基于阻抗的电缆检测设备可以定位电缆中的开路或短路故障,检测前无需将电缆与其他所有设备断开连接,这对于电缆连接位置不易触及的系统而言是一项优势。
电缆检测设备基于电缆作为传输线的概念,并利用了长度为四分之一波长的传输线在特定频率下的阻抗变换特性:如果四分之一波长传输线的一端短路,则在理想情况下,该传输线对连接到另一端的任何设备呈现无穷大阻抗(或在实际应用中呈现极高阻抗)。如果一端开路,则在理想情况下,该传输线对连接到另一端的任何设备呈现零阻抗(或在实际应用中呈现极低阻抗)。
在电缆检测设备中,数控振荡器产生一个由微处理器选择频率的正弦信号。该信号被放大,得到的输出信号通过参考电阻输入到电缆的可访问点。测量放大器输出端的电压V和电缆连接点的电压Vo。然后,信号注入点处电缆的阻抗 ( Z ) 由下式给出:
Z = RV o ( V – V o )。
为了获得Z的[敏感词]值,需要测量V和V o的幅值和相位。实际上,只需测量幅值即可,因为在短路或开路条件下,V o必须分别接近于零或V。
检测设备的工作原理如下:微处理器控制振荡器从其频率范围的低端开始,逐步增加频率,直到根据上述公式计算出的阻抗值接近于零,或上升到电缆标称阻抗的10倍及以上。接近于零的阻抗指示表示电缆开路;高阻抗指示表示电缆短路。
从信号注入点到短路或开路点的电缆距离d就是扫描停止时频率 ( f ) 的四分之一波长:
d = cv /(4 f )
其中c为光速,v为电缆速度系数(典型速度系数介于 0.6 和 0.9 之间)。利用原型检测设备所使用的频率,可以定位距离注入点约 1 至 150 米处的短路或断路。
基于阻抗的电缆检测设备利用四分之一波长传输线的阻抗变换特性,检测并定位电缆中的开路或短路故障。该检测设备的电子电路可以很容易地集成到一款手持式便携设备中,可设计成电池供电的手持式便携设备,这种设备可以减少诊断电缆和连接到电缆的电子设备所需的时间。