Назначение

Измеритель длины кабеля РЕЙС-50 это цифровой портативный (карманный) прибор, разработан для широкого применения при измерении длин силовых кабелей, кабелей связи, контрольных кабелей, кабелей управления и всех других типов кабелей и проводов.

При разработке этого прибора наша фирма исходила из принципа максимального упрощения пользования прибором, так как основная категория пользователей этих приборов не являются специалистами - измерителями.

Поэтому в приборе РЕЙС-50 использованы самые современные методы измерений и обеспечена максимально возможная автоматизация измерений.

РЕЙС-50 - это фактически два прибора в одном корпусе: импульсный рефлектометр, работающий на основе метода импульсной рефлектометрии (TDR - метод) и прибор, работающий по методу измерения сопротивления проводников (DC - метод).

TDR - метод

При использовании TDR – метода с прибора в кабель посылается короткий зондирующий импульс, который распространяется по линии со скоростью, сравнимой со скоростью света.

Достигнув конца кабеля (разомкнутого или короткозамкнутого), импульс отражается, и отраженный импульс начинает распространяться в обратную сторону - к началу кабеля (точке подключения прибора).

По времени задержки отраженного импульса относительно зондирующего определяется расстояние до конца кабеля (в автоматическом режиме или в ручном режиме).

По форме отраженного импульса можно определить состояние кабеля в его конце (разомкнут или короткозамкнут).

TDR - метод позволяет измерять длину любого металлического кабеля, у которого есть не менее двух изолированных друг от друга проводников (например 2-х жильный кабель, 3-х жильный, коаксиальный кабель и т.д.). Кабель может быть намотан на барабане, смотан в бухте, развернут, проложен где-либо, подвешен на опорах и т.п.

При TDR - методе для измерения длины кабеля достаточно подключить РЕЙС-50 к кабелю с одного конца. При этом не важно разомкнут или замкнут другой конец кабеля.

Однако TDR - метод нельзя использовать для измерения длины одножильного кабеля (одиночного изолированного проводника).

Разрабатывая прибор РЕЙС-50 мы учли, что часть пользователей могут быть квалифицированными специалистами и захотят провести измерения кабеля более досконально, например проверить правильность результатов режима автоматического измерения длины TDR – методом. Или использовать имеющийся в приборе рефлектометр для других целей, например отыскания повреждений в кабелях.

Для этой цели в приборе РЕЙС-50 кроме автоматического режима измерения длины TDR - методом реализован экспертный (ручной) режим рефлектометра. В ручном режиме прибор РЕЙС-50 работает как обычный цифровой рефлектометр.

DC - метод

При использовании DC - метода из прибора по жиле кабеля (изолированному проводнику) пропускается заданный ток, измеряется сопротивление жилы и на основе значения погонного сопротивления жилы или ее диаметра, материала проводника и температуры рассчитывается длина этого кабеля (изолированного проводника).

Особенность DC - метода состоит в том, что он может быть использован для измерения не только многожильных кабелей, но и для одножильных кабелей (проводников с изоляцией).

При измерении длины кабеля DC - методом прибор лучше подключать сразу к обоим концам жилы кабеля.

Если в кабеле есть хотя бы две одинаковые изолированные жилы, то можно измерить длину кабеля, подключив прибор к этим жилам с одного конца кабеля. В этом случае нужно обязательно качественно накоротко соединить эти жилы на другом конце кабеля. А для получения длины кабеля измеренное значение нужно поделить на 2.

При измерении длины одиночного изолированного проводника прибор нужно подключать к обоим концам кабеля.

Таким образом, при DC - методе нужен обязательный доступ к кабелю с обоих его концов, в то время как при TDR - методе достаточно доступа только с одного конца.

Основные области применения прибора РЕЙС-50

• Измерение длины кабелей и проводов при их производстве, складировании, учете и хранении.
• Измерение длины кабелей и проводов при торговле ими.
• Измерение длины кабелей при прокладке: во время строительства зданий и сооружений, монтажа электрических сетей, линий связи и контроля на кораблях, судах, самолетах и т.п., и при их последующей эксплуатации.
• Прокладка кабельных линий всех типов в связи, энергетике, горэлектротранспорте, железнодорожном транспорте, морских и речных портах, аэропортах и т. п.
• Прокладка сетей кабельного телевидения и компьютерных сетей.
• Монтаж тепловых сетей с предварительно-изолированными трубами на основе пенополиуретановой изоляции.

Дополнительные области применения прибора РЕЙС-50

• Отыскание повреждений и неисправностей в парах кабеля и проводниках и их локализация путем измерения расстояния до места повреждения (обрыва, короткого замыкания, низкоомной утечки). Далее, если известна топология прокладки кабеля, то можно достаточно точно отыскать место его повреждения.
• Измерение электрического сопротивления жил кабеля, проводов и различных электрических цепей.
• Прозвонка электрических цепей.

Отличительные особенности прибора РЕЙС-50

Максимальная автоматизация измерений

Перед измерением длины кабеля оператору необходимо подключить ко входу прибора один из присоединительных кабелей, входящих в комплект поставки, и метод измерения будет установлен автоматически.

Если Вы выбрали для измерения длины кабеля TDR-метод, то перед запуском автоматического измерения прибор РЕЙС-50 предложит Вам установить коэффициент укорочения кабеля, или выбрать его из таблицы.

На случай, если коэффициент укорочения измеряемого кабеля Вам неизвестен, в приборе предусмотрена возможность экспериментального определения коэффициента укорочения по отрезку кабеля известной длины, с сохранением результата во встроенной энергонезависимой памяти с временем хранения не менее 10 лет.

Если Вами выбран DC-метод измерения длины кабеля, то перед запуском автоматического измерения прибор РЕЙС-50 предложит Вам указать материал жилы (Медь или Алюминий), и погонные параметры жилы кабеля (или проводника), такие как: погонное сопротивление, диаметр или AWG.

После этого измерение длины кабеля (провода) прибор выполнит автоматически и высветит длину кабеля крупными цифрами на экране прибора. За счет максимальной автоматизации измерений прибор РЕЙС-50 позволяет выполнить измерение длины кабеля с удивительной простотой.

Если Вы захотите воспользоваться прибором РЕЙС-50 как обычным универсальным рефлектометром, то Вам достаточно перейти в ручной режим TDR- метода. При этом на экране прибора появится рефлектограмма измеряемой линии.

Анализируя рефлектограмму можно определить замкнут или разомкнут другой конец кабеля и при помощи двух специальных вертикальных подвижных курсоров измерить длину кабеля, сохранить рефлектограмму в памяти, сравнить ее с ранее измеренной и т.д.

В приборе РЕЙС-50 реализованы все возможности полноценного импульсного рефлектометра.

Минимальные размеры и вес

Измеритель длины кабелей РЕЙС-50 является самым малогабаритным и легким из всех приборов данного класса, как зарубежных так и отечественных.

Практически РЕЙС-50 - это миниатюрный прибор, который можно положить даже в маленький карман.

Это очень удобно как при работе в стесненных условиях, например в переполненном складе, так и на открытой площадке, а также при прокладке кабелей, как летом так и зимой, при ярком солнечном свете и в темноте.

Полноценный графический LCD - экран с управляемой подсветкой

Несмотря на малые габариты прибор РЕЙС-50 оснащен достаточно крупным (для данного корпуса) жидкокристаллическим экраном с разрешением 128х64 пикселей.

Такой экран обеспечивает полноценную индикацию всех режимов и параметров прибора в автоматическом режиме измерения, так и в экспертном (ручном) режиме при TDR-методе.

При этом в автоматическом режиме отображаются все режимы измерения, параметры и крупным шрифтом — результат измерения длины.

В ручном режиме отображаются все параметры и режимы работы прибора, а также рефлектограмма измеряемого кабеля и измерительные курсоры.

Для удобства работы в разных условиях освещенности предусмотрено включение подсветки экрана с регулировкой уровня подсветки.

Подсветка экрана включается с клавиатуры и позволяет выбрать несколько уровней яркости.

Малое энергопотребление

В приборе РЕЙС-50 использованы новые технические решения и приняты все возможные меры для сокращения энергопотребления.

В результате достигнута очень низкая средняя потребляемая мощность, которая составила всего 0,3 Вт.

Питается прибор от 4-х батарей (или аккумуляторов) типоразмера ААА.

Две модификации прибора РЕЙС-50

Измеритель длины кабеля РЕЙС-50 разработан для выпуска в двух модификациях.

В первой модификации приборов, выпущенных до 23.05.2011, было предусмотрено питание прибора только от 4-х батарей ААА.

В первой модификации приборов, выпущенных после 23.05.2011, и во второй модификации приборов питание осуществляется от 4-х аккумуляторов ААА с возможностью подзарядки от трех источников: USB порта компьютера, от любого сетевого блока питания с выходным мини-USB разъемом, от блока питания от бортовой сети автомобиля через прикуриватель.

Кроме того, во второй модификации прибора РЕЙС-50 результаты измерений, сохраненные в памяти прибора, могут быть переданы в компьютер по интерфейсу USB для анализа, обработки и архивирования.

Встроенная память данных и результатов измерений

В приборе РЕЙС-50 предусмотрена возможность сохранения измеренных значений длин кабелей (в TDR и DC - методах), коэффициентов укорочения, погонных параметров кабелей и рефлектограмм кабелей во встроенной энергонезависимой памяти с временем хранения не менее 10 лет.

Низкая цена

Несмотря на лучшие для данного класса приборов функциональные возможности и технические характеристики и исключительное удобство использования, цена прибора «Измеритель длины кабеля РЕЙС-50» ниже цен аналогичных приборов других производителей.

Приобретая прибор РЕЙС-50 пользователь получает не только два автоматических измерителя длины кабеля двумя методами ( TDR и DC), но и пусть маленький, но полнофункциональный цифровой рефлектометр.

Достоинства измерителя длины кабеля РЕЙС-50

Несомненными достоинствами прибора РЕЙС-50 перед аналогичными приборами как зарубежных, так и отечественных производителей (сравнивались 10 приборов зарубежного и отечественного производства разных фирм, в том числе экспериментальные сравнения) являются следующие:

• только в приборе РЕЙС-50 реализованы автоматические режимы измерения длины кабеля двумя методами: TDR и DC;
• только РЕЙС-50 имеет самое высокое разрешение по длине;
• только РЕЙС-50 при указанных возможностях и параметрах имеет очень низкую потребляемую мощность;
• прибор РЕЙС-50 имеет: самые малые габаритные размеры при относительно большом экране, самый минимальный вес, невысокую цену.

Технические характеристики прибора «Измеритель длины кабелей РЕЙС-50»
Максимальная длина измеряемых кабелей	до 10000 м (при DC - методе) до 8000 м (при TDR - методе)
Разрешение по длине	не хуже 4 см
Инструментальная погрешность измерения длины	TDR - метод: - не более 1%+1м - в автоматическом режиме, - не более 0,2% - в ручном режиме. DC - метод: - не более 0,1%+1 МЗР
Пределы устанавливаемых или измеряемых коэффициентов укорочения (при TDR - методе)	1,000...7,000
Диапазон измеряемых сопротивлений (при DC - методе)	0 ... 10000 Ом
Разрешающая способность измерения сопротивлений (при DC - методе)	0,1 мОм
Измерительный ток (при DC - методе)	до 95 мА
Погрешность измерения сопротивления (при DC - методе)	0,1% + 1 МЗР
Учет температуры жил (при DC - методе)	Имеется датчик температуры
Сечение жил измеряемых кабелей или проводов (при DC - методе)	0,001...500 кв. мм
Диапазон погонных сопротивлений (при DC - методе)	0,036...17900 Ом/км
Отображение информации	LCD дисплей с разрешением 128х64, с подсветкой
Питание	4 батареи ААА (или 4 аккумулятора ААА)
Мощность потребления, не более	0,3 Вт
Диапазон рабочих температур	-10....+50 °С
Габаритные размеры	125х80х35 мм
Вес	0,25кг

Комплект поставки прибора РЕЙС-50
Измеритель длины кабеля РЕЙС-50	1
Аккумуляторы размера ААА	4
Кабель присоединительный с датчиком температуры (для DC-метода)	1
Кабель присоединительный (TDR-метод)	1
Кабель калибровки	1
Руководство по эксплуатации	1
Сумка для переноски	1
Подарок - блок зарядки от сети 220В	1

Присоединительные кабели для РЕЙС-50

Влияние реальных условий на погрешность измерения длины кабеля

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 оказывает погрешность установки или измерения температуры жил кабеля.

Так, например, если в приборе установить температуру жил кабеля с погрешностью 1°С, то погрешность измерения длины кабеля таким прибором будет не лучше 0,4%.

Поэтому в приборе РЕЙС-50 погрешность установки температуры составляет 0,1°С.

Измерение же температуры жил кабеля с погрешностью 0,1°С является довольно сложной задачей.

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

Таким образом, для достижения минимально возможной погрешности измерения длины кабеля DC-методом в приборе должна быть установлена температура жил кабеля с погрешностью не хуже 0,1°С.

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 и TDR-методами 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.