрена не известно, какое волновое сопротивление у объекта? Ну не известно и всё тут!
Нет, конечно можно предварительно померить неточными существующими методами, но об этом Евгений Михайлович ни гу-гу!
Господину Вишнякову об этом говорить неловко! Придется ему иначе признать, что какая-никакая измерительная техника в природе всё таки существует у кабельщиков. Да, Евгений Михайлович?
Или вы от себя откажетесь, скажете-я это не я! А вот ваше кабельное руководство, правда оно не для всей России руководство, но все равно, считает, что вы есть и вы это - он!

да, межсезонье, знаете ли...

мест забавных много:

так и слышу: Давайте выпьем, чтобы всё!
Жив курилка, Шариков!

- , то есть нам не надо ни генератора там, источника там сигнало, не надо вот этой приблуды всякой, мы с двух концов прямо нагружаем на активное сопротивление и всё! Оптимален! Почему? А потому что ничего не передает! Абсолютно точно ничего не передает!! А нам что важно? Правильно - точность, без точности и науки нет!
Гений! Гений! Живой гений!

---

Магазин не нужен.
Наблюдения показывают, что в диапазоне 0...300 Ом зависимость частоты от сопротивления линейна с погрешностью под уровнем 0.1%.
Так что достаточно оборудовать измеритель 2-4 градуировочными сопротивлениями.

Не понял.
Измерения потому и организуют, что измеряемая величина заранее не известна.
Ну, не известна, и всё тут !

А иначе - зачем измерять-то ???
Разве что дурью помяться.

Глупость какая-то.
Читать же надо, что пишут и хоть чуть-чуть соображать.
Если, конечно, есть чем и/или не быть ... кабельным экспертом.

А) Есть точный и линейный преобразователь неизвестного импеданса Z в частоту F ( сходимость-воспроизводимость под уровнем 0.1-0.2 % , а для омических R 0.001 %)
Б) Подключаем к нему разные R и находим R1 и R2 такие, что F1 < F < F2 .
В) Вычисляем Z с помощью пропорции.

И какое ещё кабелльым ... , виноват, экспертам потребно агу-гу-гу ?

Ну, и к чему этот ... визг ?

А это кривлянье к чему ?
Чтобы ещё раз показать ... кабельных ... ?
Но и так давно всё ясно.

Вы , Задира, и в самом деле - ... ... ,
или просто кривляетесь, паясничаете и прикидываетесь ..., виноват, особо выдающимся каб-экспертом ?

Ведь написано же :
активное сопротивление R = Z .

А супер-кабельные пупер-эксперты что лопочут ?

И ещё один образчик паясного, виноват, каб-экспертного кривлянья.

зависимость частоты от сопротивления?

---

Да.
Самый точный из известных методов измерений.

к вам отношение только взаимное!

---

а частоты чего?

---

Да
ладно,
врать-то.
Хотя бы самой себе.

Преобразователя
А) сопротивления (в Омах, если кто забыл)
в
Б) частоту электрических колебаний (в Герцах).

к группе

к измерениям

Эта ветка была перемещена из раздела: Вопросы по кабелям, материалам и аксессуарам

---