close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

PolyakovKorshynov

код для вставкиСкачать
Министерство образования и науки российской федерации
Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ
РЕФЛЕКТОМЕТР
Методические указания
к выполнению лабораторных работ № 1–7
Санкт-Петербург
2014
Составители: С. Л. Поляков, Г. И. Коршунов
Рецензент – доктор технических наук, профессор Р. И. Сольницев
Приведены методические указания к выполнению лабораторных
работ по дисциплине «Методы и средства измерений, испытаний
и контроля».
издание предназначено для студентов, обущающихся по специальностям «Управление качеством», «Управление инновациями», «Инноватика», «Метрология» и выполняющих лабораторный практикум.
Подготовлено кафедрой инноватики и управления качеством и рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом СанктПетербургского государственного университета аэрокосмического
приборостроения.
Публикуется в авторской редакции.
Компьютерная верстка Н. Н. Караваевой
Сдано в набор 15.09.14. Подписано к печати 30.10.14. Формат 60×84 1/16.
Бумага офсетная. Усл. печ. л. 2,1. Тираж 100 экз. Заказ № 528.
Редакционно-издательский центр ГУАП
190000, Санкт-Петербург, Б. Морская ул., 67
© Санкт-Петербургский государственный
университет аэрокосмического
приборостроения (ГУАП), 2014
Лабораторная работа № 1
Цель лабораторной работы
Ознакомление с основами рефлектометрии и рефлектометром
mTDR‑070.
Описание органов управления, параметров и интерфейса
рефлектометра mTDR‑070
Метод импульсной рефлектометрии, называемый также методом отраженных импульсов или локационным методом, базируется на распространении импульсных сигналов в двух- и многопроводных системах. Сущность метода импульсной рефлектометрииможно описать последовательностью следующих операциях:
– зондирование системы импульсами напряжения;
– прием импульсов, отраженных от места повреждения и неоднородностей волнового сопротивления;
– выделение отражений от места повреждений на фоне помех
(случайных и отражений от неоднородностей);
– определение расстояния до повреждения по временной задержке отраженного импульса относительно зондирующего.
Рефлектометр mTDR-070предназначен для проведения измерений в кабельных линиях и определения:
– длин кабелей;
– расстояний до неоднородностей волнового сопротивления или
повреждений;
– коэффициента укорочения линии при известной ее длине;
– характера повреждений.
Внешний вид рефлектометра mTDR‑070 приведен на рис. 1.
Кнопки лицевой панели рефлектометра mTDR‑070 приведены
на рис. 2.
3
Рис. 1. Изображение
рефлектометра mTDR‑070
Рис. 2. Кнопки лицевой панели
рефлектометра mTDR‑070
Функциональное
назначение
кнопок
лицевой
панели
рефлектометра mTDR‑070:
POWER - кнопка включения/выключения прибора.
PULSE - установка длительности импульса.
SRCH - включение режима автоматического поиска неоднородностей.
VOP - изменение коэффициента укорочения (скорость распространения сигнала в кабеле).
BACKLIGHT - кнопка включения/выключения подсветки дисплея.
ZOOM - группа кнопок регулировки коэффициента усиления
и настройки масштабирования по оси «х»:
◄ - сжатие: увеличение масштаба (увеличение шага курсоров)
просмотра рефлектограммы по оси «X»;
► - растяжение: уменьшение масштаба (уменьшение шага курсоров) просмотра рефлектограммы по оси «X»;
4
▼ – уменьшить усиление: уменьшение усиления («сжатие»
рефлектограммы по оси «Y»);
▲ – увеличить усиление: увеличения усиления («растяжение»
рефлектограммы по оси «Y»).
Группа кнопок управления измерительными курсорами:
CSR1◄ – перемещение курсора 1 влево.
CSR1 ► – перемещение курсора 1 вправо.
CSR1Mark – перемещение курсора 1 к найденной неоднородности.
CSR2 ◄ – перемещение курсора 2 влево.
CSR2 ► – перемещение курсора 2 вправо.
CSR2Mark – перемещение курсора 2 к найденной неоднородности.
Группа навигационных кнопок (кнопки управления режимами):
◄ – уменьшение значений параметров в режимах установки длительности импульса (PULSE) и скорости распространения (VOP);
прокрутка рефлектограммы влево на дисплее в режиме прокрутки
(SCRL); навигация по системе меню.
► – увеличение значений параметров в режимах установки длительности импульса (PULSE) и скорости распространения (VOP);
прокрутка рефлектограммы вправо на дисплее в режиме прокрутки (SCRL); навигация по системе меню.
▼ – уменьшение значений параметров в режимах регулировки длительности импульса (PULSE) и скорости распространения
(VOP); прокрутка рефлектограммы вниз на дисплее в режиме прокрутки (SCRL); навигация по системе меню.
▲ – увеличение значений параметров в режимах регулировки длительности импульса (PULSE) и скорости распространения
(VOP); прокрутка рефлектограммы вверх на дисплее в режиме прокрутки (SCRL); навигация по системе меню.
TABLE – вывод на дисплей информации о найденных неоднородностях волнового сопротивления, полученных при помощи команды SRCH (автоматический поиск неоднородностей).
SCRL – включение режима прокрутки (используются навигационные кнопки для прокрутки рефлектограммы влево, вправо, вверх
и вниз).
MENU – вход в меню прибора.
SAVE – запись рефлектограммы в память.
LOAD – загрузка рефлектограммы из памяти.
MODE – выбор режима отображения рефлектограммы. Используется для переключения вида отображения рефлектограмм – линия, память, линия + память.
5
ESC – выход из текущего режима меню и возврат в режим измерения.
ENTER – выбор пункта меню, подтверждение ввода какой-либо
информации в режиме меню и возврат в режим измерения.
Структура интерфейса
Интерфейс рефлектометра mTDR-070 состоит из 2 основных областей – области отображения рефлектограммы (a) и области данных (b) (рисунок 3).
В области (a) отображается рефлектограмма, а также расположение курсоров 1 и 2. Курсоры 1 и 2 используются для измерения
расстояния до повреждений от начала рефлектограммы или расстояния между курсорами, а также для измерения амплитуды (обратных потерь) отраженного от повреждения сигнала.
В области (b) отображаются параметры прибора и измеренные
данные.
В области (с) отображаются расстояния курсора 1 и курсора 2 от начала рефлектограммы, а также величина обратных потерь - dBRL.
Рис. 3. Структура интерфейса рефлектометра mTDR-070
6
Курсор «С1» устанавливается на передний фронт зондирующего
импульса и используется как точка отсчета при измерениях расстояний до неоднородности. Курсор «С2» устанавливается на передний
фронт отраженного от неоднородности импульса. Расстояние между курсорами (выводится крупными цифрами под рефлектограммой в области (d)) и является расстоянием от места подключения
прибора до повреждения.
Потери энергии, называемые обратными потерями (dBRL), выражаются в децибелах и рассчитываются по формуле 1:
dBRL = 20log10(VR/V0),
(1)
где V0 – амплитуда зондирующего импульса, VR – амплитуда отраженного импульса.
В области (b) отображены основные параметры рефлектометра:
P/W-длительность зондирующего импульса в наносекундах.
Рефлектометр mTDR-070 измеряет расстояние до повреждения кабеля посылая в исследуемую линию зондирующий импульс и анализируя возвращенный сигнал. В рефлектометре mTDR-070 в качестве зондирующего используется импульс амплитудой 4В с восемью различными длительностями: 5 нс, 15 нс, 45 нс, 100 нс, 200 нс,
500 нс, 1000 нс, 2000 нс.
Такой набор зондирующих импульсов необходим для обеспечения
измерений на кабелях с различными длинами и затуханиями. Большие длительности используются на кабелях большой длины и с большим затуханием. Чем длиннее кабель (или чем больше его затухание)
тем большую энергию необходимо передавать в зондирующем импульсе, чтобы получить отклик от конца кабеля или повреждения.
VOP – скорость распространения сигнала в кабеле (коэффициент
укорочения). Параметр VOP выражается в скорость распространения сигнала в кабеле, в процентах от скорости света в вакууме. Принятый в России параметр «коэффициент укорочения» (КУ) является
величиной обратной параметру VOP и рассчитывается по формуле 2:
КУ = 100 * VOP–1.
(2)
Для определения расстояния до повреждения рефлектометр
mTDR-070 (в соответствии с приведенной ниже формулой) измеряет
время отклика отраженного импульса:
Расстояние = время * (скорость света * VOP).
Параметр VOP (коэффициент укорочения) зависит от типа и марки кабеля, а также от температурных условий на момент измерения.
7
Большинство кабелей имеют VOP от 30% до 90% от скорости света
в вакууме (КУ от 3.3 до 1.1). Если необходимо провести измерения
на кабеле с неизвестным VOP, то VOP определяют по известной длине кабеля: подбирают параметр VOP на рефлектометре таким образом, чтобы расстояние до конца кабеля, измеренное рефлектометром, совпало с его реальной длиной.
THR-порог срабатывания системы автопоиска повреждений
в милливольтах (мВ) – отображается пунктирной горизонтальной
линией на экране в области рефлектограммы. Например, если THR
равен 75 мВ, то система поиска будет срабатывать на изменения импеданса 75 мВ или более.
AVG – установленное значение усреднения. Количество измерений, по которым рефлектометр выводит усредненную рефлектограмму (16 ступеней в диапазоне от 1 до 2048).
В области (d) отображены уровни масштабирования по оси «X»
и по оси «Y» (Scale [X] [Y]), а так же расстояние между курсорами.
В области (e) выводится информация о режиме работы навигационных кнопок, режиме работы прибора, режиме работы с памятью,
а так же уровень заряда аккумулятора.
Навигационные кнопки могут находиться в одном из 4-х режимов:
– навигация по системе меню (если открыто меню);
– прокрутка рефлектограммы «SCROLL»;
– регулировка длительности зондирующего импульса (P/W);
– регулировка параметра VOP.
В рефлектометре mTDR-070 предусмотрено три режима работы
с памятью (Mode):
L1 – (вывод на экран рефлектограммы измеряемой линии);
М – (вывод на экран ранее сохраненной рефлектограммы);
L1 & М – одновременная работа режимов L1 и М.
Структура меню рефлектометра mTDR-070
Вход в меню рефлектометра mTDR-070 осуществляется при помощи кнопки «MENU». Меню прибора представлено на рис. 4.
EventSelect – вход в таблицу неоднородностей сформированной
командой «SRCH».
DeleteMemory – вход в меню удаления ранее записанных в память прибора рефлектограмм.
ResetMemory – полная очистка памяти прибора.
UploadMemory – передача рефлектограмм из памяти прибора
в компьютер.
CableSelect – выбор типа кабеля из таблицы.
8
Рис. 4. Меню рефлектометра mTDR-070
DefaultCable – коррекция измерительных данных при использования кабеля удлинителя.
ChangeConfig – настойка параметров (конфигурации) прибора.
ResetAll – сброс всех настроек и установка заводских параметров.
Порядок проведения работы
1. Включить рефлектометр mTDR-070 и дождаться загрузки
прибора.
2. Установить на рефлектометре комфортный для наблюдения
рефлектограмм масштаб при помощи группы кнопок «ZOOM».
3. Установить при помощи кнопки «AVG» количество измерений,
по которым рефлектометр выводит усредненною рефлектограмму,
равным 64 (Menu–Chang Config–AVG).
4. При помощи кнопки «PULSE» подобрать на рефлектометре
продолжительность зондирующего импульса, обеспечивающего
наиболее наглядное изображение импульса отклика (5ns).
5. Подключить к рефлектометру щупы «крокодилы» и зарисовать в протокол рефлектограммы, определив длину подключенного кабеля. Длину кабеля необходимо определять с помощью курсоров 1 и 2, используя курсор 1 как начало отчета, а курсор 2 вывести
на точку, определяющую обрыв кабеля. Полученное значение, отображающееся в области d (рис. 3), записать в протокол.
6. Отключить щупы «крокодилы» и подключить к рефлектометру кабель со штекерным разъемом, определив длину кабеля согласно п. 5.
9
Оформление результатов лабораторной работы.
Отчет о выполненной работе должен содержать:
– цель работы;
– краткое описание назначения органов управления и настроек
рефлектометра mTDR-070, используемых при проведении лабораторной работы;
– краткое описание процедуры проведения измерений;
– результаты измерений, записанные в табл. 1.
Таблица 1
Протокол измерений
Изображение
Номер
рефлектоподключаемого
граммы
кабеля
1
2
10
Значение
усреднения
(AVG)
Значение
Продолжительность
длины
зондирующего
импульса (PULSE), нс кабеля, м
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
Цель лабораторной работы
Определение типа нагрузки подключаемой к кабелю.
Порядок подготовки к лабораторной работе
Для проведения лабораторной работы необходимо:
1. Подключить к рефлектометру щупы «крокодилы».
2. Установить на рефлектометре комфортный для наблюдения
рефлектограмм масштаб при помощи группы кнопок «ZOOM».
3. Установить при помощи кнопки «AVG» количество измерений,
по которым рефлектометр выводит усредненною рефлектограмму,
равным 64.
4. При помощи кнопки «PULSE» подобрать на рефлектометре
продолжительность зондирующего импульса, обеспечивающего
наиболее наглядное изображение импульса отклика (5ns).
Порядок проведения работы
На лабораторном стенде находится многожильный экранированный кабель. К каждой паре проводов кабеля (пронумерованных
№2.1 – №2.6) подключены клеммы с одной стороны и несколько типов различной нагрузки с другой.
Необходимо по очереди подключить рефлектометр при помощи щупов «крокодилов» к клеймам и зарисовать в протокол
рефлектограммы.
По известным рефлектограммам необходимо определить какой
тип нагрузки или их комбинация подключены к каждой паре проводов:
подключение к омической нагрузке;
– подключение к емкостной нагрузке;
– подключение к полной нагрузке (омическая нагрузка равная
волновому сопротивлению кабеля);
– обрыв кабеля;
– короткое замыкание;
– подключение к многочисленной нагрузке (ответвления от кабеля).
Примеры рефлектограмм для различных типов нагрузок приведены в приложении А.
11
Оформление результатов лабораторной работы.
Отчет о выполненной работе должен содержать:
– цель работы;
– краткое описание порядка выполнения работы;
– используемые настройки рефлектометра
– краткое описание процедуры проведения измерений;
– результаты измерений, записанные в табл. 2.
Таблица 2
Протокол измерений
Номер нагрузки
1
2
3
4
5
6
12
Изображение рефлектограммы
Предполагаемый тип
нагрузки
Лабораторная работа № 3
Цель лабораторной работы
Определение типов дефектов кабеля и приблизительного расстояния до них от начала кабеля.
Порядок подготовки к лабораторной работе
Для проведения лабораторной работы необходимо:
1. Подключить к рефлектометру кабель удлинитель со штекерным разъемом.
2. Установить на рефлектометре комфортный для наблюдения
рефлектограмм масштаб при помощи группы кнопок «ZOOM».
3. Установить курсор «С2» на левый фронт отраженного от конца
удлинителя импульса.
4. В главном меню выбрать команду «DefaultCable» («MENU» →
«DefaultCable»), после чего точка начала измерений будет перенесена на курсор «С2».
5. Установить при помощи кнопки «AVG» количество измерений,
по которым рефлектометр выводит усредненною рефлектограмму,
равным 64.
6. При помощи кнопки «PULSE» подобрать на рефлектометре
продолжительность зондирующего импульса, обеспечивающего
наиболее наглядное изображение импульса отклика (5ns).
7. Установить параметр «THR» – порог срабатывания системы
автопоиска повреждений, равным 75 мВ.
Порядок проведения работы
При выполнении лабораторной работы необходимо по очереди
подключить рефлектометр при помощи кабеля удлинителя к BNCразъемам № 3.1 – № 3.5 и зафиксировать в протоколе полученные
рефлектограммы и измеренные данные в табл. 3.
Сначала необходимо произвести измерения в «ручном» режиме,
определив:
– количество и порядковый номер неоднородности в исследуемом кабеле (не более 3);
– расстояние до начала неоднородностей (Begin);
– расстояние до пика неоднородностей (Peak);
– расстояние между пиками неоднородностей (PktoPK);
– амплитуда отраженного от неоднородности импульса (Volt);
– обратные потери от неоднородности (dBRL).
13
После выполнения измерений в «ручном» режиме необходимо
произвести поиск неоднородностей жил кабелей № 3.1 – № 3.5 в автоматическом режиме. Режим автоматического поиска неоднородностей включается при помощи кнопки «SRCH». В результате работы команды автоматического поиска неоднородностей отображаются данные обо всех неоднородностях, импеданс которых превышает
заданный параметр THR.
Для отображения полученных данных обо всех найденных дефектов кабеля необходимо нажать на приборе на кнопку «TABLE»
или выполнить команду «EventSelect» в главном меню («MENU» →
«EventSelect») (рис. 5).
Рефлектограмму интересующей неоднородности можно посмотреть, выбрав ее в таблице и нажав кнопку «ENTER».
Оформление результатов лабораторной работы
Отчет о выполненной работе должен содержать:
– цель работы;
– краткое описание порядка выполнения работы;
Рис. 5. Отображение данных на приборе в автоматическом режиме
14
– используемые настройки рефлектометра
– краткое описание процедуры проведения измерений;
– результаты измерений, записанные в табл. 3.
Таблица 3
Протокол измерений
В «ручном» режиме
В автоматическом режиме
ИзобраТип
Номер жение
Pk
Pk
дефекжилы рефлекBegin Peak to Volt dBRL Begin Peak to Volt dBRL
та
тограммы
Pk
Pk
1
1
2
3
1
2
2
3
1
3
2
3
1
4
2
3
1
5
2
3
15
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
Цель лабораторной работы
Определение типа нагрузки подключаемой к кабелю и обработка
данных в программе Nanowave.
Цель лабораторной работы
Определение типов дефектов кабеля и приблизительного расстояния до них от начала кабеля.
Порядок подготовки к лабораторной работе
Для проведения лабораторной работы необходимо:
1. Подключить рефлектометр к персональному компьютеру.
2. Включить персональный компьютер.
3. Включить рефлектометр.
4. Подключить к рефлектометру кабель удлинитель со штекерным разъемом.
5. Установить на рефлектометре комфортный для наблюдения
рефлектограмм масштаб при помощи группы кнопок «ZOOM».
6. Установить курсор «С2» на левый фронт отраженного от конца
удлинителя импульса.
7. В главном меню выбрать команду «DefaultCable» («MENU» →
«DefaultCable»), после чего точка начала измерений будет перенесена на курсор «С2».
8. Установить при помощи кнопки «AVG» количество измерений,
по которым рефлектометр выводит усредненною рефлектограмму,
равным 64.
9. При помощи кнопки «PULSE» подобрать на рефлектометре
продолжительность зондирующего импульса, обеспечивающего
наиболее наглядное изображение импульса отклика (5ns).
10. Установить параметр «THR» – порог срабатывания системы
автопоиска повреждений, равным 75 мВ.
11. Запустить программу Nanowave.
Структура меню программы Nanowave
Рабочая область программы Nanowave представлена на рис. 6.
Меню File включает в себя следующие команды:
Open – открыть сохраненные на ПК рефлектограммы (файлы
с расширением .nwv).
Save – сохранить отображаемую рефлектограмму на диск.
16
Панель
меню
Окно
отображения
рефлектограммы
Параметры
отображения
рефлектограмм
Панель
инструментов
Информационное
окно
Окно
отображения
событий
Рис. 6. Рабочая область программы Nanowave
Saveas... – сохранить отображаемую рефлектограмму на диск
под новым именем.
Print – печатать данных, отображенных на экране компьютера.
Remark – добавление комментариев к отображаемым на экране
компьютера рефлектограммам.
Комментарий к рефлектограмме также можно добавить, поставив галочку в поле Remark в информационном окне напротив необходимой рефлектограммы или же нажав на соответствующую
кнопку на панели инструментов.
Exit – выход из программы.
Меню View включает в себя следующие команды:
Open wave for msstored – открыть сохраненные рефлектограммы.
При выборе данной команды открывается окно с сохраненными
рефлектограммами, выбрать которые можно двойным щелчком
мыши из таблицы (рис. 7).
Initialize wave form – инициализировать рефлектограмму.
Tool bar – отобразить или скрыть панель инструментов.
При выборе данной команды на рабочем должна появиться панель инструментов, включающая в себя следующие кнопки (рис. 8):
Initialize Waveform – инициализация рефлектограммы.
Event Search All – поиск неоднородностей.
Remark – добавить к рефлектограмме комментарий.
Cursor1 Mark – установить курсор 1.
Cursor2 Mark – установить курсор 2.
17
Рис. 7. Окно сохраненных рефлектограмм
Initialize Waveform
Remark
Event Search All
Cursor1 Mark
Cursor2 Mark
Рис. 8. Панель инструментов
Меню Communication включает в себя следующие команды:
Transfer data from mTDR-070 – передача данных с рефлектометра.
Close RS232C communication – прервать связь между прибором
и компьютером.
Меню Options включает в себя следующие команды:
Select Comport – выбрать и настроить СОМ-порт.
Distanceunit – выбрать единицы измерения расстояния (метр, секунда или фут).
18
Меню Help включает в себя следующую команду:
About Nano Wareprogram – получить данные о программе.
Элементы окна параметров отображения рефлектограммы:
Zoom (Увеличение / уменьшение масштаба) – изменение масштаба отображаемой рефлектограммы по координате «X» или «Y».
VOP – установка параметра VOP.
Элементы информационного окна.
Cursor1 & Cursor 2 – расстояние от начала рефлектограммы до
курсоров 1 и 2.
Distance – расстояние между курсорами.
Subtraction – выбрать рефлектограммы для сравнения.
Show – отобразить разницу между выбранными рефлектограмами.
Порядок проведения работы
При выполнении лабораторной работы необходимо по очереди
подключить рефлектометр при помощи кабеля удлинителя к BNCразъемам № 3.1–№ 3.5 и сохранить их, нажатием кнопки «SAVE»,
сразу после включения автоматического поиска неоднородностей.
Режим автоматического поиска неоднородностей включается при
помощи кнопки «SRCH». После сохранения результатов измерений
в память прибора их необходимо передать в компьютер для дальнейшей обработки.
Для передачи данных с рефлектометра в компьютер необходимо:
1. Подсоединить кабель для передачи данных в разъем RS232-C
на задней стенке рефлектометра с одной стороны, а с другой – в разъем последовательного COM-порта на компьютере.
Во время проведения указанных операций компьютер и
рефлектометр должны быть выключены.
2. Включить рефлектометр и компьютер.
3. Удостовериться, что в памяти прибора находятся рефлектограммы, нажав на кнопку «LOAD» на приборе.
Если в памяти прибора нет сохраненных рефлектограмм, сохраните
необходимые рефлектограммы, нажав на кнопку «SAVE» на приборе.
4. Нажмите кнопку «MENU» на приборе и выберите пункт
«Upload Memory» (Данные для загрузки).
5. Откройте программу Nanowave на компьютере.
6. Выберите пункт меню «Options» → «Select Comport» (рис. 9, а).
7. В появившемся окне выберите COM-порт, к которому подключен прибор и скорость передачи данных (по умолчанию установлен
порт СОМ1 и скорость 38400 bps) (рис. 9, б).
19
б)
а)
Рис. 9. Меню программы Nanowave
Рис. 10. Выбор пути сохранения рефлектограммы
8. Если рефлектограммы были правильно сохранены в памяти прибора, то нажав на приборе кнопку «MENU» и выбрав команду «Upload Memory», на экране рефлектометра будет выдано сообщение о передаче данных «Sending wave form 001 (номер
рефлектограммы)» («Идет отправка рефлектограммы 001).
В случае, если в памяти прибора нет сохраненных рефлектограмм,
то на экране прибора появится сообщение об ошибке «Sending wave
form failed» («Ошибка передачи рефлектограммы»).
9. Выберите директорию на жестком диске компьютера для
сохранения данных, полученных с рефлектометра mTDR-070
(рис. 10) с помощью меню последовательности команд «Communica‑
tion» → «Transfer from mTDR-070» («Связь» → «Передача данных
с mTDR-070») (рис. 11, а).
10. Выбрав директорию, в которую должны быть сохранены
рефлектограммы, нажмите кнопку «ОК» в диалоговом окне, а затем
кнопку «ENTER» на приборе (рис. 11, б).
11. При успешном выполнении операции передачи данных будет
выведено сообщение «Success ful transfer from mTDR-070» (рис. 12, а).
При не успешном выполнении операции передачи данных будет
выведено сообщение «Confirm the status of connection between PS &
mTDR‑070», предлагающее подтвердить наличие соединения меж20
а)
б)
Рис. 11. Передача данных на компьютер
а)
б)
Рис. 12. Результаты передачи данных на компьютер
Рис. 13. Окно поиска всех неоднородностей
21
ду компьютером и прибором (рис. 12, б). В данном случае необходимо заново установить параметры соединения в меню Communication
и попытаться установить соединение снова.
Во избежание ошибок необходимо соблюсти последовательность,
указанную в пункте 10, а именно сначала нажать кнопку «OK» на
компьютере, и только затем кнопку «ENTER» на приборе. Если
кнопка «ENTER» на приборе не будет нажата в течение 20 секунд,
то связь между компьютером и прибором автоматически прервется.
В программе Nanowave нажмите на иконку «Event search all»
(поиск всех неоднородностей) находящуюся на панели инструментов (рис. 13).
Для получения информации о конкретном графике необходимо
пометить его флажком поле Enable (включить) и нажать на иконку
Eventsearchall.
Оформление результатов лабораторной работы
Отчет о выполненной работе должен содержать:
– цель работы;
– краткое описание порядка выполнения работы;
– используемые настройки рефлектометра;
– краткое описание процедуры проведения измерений;
– результаты обработки данных в программе Nanowave.
22
Лабораторная работа № 5
Цель лабораторной работы
Исследование эффектов увлажнения и намокания кабеля.
Порядок подготовки к лабораторной работе
Для проведения лабораторной работы необходимо:
1. Подключить к рефлектометру кабель удлинитель со штекерным разъемом.
2. Установить на рефлектометре комфортный для наблюдения
рефлектограмм масштаб при помощи группы кнопок «ZOOM».
3. Установить курсор «С2» на левый фронт отраженного от конца
удлинителя импульса.
4. В главном меню выбрать команду «DefaultCable» («MENU» →
«DefaultCable»), после чего точка начала измерений будет перенесена на курсор «С2».
5. Установить при помощи кнопки «AVG» количество измерений,
по которым рефлектометр выводит усредненною рефлектограмму,
равным 64.
6. При помощи кнопки «PULSE» подобрать на рефлектометре
продолжительность зондирующего импульса, обеспечивающего
наиболее наглядное изображение импульса отклика (5ns).
7. Установить параметр «THR» – порог срабатывания системы
автопоиска повреждений, равным 75 мВ.
8. Запустить программу Nanowave.
Порядок проведения работы
На лабораторном стенде находятся один кабель с поврежденной
изоляцией расположенный в герметичном кабель-канале. К кабелю
подключен BNC разъем.
При выполнении лабораторной работы необходимо:
1. Подключить рефлектометр при помощи кабеля удлинителя
к BNC разъему 4.1.
2. Получить рефлектограмму кабеля и сохранить ее в память
прибора при помощи кнопки «SAVE».
3. Намочить дистиллированной водой поврежденный участок
кабеля при помощи пипетки.
4. Повторить последовательно пункты 2–3 постепенно увеличивая соленость воды 5–6 раз, проведя, таким образом, 3–4 цикла измерений;
5. Передать полученные данные из прибора в компьютер.
23
Рис. 14. Сообщение об ошибке
7. Открыть и поочередно сравнить пары рефлектограмм в программе Nanowave. Перед открытием сразу двух рефлектограмм убедитесь, что они имеют одинаковые параметры «VOP» и «Scale» иначе программа выдаст сообщение об ошибке (рис. 14).
8. Сохранить полученные рефлектограммы в виде рисунков для
дальнейшего включения в отчет.
Выводы по лабораторной работе должны содержать заключение
о том, как влияет увлажнение части кабеля и его намокание на качество передаваемого по нему сигнала.
Оформление результатов лабораторной работы
Отчет о выполненной работе должен содержать:
– цель работы;
– краткое описание порядка выполнения работы;
– используемые настройки рефлектометра;
– краткое описание процедуры проведения измерений;
– полученные рефлектограммы с комментариями о характере
влияния увлажнения и намокания кабеля на качество передаваемого сигнала;
– выводы по работе.
24
Лабораторная работа № 6
Цель лабораторной работы
Исследование эффектов старения кабеля.
Порядок подготовки к лабораторной работе
Для проведения лабораторной работы необходимо:
1. Подключить к рефлектометру кабель удлинитель со штекерным разъемом.
2. Установить на рефлектометре комфортный для наблюдения
рефлектограмм масштаб при помощи группы кнопок «ZOOM».
3. Установить курсор «С2» на левый фронт отраженного от конца
удлинителя импульса.
4. В главном меню выбрать команду «Default Cable» («MENU» →
«Default Cable»), после чего точка начала измерений будет перенесена на курсор «С2».
5. Установить при помощи кнопки «AVG» количество измерений,
по которым рефлектометр выводит усредненною рефлектограмму,
равным 64.
6. При помощи кнопки «PULSE» подобрать на рефлектометре
продолжительность зондирующего импульса, обеспечивающего
наиболее наглядное изображение импульса отклика (5ns).
7. Установить параметр «THR» – порог срабатывания системы
автопоиска повреждений, равным 75 мВ.
8. Установить коэффициент укорочения кабеля равным 75% при
помощи кнопки «VOP»
9. Запустить программу Nanowave.
Порядок проведения работы
На лабораторном стенде находятся 3 кабеля. Один из кабелей является относительно новым, два остальных подвергнуты термическим и механическим воздействиям, эмитирующих их старение.
К каждому кабелю подключен BNC разъем.
При выполнении лабораторной работы необходимо:
1. Поочередно подключить рефлектометр при помощи кабеля удлинителя к BNC-разъемам 5.1–5.3.
2. Получить рефлектограммы кабелей и сохранить их в память
прибора при помощи кнопки «SAVE».
3. Передать полученные данные из прибора в компьютер.
4. Открыть и поочередно сравнить пары рефлектограмм в программе Nanowave.
5. Осуществить анализ изменения состояния кабеля.
25
График 1
График 2
Разница
между
графиком2
и графиком 1
Рис. 15. Графики изменения состояния кабеля
Рис. 16. Сообщение об ошибке
Для анализа изменения состояния кабеля необходимо отметить
флажком переключателя поле «Subtraction» – «Show !!» (рис. 15),
а так же выбрать, какой график из каково вычитается (на примере
график 2 вычитается из графика 1 (Gr2 – Gr1)).
В случае, если рефлектограммы были выбраны неверно программа выдаст сообщение об ошибке (рис. 16).
6. Сохранить полученные рефлектограммы в виде рисунков для
дальнейшего включения в отчет.
Выводы по лабораторной работе должны содержать заключение
о том, как влияет старение кабеля на качество передаваемого по нему сигнала.
26
Оформление результатов лабораторной работы
Отчет о выполненной работе должен содержать:
–цель работы;
– краткое описание порядка выполнения работы;
– используемые настройки рефлектометра;
– краткое описание процедуры проведения измерений;
– полученные рефлектограммы с комментариями о характере
влияния старения кабеля на качество передаваемого сигнала;
– выводы по работе.
27
Лабораторная работа № 7
Цель лабораторной работы
Исследование качественных характеристик различных типов
кабелей
Порядок подготовки к лабораторной работе
Для проведения лабораторной работы необходимо:
1. Подключить к рефлектометру кабель удлинитель со штекерным разъемом.
2. Установить на рефлектометре комфортный для наблюдения
рефлектограмм масштаб при помощи группы кнопок «ZOOM».
3. Установить курсор «С2» на левый фронт отраженного от конца
удлинителя импульса.
4. В главном меню выбрать команду «Default Cable» («MENU» →
«Default Cable»), после чего точка начала измерений будет перенесена на курсор «С2».
5. Установить при помощи кнопки «AVG» количество измерений,
по которым рефлектометр выводит усредненною рефлектограмму,
равным 64.
6. При помощи кнопки «PULSE» подобрать на рефлектометре
продолжительность зондирующего импульса, обеспечивающего
наиболее наглядное изображение импульса отклика (5ns).
Порядок проведения работы
На лабораторном стенде находятся 3 кабеля. К каждому кабелю
подключены BNC разъемы.
Необходимо по очереди подключить рефлектометр к каждому из
BNC разъемов и определить качественные характеристики кабелей.
При выполнении лабораторной работы необходимо:
1. Поочередно подключить рефлектометр при помощи кабеля удлинителя к BNC-разъемам 6.1–6.3;
2. Определить волновое сопротивление кабеля. Для определения
волнового сопротивления кабеля необходимо плавно вращая ручку
потенциометра, добиться согласования волнового сопротивления кабеля с нагрузкой – потенциометром. Волновое сопротивление кабеля
соответствует подобранному сопротивлению потенциометру, соответствующее делениям шкалы, на которые указывает ручка потенциометра, при котором на рефлектограмме отсутствует импульс – отклик.
3. Определить параметр VOP. Зная, что длина кабелей равна
5 м, при помощи кнопки VOP и навигационных курсоров подберите
28
соответствующую длину кабеля на экране прибора, определив тем
самым параметр VOP.
4. Определить приблизительную скорость распространения сигнала в кабеле, учитывая, что параметр VOP является процентным
соотношением скорости распространения сигнала в кабеле от скорости света в вакууме и рассчитывается по формуле (3):
c × VOP
,
(3)
100
где v – скорость распространения сигнала в кабеле; c – скорость света в вакууме (с = 299 792 458 ± 1,2 м/с).
5. Определить относительную диэлектрическую проницаемость
изоляции материала кабеля. Определите относительную диэлектрическую проницаемость изоляции материала кабеля, используя
формулу (4):
1
v»
c,
(4)
ε
где ε – относительная диэлектрическая проницаемость материала
изоляции кабеля.
6. Определите коэффициент укорочения кабеля, по формуле (5):
v=
Ky =
100
;
VOP
(5)
где КУ – коэффициент укорочения.
7. Определите время необходимое для прохождения сигнала от
начала кабеля до его конца, в соответствии с формулой (6):
t=
r
;
c × VOP
(6)
где r – расстояние; t – время распространения сигнала в кабеле.
8. По таблице кабелей, сохраненных в приборе, определите тип
кабеля.
Для чего необходимо в главном меню прибора выбрать пункт
«Cable select» («MENU» → «Cable select») и при помощи навигационных кнопок найти искомый кабель по известному значению параметра VOP.
Оформление результатов лабораторной работы
Отчет о выполненной работе должен содержать:
– цель работы;
– краткое описание порядка выполнения работы;
29
– используемые настройки рефлектометра;
– краткое описание процедуры проведения измерений;
– таблицу, содержащую измеренные и расчетные данные (табл. 4);
– выводы по работе.
Таблица 4
Протокол измерений
Номер
жилы
1
2
3
30
Z
VOP
v
КУ
t
Тип
кабеля
Приложение
Основные типы рефлектограмм
№ п. п.
Рефлектограмма
Тип нагрузки
1
Нагрузка, согласованная с
волновым сопротивлением
кабеля
2
Обрыв кабеля
3
Короткое замыкание
4
Частичный обрыв, за которым
следует полный
обрыв кабеля.
31
Продолжение приложения
№ п. п.
32
Рефлектограмма
Тип нагрузки
5
Частичный
замыкание, за
которым следует
полный обрыв
кабеля.
6
Три пайки
на кабеле
(последняя –
более низкокачественная,
чем две предыдущие)
7
Дополнительное
сопротивление
на участке кабеля (например,
сварочный шов)
8
Отражение от
омического дефекта
Окончание приложения
№ п. п.
Рефлектограмма
Тип нагрузки
9
Отражение
от емкостного
дефекта
10
Наличие
ответвления
от кабеля
(зондирующий
импульс отражается дважды
с разной амплитудой)
11
Повышенная
влажность
на участке
кабеля
12
Намокание
части кабеля
33
Список литературы
1. Афонский, А. А. Электронные измерения в нанотехнологиях и микроэлектронике [Электронный ресурс] / А. А. Афонский,
В. П. Дьяконов; под ред. проф. В. П. Дьяконова. М.: ДМК Пресс,
2011. 688 с.
2. Дьяконов, В. П. Генерация и генераторы сигналов [Электронный ресурс] / В. П. Дьяконов. М.: ДМК Пресс, 2010. 384 с.
3. Импульсный рефлектометр mTDR-070. Руководство по эксплуатации. Изд.: NanoTronix Co., Ltd., 2003. 48 с.
34
Содержание
Лабораторная работа № 1.............................................. 3
Лабораторная работа № 2.............................................. 11
Лабораторная работа № 3.............................................. 13
Лабораторная работа № 4.............................................. 16
Лабораторная работа № 5.............................................. 23
Лабораторная работа № 6.............................................. 25
Лабораторная работа № 7.............................................. 28
Приложение. Основные типы рефлектограмм.................. 31
Список литературы...................................................... 34
35
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
1 602 Кб
Теги
polyakovkorshynov
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа