プラン

序章

電流計

電圧測定

磁電システムの複合デバイス

ユニバーサルエレクトロニクス 計測器

シャントの測定

抵抗を測定するための機器

接地抵抗の決定

磁束

誘導

参考文献

序章

測定は値を見つけると呼ばれます 物理量経験的に、特別な助けを借りて 技術的手段- 測定装置。

したがって、測定は、比較の単位として、与えられた物理量とその値の一部の間の数値的関係を経験によって取得する情報プロセスです。

測定結果は、物理量を測定することによって得られる名前付きの数値です。 測定の主なタスクの 1 つは、測定された物理量の真の値と実際の値の間の近似の程度または差異、つまり測定誤差を推定することです。

電気回路の主なパラメータは、電流の強さ、電圧、抵抗、電流電力です。 これらのパラメータを測定するには、電気測定器が使用されます。

電気回路のパラメータの測定は 2 つの方法で実行されます。1 つは直接測定方法、もう 1 つは間接測定方法です。

直接測定法は、経験から直接結果を得る方法です。 間接測定は、この値と直接測定の結果として得られた値との間の既知の関係に基づいて、目的の値が見つかる測定です。

電気測定器 - さまざまな電気量を測定するために使用されるデバイスの一種。 電気測定器のグループには、実際の測定器に加えて、メジャー、コンバータ、複雑な設備などの他の測定器も含まれます。

電気測定器は、測定される再現可能な物理量に応じて次のように分類されます（電流計、電圧計、抵抗計、周波数計など）。 目的別（測定器、測定器、測定トランスデューサー、測定設備およびシステム、補助装置）。 測定結果の提供（提示及び記録）方法による。 測定方法による（直接評価用の装置および比較装置）。 適用および設計の方法に応じて（分電盤、ポータブルおよび据え置き）。 動作原理（電気機械 - 磁気電気、電磁気、電気力学、静電、強磁力、誘導、磁気力学; 電子; 熱電; 電気化学）による。

このエッセイでは、デバイス、動作原理、説明、および説明について説明します。 簡単な説明電気機械クラスの電気測定器。

電流測定

電流計 - 電流の強さをアンペア単位で測定する装置（図1）。 電流計の目盛りは、デバイスの測定限界に従って、マイクロアンペア、ミリアンペア、アンペア、またはキロアンペアで目盛り付けされます。 電流計は電気回路のその部分と直列に電気回路に接続され（図2）、その電流の強さが測定されます。 測定限界を増やすには、シャントまたは変圧器を使用します。

最も一般的な電流計。矢印が付いたデバイスの可動部分が、測定された電流の値に比例した角度で​​回転します。

電流計には、磁気電気式、電磁式、電気力学式、熱式、誘導式、検出器、熱電式、および光電式があります。

電磁電流計は直流電流の強さを測定します。 誘導および検出器 - AC 電源; 他のシステムの電流計は、あらゆる電流の強さを測定します。 最も正確で感度が高いのは、電磁電流計と動電電流計です。

磁気電気デバイスの動作原理は、磁界間の相互作用によるトルクの生成に基づいています。 永久磁石そしてフレームの巻線を流れる電流。 矢印がフレームに接続されており、スケールに沿って移動します。 矢印の回転角度は電流の強さに比例します。

動電電流計は、並列または直列に接続された固定コイルと可動コイルで構成されます。 コイルを流れる電流間の相互作用により、可動コイルとそれに接続された矢印が偏向します。 電気回路では、電流計は変圧器を介して負荷と直列に接続され、高電圧または大電流がかかります。

いくつかの種類の家庭用電流計、ミリ電流計、マイクロ電流計、磁気電気、電磁、電気力学、および熱システムの技術データを表 1 に示します。

表1。 電流計、ミリ電流計、微小電流計

電圧測定

電圧計 - 電気回路の電圧またはEMFを測定するための直接読み取り測定装置（図3）。 負荷または電気エネルギー源と並列に接続されます (図 4)。

動作原理によれば、電圧計は電気機械式 - 磁気電気式、電磁式、電気力学式、静電式、整流式、熱電式に分類されます。 電子 - アナログとデジタル。 予約制: 直流; 交流電流; 衝動; 位相に敏感。 選択的; 普遍的な。 設計と適用方法による：パネル。 ポータブル; 定常。 いくつかの家庭用電圧計、磁気電気、電気力学、電磁、および熱システムのミリボルト計の技術データを表 2 に示します。

表 2. 電圧計とミリボルト計

直流回路の測定には、磁気電気システムの組み合わせデバイスである電流電圧計が使用されます。 一部のタイプのデバイスの技術データを表 3 に示します。

表3 磁電システムの複合デバイス .

交流回路の電圧、電流、電力を測定するための電流電圧計と電流電圧計の組み合わせ機器に関する技術データ。

DC 回路と AC 回路の測定用の組み合わせポータブル機器は、直流および交流の電流と抵抗の測定を提供します。また、非常に広範囲の要素の静電容量も測定できるものもあります。コンパクトで、自律電源を備えているため、安定した動作が保証されます。 幅広い用途。 このタイプのデバイスの直流での精度クラスは 2.5 です。 変数について - 4.0。

万能電子計測器

万能測定器（万能電圧計）は、電気量の測定に広く使用されています。 これらのデバイスにより、通常、交流および直流の電圧と電流、抵抗、場合によっては非常に広範囲にわたる信号の周波数を測定することができます。 文献では、機器によって測定された値は何らかの方法で電圧に変換され、広帯域アンプによって増幅されるため、これらは汎用電圧計と呼ばれることがよくあります。 デバイスには矢印スケール (電気機械式デバイス) または液晶インジケーターを備えたディスプレイがあり、一部のデバイスにはプログラムが組み込まれており、結果の数学的処理が提供されます。

いくつかのタイプの最新の家庭用ユニバーサルデバイスに関する情報を表4に示します。

表4 万能測定器

ユニバーサル機器には次のアクセサリが含まれています。

1. すべてのユニバーサル電圧計およびマルチメーターで AC 電圧を拡張するための 50KHz ～ 1GHz AC 電圧プローブ。

2. 最大 30 kV 1:1000 の高電圧 DC 分圧器。表 5 にユニバーサル V3-38V の技術データを示します。

表5. デジタルミリボルトメータ B3-38V の技術データ

直流および交流の電流および電圧、2/4線式回路の抵抗、周波数および周期、交流の実効値測定および任意電圧の測定結果を液晶表示する万能電圧計です。

さらに、交換可能な温度センサーの存在下で、このデバイスは、-200 ～ +1110 0 С の温度測定、電力測定、相対レベル (dB)、最大 200 件の測定結果の記録/読み取り、測定限界の自動または手動選択、内蔵テスト制御プログラム、音楽的サウンド制御を提供します。

シャントの測定

シャントは、電流測定の限界を拡大するように設計されています。 シャントは、マンガニンで作られた特別な設計の校正された、通常は平らな導体 (抵抗器) であり、測定された電流が通過します。 シャント両端の電圧降下は次のようになります。 一次関数現在。 定格電圧はシャントの定格電流に対応します。 主に磁気電気測定器を備えた直流回路で使用されます。 小さな電流（最大 30 A）を測定する場合、シャントは機器のケースに組み込まれます。 大電流（最大 7500 A）を測定する場合は、外部シャントが使用されます。 シャントは精度クラスに従って細分化されます: 0.02; 0.05; 0.1; 0.2と0.5。

電圧デバイスの測定限界を拡張するには、追加抵抗と呼ばれる校正済みの抵抗が使用されます。 追加の抵抗器はマンガニン絶縁ワイヤで作られており、精度クラスにも分類されています。 シャントの詳細を表 6 に示します。

表6 シャントの測定

抵抗を測定するための機器

電気抵抗を測定するための機器は、機器によって測定される抵抗の範囲に応じて、オーム計、マイクロオーム計、マグオーム計と呼ばれます。 接地装置の電流拡散に対する抵抗を測定するには、接地メーターが使用されます。 これらのデバイスのいくつかのタイプに関する情報を表 7 に示します。

表 7. オーム計、マイクロオーム計、メガオーム計、接地計

接地抵抗の決定

グラウンディングという用語の意味は、 電気接続回路や機器をアースに接続してください。 接地は、接続された回路または機器の電位を可能な限り接地電位に近づけて設定し、維持するために使用されます。 接地回路は、導体、導体を電極に接続するクランプ、電極、および電極の周囲の接地によって形成される。 接地は電気保護の目的で広く使用されています。 たとえば、照明機器では、接地は人員や機器のコンポーネントを高電圧にさらされることから保護するために、故障電流を接地に短絡するために使用されます。 接地回路の抵抗が低いため、故障電流が確実に接地に流れ、保護リレーが迅速に作動します。 その結果、外部の電圧はできるだけ早く除去され、人員や機器が電圧にさらされることがなくなります。 ESD保護の目的で機器の基準電位を最適に固定し、人員の保護のために機器の筐体の電圧を制限するには、接地回路の理想的な抵抗はゼロである必要があります。

接地抵抗測定原理

電圧計はピン X と Y の間の電圧を測定し、電流計はピン X と Z の間を流れる電流を測定します (図 5)。

気づいてください、それは 点 X、Yと Z が対応します 点X、P 3 点計器のポイント C1、P2、および C2、または 4 点計器のポイント C1、P2、および C2。

オームの法則E \u003d R IまたはR \u003d E / Iの式を使用して、電極Rの接地抵抗を決定できます。たとえば、E \u003d 20 VおよびI \u003d 1 Aの場合、次のようになります。

R = E / I = 20 / 1 = 20 オーム

地上試験機を使用する場合は、これらの計算を行う必要はありません。 デバイス自体が測定に必要な電流を生成し、接地抵抗の値を直接表示します。

たとえば、1820 ER ブランドの海外メーカーのメーターを考えてみましょう (図 6 および表 8)。

表8 テクニカルデータメーター タイプ1820 ER

磁束

一般情報。

磁束- 有限表面を通る磁気誘導ベクトルの積分としての磁束。 表面上の積分によって定義される

この場合、表面積のベクトル要素は次のように定義されます。

ここで、 は表面に垂直な単位ベクトルです。

ここで、α は磁気誘導ベクトルと領域平面の法線との間の角度です。

回路を通る磁束はベクトルポテンシャルの循環によって表現することもできます。 磁場この回路に沿って:

単位

SIシステムでは、磁束の単位はウェーバー（Wb、寸法 - V s \u003d kg m² s −2 A −1）、CGSシステムではマックスウェル（Mks）です。 1 Wb = 10 8 μs。

磁束を測定する装置はと呼ばれます 磁束計(緯度フラクサス - 流量と ... メーターから) またはウェーバーメーター。

誘導

磁気誘導- 空間内の特定の点における磁場のパワー特性であるベクトル量。 磁場が一定の速度で移動する電荷に作用する力を示します。

より正確には、ある速度で移動する電荷に作用するローレンツ力が次のようなベクトルです。

ここで、α は速度ベクトルと磁気誘導ベクトルの間の角度です。

また、磁気誘導は、均一磁場に置かれた電流が流れるループに作用する力の最大機械モーメントと、ループとその面積の電流強度の積との比として定義できます。

これは、電界強度ベクトルと同様、磁界の主な特性です。

CGS システムでは、場の磁気誘導はガウス (Gs) で測定され、SI システムではテスラ (Tl) で測定されます。

1 T = 10 4 G

磁気誘導の測定に使用される磁力計はテスラメータと呼ばれます。

参考文献

1. 電気工学および電気機器のハンドブック、Aliev I.I.

2. 電気工学、Ryabov V.I.

3. 現代の測定電気機器、Zhuravlev A.

ケーブル通信回線の電気パラメータの測定

1. ケーブル通信回線の電気的パラメータの測定

1.1 一般規定

ケーブル通信回線の電気的特性は、伝送パラメータと影響パラメータによって特徴付けられます。

伝送パラメータは、ケーブル チェーンに沿った電磁エネルギーの伝播を評価します。 影響パラメータは、ある回路から別の回路へのエネルギー伝達の現象と、相互干渉および外部干渉からの保護の程度を特徴付けます。

転送パラメータには次の主なパラメータが含まれます。

R - 抵抗、

L - インダクタンス、

C - 容量、

G - 絶縁体の導電率と二次パラメータ、

Z波抵抗、

ある - 減衰係数、

β - 位相係数。

影響パラメータには主パラメータが含まれます。

K - 電気接続、

M - 磁気接続と二次パラメータ、

近端での V クロストーク、

Bℓ - 遠端でのクロストーク。

低周波領域では主に伝送パラメータによって通信品質や通信範囲が決まりますが、高周波回路では影響パラメータが最も重要な特性となります。

ケーブル通信回線の運用中に、予防、制御、緊急に分けて電気パラメータの測定が実行されます。 予防測定は、通信回線の状態を評価し、そのパラメータを標準値にするために、一定の間隔で実行されます。 制御測定は次の後に実行されます。 メンテナンスパフォーマンスの品質を評価するためのその他の種類の作業。 緊急測定は、通信回線の損傷の性質と位置を特定するために実行されます。

1.2 回路抵抗測定

直流に対する回路の抵抗 (Rц) と交流に対する回路の抵抗は区別されます。 1 km のワイヤの直流に対する抵抗は、ワイヤの材質によって異なります ( 抵抗率- p)、ワイヤーの直径と温度。 ワイヤの抵抗は温度が上昇すると増加し、直径が増加すると減少します。

20°C からの任意の温度抵抗の場合、抵抗は次の式を使用して計算できます。

Rt=Rt=20 [1+a (t -20) ]オーム/km ,

ここで、Rt は特定の温度における抵抗であり、

ああ、 温度係数抵抗。

2 線式回路の場合、結果の抵抗値を 2 倍する必要があります。

1 km のワイヤの交流に対する抵抗は、これらの要因に加えて、電流の周波数にも依存します。 表皮効果により、AC 抵抗は常に DC 抵抗より大きくなります。

ワイヤ抵抗の交流電流と周波数の依存性は、次の式で求められます。

R=K1 × Rt オーム/km ,

ここで、K1 は電流の周波数を考慮した係数です（電流の周波数が増加すると、K1 は増加します）。

ケーブル回路と個々のワイヤの抵抗は、取り付けられた増幅セクションで測定されます。 抵抗を測定するには、バランスアームの比率が一定の DC ブリッジ回路が使用されます。 このスキームは、測定装置PKP-3M、PKP-4M、P-324によって提供されます。 これらの機器を使用した測定スキームを図 1、2、3 に示します。 1と図。 2.

米。 1. PKP デバイスを使用して回路の抵抗を測定するスキーム

米。 2. P-324デバイスを使用して回路の抵抗を測定するためのスキーム

測定された抵抗は、回路の 1 km ごとに再計算され、このケーブルの規格と比較されます。 一部のタイプの光ケーブルおよび対称ケーブルの抵抗率を表に示します。 1.

表1

パラメータケーブルP-274 P-274MP-270TG TBTZB TZGP-296MKB MKGMKSB MKSGDC 回路抵抗 ( ¦ = 800Hz)、+20 °С、オーム/km115 ÷ 12536.0d=0.4 £ 148d=0.8 £ 56.155.5d=1.2 £ 31.9d=0.9 £ 28.5d=0.75 £ 95d=0.9 £ 28.5d=1.4 £ 23.8d=1.2 £ 15.85d=0.6 £ 65.8d=1.0 £ 23.5d=0.7 £ 48d=1.2 £ 16.4d=1.4 £ 11,9

直流抵抗 d は等しく、光電界通信ケーブル (P-274、P-274M、P-275) のアクティブ抵抗は、回線の敷設方法や気象条件 (「乾燥」、「湿潤」) には依存せず、温度依存性のみがあり、周囲温度 (空気、土壌など) の上昇とともに増加します。

比較の結果、測定された抵抗値が標準よりも大きい場合、これはケーブルのスプライスまたは接続するハーフカップリングの接触不良があることを意味している可能性があります。

1.3 静電容量の測定

静電容量 (Cx) は、ケーブル通信回路の最も重要な主要な伝送パラメータの 1 つです。 その値によって、ケーブルの状態を判断し、損傷の性質と位置を判断できます。

実際、ケーブルの静電容量はコンデンサの静電容量に似ており、プレートの役割はワイヤの表面によって果たされ、それらの間にある絶縁材（紙、スタイロフレックスなど）は誘電体として機能します。

ケーブル通信回線の回路の静電容量は、通信回線の長さ、ケーブルの設計、 断熱材、ツイストタイプ。

平衡ケーブルの回路の静電容量の値は、隣接するコアやケーブルのシースによって影響を受けます。これは、それらがすべて互いに近接しているためです。

ケーブル静電容量の測定は、PKP-3M、PKP-4M、P-324 などの測定器で行われます。 PKP デバイスを測定する場合、弾道測定方法が使用され、P-324 デバイスはバランスアームの可変比率を備えた AC ブリッジ回路に従って測定します。

ケーブル通信回線では、次のことが実行できます。

一対のコアの静電容量を測定する。

コアの静電容量（アースに対する）を測定します。

1.3.1 P-324 デバイスを使用した一対のコアの静電容量の測定

一対のワイヤの静電容量の測定は、図1に示すスキームに従って実行されます。 3.

米。 3. 一対のコアの静電容量を測定するためのスキーム

平衡アームの 1 つは抵抗器 nR のセットで、3 回 - 抵抗ストア - Rms です。 他の 2 つのアームは基準静電容量 Co と測定された Cx です。

アームの損失角が等しくなるように、ポテンショメータ BALANCE Сх Rough および BALANCE Сх SMOOTH が使用されます。 ブリッジのバランスは抵抗ボックス Rms によって提供されます。 ショルダーの損失角とブリッジのバランスが等しい場合、次の等式が成り立ちます。

Co と R は特定の測定回路では一定であるため、測定された静電容量はストアの抵抗に反比例します。 したがって、抵抗ボックスは静電容量 (nF) の単位で直接校正され、測定結果は次の式から求められます。

Cx \u003d n SMS。

1.3.2 対地導体静電容量の測定

アースに対するコアの静電容量の測定は、図1のスキームに従って実行されます。 4.

米。 4. アースに対するコアの静電容量を測定するためのスキーム

いくつかの種類のケーブル通信回線における 1 対のコアの動作容量の平均値の基準を表に示します。 2.

表2

パラメータケーブルP-274 P-274MP-270TG TBTZB TZGP-296MKB MKGMKSB MKSG動作静電容量の平均値、nF/km32.6 ÷ 38.340.45d=0.4 d=0.5 C=50d=0.8 C=3836.0d=1.2 C=27 d=1.4 C=3624.0 ÷ 25d =0.9 C=33.5d =0.6 C=40d =1.0 C=34d =0.7 C=41d =1.2 C=34.5d =1.4 C=35.5

ノート：

。 光フィールド通信ケーブルの容量は、敷設方法、気象条件、周囲温度などにより変動します。 湿気、または半導電層によるケーブル シースのコーティング (土壌、大気中の降水物、煤など) が最も大きな影響を及ぼします。

ケーブル MKSB、MKSG の動作容量は、4 の数 (1、4、および 7-4) と信号コアの数によって異なります。

1.4 絶縁抵抗の測定

回路の絶縁の品質を評価する場合、通常は「絶縁抵抗」(Riz) の概念が使用されます。 絶縁抵抗は絶縁導電率の逆数です。

回路絶縁体の導電率は、絶縁体の材質と状態、大気条件、電流周波数によって異なります。 絶縁体が汚染されている場合、絶縁体に亀裂がある場合、またはケーブル絶縁カバーの層の完全性が損なわれている場合、絶縁体の導電率は大幅に増加します。 雨天では、乾燥した天候よりも断熱材の導電率が高くなります。 電流の周波数が増加すると、絶縁体の導電率が増加します。

絶縁抵抗の測定は、PKP-3、PKP-4、P-324 デバイスを使用して予防および制御試験中に実行できます。 絶縁抵抗はコア間およびコアとアース間で測定されます。

絶縁抵抗 Riz を測定するには、MU 制御巻線を電圧源と測定された絶縁抵抗に直列に接続します。 測定された Riz の値が小さいほど、MU の制御巻線の電流が大きくなり、その結果、MU の出力巻線の EMF が大きくなります。 増幅された信号は IP デバイスによって検出され、記録されます。 デバイスのスケールはメガオームで直接校正されるため、測定値の読み取り値は Riz になります。 LIMIT Rmohm スイッチの位置を考慮して、上位または中位のスケールで作成されます。

PKP 機器で絶縁抵抗を測定する場合、直列接続された微小電流計と 220V 電源で構成されるオーム計回路が使用されます。 微小電流計の目盛りは 3 ～ 1000 MΩ です。

一部の通信ケーブルの絶縁抵抗規格を表に示します。 3.

表3

パラメータ ケーブル P-274 P-274MP-270TG TBTZB TZGP-296MKB MKGMKSB MKSG 100÷1000 250÷2500 500050001000050001000010000

光フィールド通信ケーブルの絶縁抵抗は、敷設方法、動作条件、周囲温度に大きく依存します。

1.5 二次伝送パラメータの測定

1.5.1 特性インピーダンス

特性インピーダンス (Zc) は、電磁波が反射せずに均一な回路に沿って伝播するときに遭遇する抵抗です。 これはこのタイプのケーブルの特徴であり、主要なパラメータと伝送電流の周波数のみに依存します。 波の抵抗の値は、電圧 (U) と電流 (U) の関係を示すため、回路を特徴付けます。 私 ) 均質なチェーンのどの点でも、値はその長さに関係なく一定です。

静電容量を除くすべての主要パラメータは電流の周波数に依存するため、電流の周波数が増加すると、波の抵抗は減少します。

波抵抗の大きさの測定と評価は、デバイスP5-5を使用して実行できます。 この目的のために、ケーブル通信回線の両端から作業が実行されます。 一方の端では、測定される回路はアクティブ抵抗によって妨害されます。これには、高周波マスチック抵抗 SP、SPO、または非ワイヤ抵抗ストアを使用することをお勧めします。もう一方の端では、R5-5 デバイスが接続されます。 回路の遠端で抵抗を調整し、回路の近端でデバイスのゲインを増加させることにより、P5-5 デバイスを使用して回線の遠端からの反射を最小限に抑えることができます。 この場合、回路の遠端で選択される抵抗値は、回路の特性インピーダンスに対応します。

波の抵抗の平均値の基準を表に示します。 4.

表4

時、kHz ÷1085 368 ÷648 43548749010,0230155258181146231 ÷308 147 ÷200 160190,519616,0205135222158139133 ÷174 15218218660131142 ÷147 130174174,6120129142 ÷146 171168,4200128169,2167,3300126168,2166,3

1.5.2 動作時の減衰

電気エネルギーがワイヤを伝播すると、電流と電圧の振幅が減少するか、いわゆる減衰が起こります。 1 km のチェーン長にわたるエネルギーの減少は、キロメートル減衰とも呼ばれる減衰係数を通じて考慮されます。 減衰係数は文字で示されます。 ある 1 km あたりのネペルで測定されます。 減衰係数は回路の主なパラメータに依存し、次の 2 種類の損失によって決まります。

ワイヤの金属を加熱するためのエネルギー損失による減衰。

絶縁不完全損失および誘電損失による減衰。

金属の損失は低周波領域で支配的であり、誘電体の損失はそれ以上の領域に影響を及ぼし始めます。

主なパラメータは周波数に依存するため、 ある 周波数依存: 電流周波数の増加に応じて ある が増加します。 減衰の増加は、電流周波数の増加に伴い、絶縁体のアクティブ抵抗と導電率が増加するという事実によって説明されます。

回路の減衰係数を知る( ある ) とチェーンの長さ (ℓ) から、チェーン全体の固有減衰 (a) を決定できます。

a= ある × ℓ、NP

通信チャネルを形成する 4 つのバンドの場合、一貫した包含のための条件を完全に保証することは通常は不可能です。 したがって、実際の条件で形成された通信チャネルの入力回路と出力回路の両方の不一致を考慮するには、固有の減衰だけを知るだけでは十分ではありません。

動作減衰 (ap) は、実際の条件におけるケーブル回路の減衰です。 端に何らかの荷重がかかっても。

一般に、実際の条件では、動作時の減衰は固有の減衰 (ar >A)。

動作減衰を測定する方法の 1 つはレベル差法です。

この方法で測定する場合、既知の EMF、既知の内部抵抗 Z® を備えた発電機が必要です。 発電機の整合負荷 Zo における絶対電圧レベルは、ステーション A のレベルインジケータによって測定され、次の式で決定されます。

および負荷 Z での絶対電圧レベル 私 ステーションレベルインジケーターBによって測定されます。

いくつかの種類のケーブル通信回線の回線の減衰係数の規格を表に示します。 5.

光フィールド通信ケーブルの二次パラメータは、回線の敷設方法（吊り下げ、地上、地中、水中）に大きく依存します。

1.6 影響パラメータの測定

有線通信回線の回線間の影響の度合いは、通常、クロストークの減衰量によって推定されます。 クロストーク減衰は、影響を与える回路から影響を受ける回路への遷移時の影響電流の減衰を特徴付けます。 交流電流が影響を与える回路を通過すると、その周囲に交流磁場が発生し、影響を受ける回路を横切ります。

近端クロストーク Ao と遠端クロストーク Aℓ は区別されます。

影響を与える回路の発生器が配置されている回路の終端で現れる過渡電流の減衰は、近端クロストーク減衰と呼ばれます。

2 番目の回路の反対側の端に流れる過渡電流の減衰を遠端での過渡減衰と呼びます。

表 5. 回路の減衰係数の規範、Np / km。

周波数、kHz 0.04÷0.670.043÷0.066 0,0440,043100,2840,3980,2680,3740,1160.344÷0.6440.091÷0.170 0,200,0910,087160,3200,4450,3040,4210,1360.103÷0.1 820,230,0960,092300,1740.129÷0.220 0,240,1110,114600,2290.189÷0.275 0,280,1500,1451200,3110.299÷0.383 0,380,2180,2102000,3920,460,2940,2743000,4740,3720,3325520,81

1.6.1 近端クロストーク

近端クロストークは、送信方向と受信方向が異なる 4 線式システムの測定と評価において重要です。 このようなシステムには、シングル クワッド ケーブル (P-296、R-270) 上で動作するシングル ケーブル伝送システム (P-303、P-302、P-301、P-330-6、P-330-24) が含まれます。

クロストーク減衰を測定する最も一般的な方法は、VIZ-600、P-322 のセットを使用するときに使用される比較方法です。 P-324 装置で測定する場合は、混合（比較と加算）法が使用されます。

比較および加算方法の本質は、位置 2 でクロストーク減衰 (Ao) がマガジン減衰 (amz) によって 10 Np 未満の値に補われるという事実にあります。 ストアの減衰を変更することにより、条件 Ao + amz ≥10 Np が満たされます。

測定値を読みやすくするために、NP スイッチには、販売店が実際に導入した amz 減衰の数値ではなく、その差 10 - amz の数値が表示されます。

マガジンの減衰は滑らかに変化するのではなく、1 Np ずつ変化するため、残りの Np の減衰は、ポインタ計器 (PI) のスケールで 0 ～ 1 Np の範囲で測定されます。

測定前に、LP 回路スイッチが GRAD 位置 (図 9 の位置 1) に設定されている機器 (IP) が校正されます。 この場合、発電機の出力は、減衰 10 Np の基準延長コード (EU) を介してメーターに接続されます。

クロストークの減衰率を表に示します。 6.

表6

ケーブルの種類 周波数、kHz ライン長、km クロストーク減衰P-27060106.0P-29660108.8MKB MKG100 2000.850 0.8506.8 6.8MKSB、MKSGA全周波数範囲 0.6507.2

P-296 ケーブルについては、10 kHz と 30 kHz の周波数でもクロストークの減衰をチェックします。

1.6.2 遠端クロストーク

遠端クロストークは、受信方向と送信方向が同じである 4 線式システムでも測定および評価することが重要です。 これらのシステムには、P-300、P-330-60 などの 2 ケーブル伝送システムが含まれます。

遠端 Aℓ でのクロストークを測定するには、測定する回路の両端に 2 台の P-324 デバイスを設置する必要があります。 測定は 3 段階で行われます。

また、P-324 デバイスを使用すると、デバイスの入力で、デバイスの性能をチェックするためのデバイスの一部である延長コード UD 5 Np がオンになるため、少なくとも 5 Np の減衰を測定することができます。

得られた測定結果を半分に割って、1回路の減衰量を求めます。

その後、回路が組み立てられ、影響を与える回路に接続されたステーション B の機器の測定経路が校正されます。 この場合、回路の減衰、UD 5Np 拡張、および減衰ストアの合計は少なくとも 10 Np である必要があり、10 Np を超える減衰残差はポインタ デバイスに設定されます。

3 番目のステップでは、遠端でのクロストークが測定されます。 測定結果は、NP スイッチとポインタデバイスの読み取り値の合計です。

遠端でのクロストークの測定値が標準と比較されます。 遠端でのクロストーク率を表に示します。 7。

表7

ケーブルタイプ周波数、kHzライン長、kmクロスオーバー減衰P-27060105.5P-29660105.0MKB MKG100 2000.850 0.8507.8 7.8MKSB、MKSGA全周波数範囲0.6508.2

すべての対称ケーブル回路では、周波数が増加するにつれてクロストークはほぼ対数の法則に従って減少します。 回路間のクロストークの減衰を高めるために、製造時に通電導体をグループ (ペア、4、8) に撚り、そのグループを撚ってケーブル コアにし、回路をシールドし、ケーブル通信回線を敷設するときにケーブルのバランスをとります。 低周波ケーブルのバランスは、展開時の追加の交差とコンデンサの組み込みで構成されます。 HF ケーブルのバランスをとることは、結合防止回路を交差させて組み込むことです。 ケーブルの長期使用や長距離通信回線の建設中にケーブルの影響パラメータが劣化した場合、バランス調整が必要になる場合があります。 ケーブルバランスの必要性は、通信システム (ケーブル回路とシール装置を使用するシステム) および回線の長さに依存する、回路のクロストーク減衰の実際の値に基づいて、特定のケースごとに決定する必要があります。

2. ケーブル通信回線の損傷の性質と場所の特定

2.1 一般

通信ケーブルには次のような種類の損傷が発生する可能性があります。

ケーブルコア間またはコアとアース間の絶縁抵抗の低減。

絶縁抵抗「シェル - アース」または「装甲 - アース」を下げる。

完全なケーブル断線。

絶縁破壊。

コアの抵抗の非対称性。

対称ケーブルのペアの破損。

2.2 損傷の性質を判断するためのテスト

損傷の性質 (「アース」、「断線」、絶縁抵抗の「ショート」の低下) の判断は、さまざまな測定器 (P-324、PKP-3、PKP-4、KM-61S など) のメガーまたはオーム計回路を使用して各ケーブル コアをテストすることによって実行されます。 抵抗計として、複合計器「テスター」を使用できます。

テストは次の順序で実行されます。

絶縁抵抗は、1 つのコアと接地されたシールドに接続された残りのコアの間でチェックされます。

テストが実行されるステーション A では、1 つを除くすべての導体が一緒に接続され、スクリーンに接続され、接地されます。 ステーション B では、コアが絶縁体上に置かれます。 絶縁抵抗を測定し、標準値と比較します。 このタイプのケーブル。 テストと分析はケーブルの各コアに対して実行されます。 絶縁抵抗の測定値が標準を下回っている場合、損傷の性質が次のように判断されます。

「アース」に対する絶縁損傷。

ケーブルシールドに対する絶縁損傷。

他のケーブルコアと比較した場合の絶縁損傷。

ステーション A の損傷の性質を判断するには、ケーブル コアから「アース」を交互に取り外し、分析を実行します。

a) 一部のコア (たとえば、図 13 のコア 2) から「アース」を除去すると、絶縁抵抗が急激に増加します。その場合、テストされたコア (コア 1) と「アース」が除去されたコア (コア 2) の間の絶縁が損傷します。

b) すべての導体から「アース」を除去しても絶縁抵抗が標準値まで増加しない場合、試験対象の導体 (コア 1) の絶縁がケーブル スクリーン (接地) に対して損傷しています。

次のテスト中に絶縁抵抗が数百オームまたはキロオーム単位であることが判明した場合、これはテストされたケーブル コア間の短絡の可能性を示します (たとえば、コア 3 と 4 の間に「ショート」が表示されます)。

ケーブル コアの完全性がチェックされ、ステーション B のすべてのコアがスクリーンに接続されています。 ステーション A では、各コアの導通が抵抗計でチェックされます。

損傷の性質を確立すると、損傷の位置を特定する方法の 1 つを選択できるようになります。

2.3 線心の絶縁体の損傷位置の特定

コア絶縁の損傷位置を特定するには、ブリッジ回路が使用されます。ブリッジ回路の選択は、このケーブルに使用可能なコアがあるかどうかによって決まります。

損傷した電線と抵抗値が等しい正常な電線があり、損傷した電線の絶縁抵抗が 10 mΩ までの場合は、バランス アームの比率を可変にしてブリッジ法で測定します。

測定中のブリッジの肩の抵抗値RaおよびRmは、IPが接続されているブリッジの対角線に電流が流れないように選択されます。

PKP-3、PKP-4、KM-61S デバイスは、バランス アームの比率を可変にしたブリッジ法によって絶縁損傷の位置を特定するために使用されます。 これらのデバイスでは、抵抗 Rm は可変であり、ブリッジの平衡の瞬間の測定中に決定されます。抵抗 Ra は一定で、PKP デバイスの場合は 990 Ω、KM-61S デバイスの場合は 1000 Ω に等しく選択されます。

正常なワイヤと損傷したワイヤの抵抗値が異なる場合は、ケーブル通信回線の両端から測定が行われます。

PKP-3、PKP-4 デバイスを使用する場合、ケーブル損傷の位置を特定するために、他の絶縁抵抗測定方法を使用できます。

1. 補助線付きテンプアームの比率を可変できるブリッジ方式。 損傷したワイヤと抵抗が等しくない使用可能なワイヤの存在下で使用され、損傷したワイヤの絶縁抵抗は最大10 MΩ、補助ワイヤは5000 MΩを超えます。
2. ダブルループ方式でテンプアームの比率が一定のブリッジ方式。 重大な干渉電流と損傷したワイヤの絶縁抵抗が最大10 M0 m、補助ワイヤが5000 MΩを超える場合に使用されます。
3. 高い過渡抵抗でテンプアームの比率を一定にしたブリッジ方式。 これは、損傷したワイヤと抵抗が同等で、絶縁損傷の場所での過渡抵抗が最大10 MΩである、保守可能なワイヤの存在下で使用されます。
4. 損傷したワイヤのループ抵抗を両面から測定する方法。 使用可能なワイヤがなく、ループ抵抗程度の過渡抵抗がない場合に使用されます。

5. アイドリング方法と 短絡バランスアームの比率が一定のブリッジを使用する場合。 使用可能なワイヤがなく、絶縁損傷の場所での接触抵抗が最大10 kΩである場合に使用されます。

バランスアームの比率が可変のブリッジを使用したオープン回路およびショート回路方式。 使用可能なワイヤがなく、絶縁損傷のある場所での過渡抵抗が 0.1 ～ 10 MΩ である場合に使用されます。

使用可能なワイヤがない場合、ブリッジ法によって絶縁損傷の位置を十分な精度で特定することは、一定の困難を伴います。 この場合、インパルス法と帰納法が使用できます。 パルス法による測定には P5-5、P5-10 デバイスが使用され、その範囲は対称通信ケーブルで 20 ～ 25 km に達します。

2.4 断線したワイヤの位置を特定する

断線の位置は次の方法で特定できます。

脈流ブリッジ方式。 損傷したワイヤと同等の抵抗を有する、保守可能なワイヤの存在下で使用されます。

静電容量比較法（弾道法）。 使用可能なワイヤと損傷したワイヤの比容量が同じになるように使用されます。

両面測定時の静電容量比較方式。 これは、損傷したワイヤと使用可能なワイヤの比容量が異なる場合、特にラインの測定されていないワイヤを接地できない場合に使用されます。

断線の位置を特定するには、PKP-3、PKP-4、KM-61C、P-324 デバイスを使用できます。

ケーブルに正常なコアがあり、他のすべてのケーブル コアを接地できる場合、正常なコアの動作静電容量 (Сℓ) が測定され、次に損傷したコア (Cx) が測定されます。

ケーブルの動作条件に従って、残りの未測定コアの接地が不可能な場合は、信頼性の高い結果を得るために、破損したコアを両側から測定し、切断点までの距離を次の式で計算します。

プラン

序章

電流計

電圧測定

磁電システムの複合デバイス

万能電子計測器

シャントの測定

抵抗を測定するための機器

接地抵抗の決定

磁束

誘導

参考文献

序章

測定は、特別な技術的手段である測定器を使用して、物理量の値を経験的に見つけることと呼ばれます。

したがって、測定は、比較の単位として、与えられた物理量とその値の一部の間の数値的関係を経験によって取得する情報プロセスです。

測定結果は、物理量を測定することによって得られる名前付きの数値です。 測定の主なタスクの 1 つは、測定された物理量の真の値と実際の値の間の近似の程度または差異、つまり測定誤差を推定することです。

電気回路の主なパラメータは、電流の強さ、電圧、抵抗、電流電力です。 これらのパラメータを測定するには、電気測定器が使用されます。

電気回路のパラメータの測定は 2 つの方法で実行されます。1 つは直接測定方法、もう 1 つは間接測定方法です。

直接測定法は、経験から直接結果を得る方法です。 間接測定は、この値と直接測定の結果として得られた値との間の既知の関係に基づいて、目的の値が見つかる測定です。

電気測定器 - さまざまな電気量を測定するために使用されるデバイスの一種。 電気測定器のグループには、実際の測定器に加えて、メジャー、コンバータ、複雑な設備などの他の測定器も含まれます。

電気測定器は、測定される再現可能な物理量に応じて次のように分類されます（電流計、電圧計、抵抗計、周波数計など）。 目的別（測定器、測定器、測定トランスデューサー、測定設備およびシステム、補助装置）。 測定結果の提供（提示及び記録）方法による。 測定方法による（直接評価用の装置および比較装置）。 適用および設計の方法に応じて（分電盤、ポータブルおよび据え置き）。 動作原理（電気機械 - 磁気電気、電磁気、電気力学、静電、強磁力、誘導、磁気力学; 電子; 熱電; 電気化学）による。

このエッセイでは、デバイス、動作原理、電気機械クラスの電気測定器の説明と簡単な説明について説明します。

電流測定

電流計 - 電流の強さをアンペア単位で測定する装置（図1）。 電流計の目盛りは、デバイスの測定限界に従って、マイクロアンペア、ミリアンペア、アンペア、またはキロアンペアで目盛り付けされます。 電流計は電気回路のその部分と直列に電気回路に接続され（図2）、その電流の強さが測定されます。 測定限界を増やすには、シャントまたは変圧器を使用します。

最も一般的な電流計。矢印が付いたデバイスの可動部分が、測定された電流の値に比例した角度で​​回転します。

電流計には、磁気電気式、電磁式、電気力学式、熱式、誘導式、検出器、熱電式、および光電式があります。

電磁電流計は直流電流の強さを測定します。 誘導および検出器 - AC 電源; 他のシステムの電流計は、あらゆる電流の強さを測定します。 最も正確で感度が高いのは、電磁電流計と動電電流計です。

磁気電気デバイスの動作原理は、永久磁石の磁界とフレーム巻線を流れる電流の間の相互作用によるトルクの生成に基づいています。 矢印がフレームに接続されており、スケールに沿って移動します。 矢印の回転角度は電流の強さに比例します。

動電電流計は、並列または直列に接続された固定コイルと可動コイルで構成されます。 コイルを流れる電流間の相互作用により、可動コイルとそれに接続された矢印が偏向します。 電気回路では、電流計は変圧器を介して負荷と直列に接続され、高電圧または大電流がかかります。

いくつかの種類の家庭用電流計、ミリ電流計、マイクロ電流計、磁気電気、電磁、電気力学、および熱システムの技術データを表 1 に示します。

表1。 電流計、ミリ電流計、微小電流計

電圧測定

電圧計 - 電気回路の電圧またはEMFを測定するための直接読み取り測定装置（図3）。 負荷または電気エネルギー源と並列に接続されます (図 4)。

動作原理によれば、電圧計は電気機械式 - 磁気電気式、電磁式、電気力学式、静電式、整流式、熱電式に分類されます。 電子 - アナログとデジタル。 予約制: 直流; 交流電流; 衝動; 位相に敏感。 選択的; 普遍的な。 設計と適用方法による：パネル。 ポータブル; 定常。 いくつかの家庭用電圧計、磁気電気、電気力学、電磁、および熱システムのミリボルト計の技術データを表 2 に示します。

表 2. 電圧計とミリボルト計

直流回路の測定には、磁気電気システムの組み合わせデバイスである電流電圧計が使用されます。 一部のタイプのデバイスの技術データを表 3 に示します。

表3 磁電システムの複合デバイス.

交流回路の電圧、電流、電力を測定するための電流電圧計と電流電圧計の組み合わせ機器に関する技術データ。

直流および交流回路の測定用の組み合わせポータブル機器は、直流および交流の電流と抵抗を測定し、非常に広範囲の要素の静電容量も測定するものもあります。これらはコンパクトで自己電源式であるため、幅広い用途が保証されます。 このタイプのデバイスの直流での精度クラスは 2.5 です。 変数について - 4.0。

万能電子計測器

オブジェクト 電気測定電流、電圧、電力、エネルギー、磁束など、すべての電気量と磁気量です。これらの量の値を決定することは、すべての電気機器の動作を評価するために必要であり、電気工学における測定の極めて重要性を決定します。

電気測定装置は、非電気量（温度、圧力など）を測定するためにも広く使用されており、この目的のために比例量に変換されます。 電気量。 このような測定方法は総称して次のように呼ばれます。 非電気量の電気測定。電気測定方法を使用すると、機器の読み取り値を長距離に渡って比較的簡単に送信したり（テレメトリ）、機械や装置を制御したり（自動制御）、測定量に対して数学的演算を自動的に実行したり、制御されたプロセスの経過を（たとえばテープに）簡単に記録したりすることが可能になります。したがって、電気測定は、さまざまな生産プロセスを自動化するときに必要になります。

ソビエト連邦では、電気機器の発展は国の電化の発展と密接に関係しており、特に大祖国戦争後には急速に進んでいます。 設備の高品質と稼働中の測定装置の必要な精度は、すべての測定と測定装置の国の監督によって保証されています。

12.2 尺度、測定器および測定方法

物理量の測定は、対応する物理量の値を単位とした物理実験による比較で構成されます。 一般的なケースでは、測定された数量と尺度（測定単位の実際の再現）とのこのような比較には、次のことが必要です。 比較装置。例えば、例示的な抵抗コイルは、比較装置である測定ブリッジと組み合わせて抵抗の測定として使用される。

あると測定が大幅に簡素化されます。 直読装置（指示計器とも呼ばれます）、測定量の数値を目盛りまたはダイヤル上に直接表示します。 例としては、電流計、電圧計、電力計、電力量計などがあります。 このような装置で測定する場合、メジャー（例えば、例示的な抵抗コイル）は必要ないが、この装置のスケールを目盛りする際にはメジャーが必要であった。 一般に、比較デバイスの方が精度と感度が高くなりますが、直接読み取りデバイスを使用した測定の方が簡単、迅速、そして安価です。

測定結果の取得方法に応じて、直接測定、間接測定、および累積測定があります。

測定結果が調査量の望ましい値を直接与える場合、そのような測定は直接測定の数に属します (たとえば、電流計による電流測定)。

測定量が、測定量が特定の依存性によって関係付けられている他の物理量の直接測定に基づいて決定する必要がある場合、その測定は間接的なものとして分類されます。 たとえば、電圧計で電圧を測定し、電流計で電流を測定する場合、電気回路要素の抵抗を測定することは間接的になります。

間接測定では、計算式に含まれる量の直接測定に誤差が加わるため、直接測定の精度に比べて精度が大幅に低下する可能性があることに留意してください。

多くの場合、最終的な測定結果は、個別の量の直接または間接的な測定のいくつかのグループの結果から導出され、研究対象の量は測定された量に依存します。 このような測定はと呼ばれます 累積的な。たとえば、累積測定には、さまざまな温度での材料の抵抗の測定に基づいて材料の電気抵抗の温度係数を決定することが含まれます。 累積測定は実験室研究では一般的です。

機器や測定の適用方法に応じて、次の主な測定方法を区別するのが通例です：直接測定、ゼロ測定、および微分測定。

使用するとき 直接測定による(または直接読み取り) 測定値は次のように決定されます。

測定器の読み取り値の直接読み取り、または特定の物理量の測定値との直接比較 (電流計で電流を測定、メートルで長さを測定)。 この場合、測定精度の上限は測定器の精度となり、あまり高くすることはできません。

測定するとき null メソッド例示的な（既知の）値（またはその作用の効果）が規制され、その値が測定値（またはその作用の効果）の値と等しくなる。 この場合、測定装置の助けを借りて、平等だけが達成されます。 デバイスは高感度である必要があり、それは次のように呼ばれます。 ゼロ楽器また ヌルインジケーター。直流のゼロ計器としては、通常、磁気電気検流計が使用され（§ 12.7 を参照）、交流の場合は電子ゼロ指示器が使用されます。 ゼロ法の測定精度は非常に高く、主に基準測定の精度とゼロ機器の感度によって決まります。 電気測定のゼロ法の中で、ブリッジ法と補償法が最も重要です。

さらに高い精度を達成するには、 差分法測定。 このような場合、測定値は既知の値によって平衡化されますが、測定回路は完全に平衡状態にならず、測定値と既知の値の差が直接読み取られて測定されます。 微分法は、値が互いにほとんど変わらない 2 つの量を比較するために使用されます。

電気回路の主なパラメータは次のとおりです。 DC 回路の場合、抵抗 R, AC回路のアクティブ抵抗用 , インダクタンス 、 容量 、複雑な抵抗 .

ほとんどの場合、これらのパラメータの測定には、オーム計、電流計 - 電圧計、ブリッジの方法が使用されます。 抵抗測定のための補償器の応用 4.1.8 ですでに説明しました。 他の方法を検討してください。

オーム計。 DC 回路要素の抵抗は、抵抗計を使用して直接かつ迅速に測定できます。 図に示されているスキームでは。 16 彼ら- 磁気電気測定機構。

電源電圧が一定の値の場合
測定機構の読み取り値は、測定された抵抗値のみに依存します。
. したがって、スケールは抵抗の単位で目盛を付けることができます。

抵抗との素子の直列接続回路の場合
(図 4.16、 ) ポインタの振れ角

,

並列接続回路の場合（図4.16、 )

どこ - 磁気電気測定機構の感度。 - 測定機構の抵抗。
- 追加の抵抗器の抵抗値。 上式の右辺のすべての量の値は次のとおりです。ただし、
, 偏向角は値によって決まります。
.

両方のスイッチング回路の抵抗計のスケールは不均一です。 並列回路とは対照的に、直列回路では、スケールのゼロが可動部分の最大回転角度と一致します。 直列回路を備えた抵抗計は、高抵抗の測定に適しており、並列回路を備えた抵抗計は小さな抵抗の測定に適しています。 通常、抵抗計は精度クラス 1.5 および 2.5 のポータブル機器の形で作られています。 動力源として 電池が使用されています。 補正器を使用してゼロを設定する必要があることは、検討されている抵抗計の大きな欠点です。 この欠点は、電磁電気比計を備えた抵抗計には存在しません。

抵抗計でロゴメーターをオンにするスキームを図に示します。 4.17。 このスキーム 1 と 2 では、 - レシオメーターコイル（その抵抗値） と );
と
- 追加の抵抗が回路に恒久的に含まれます。

,

次にレシオメーターの矢印の偏差

,

つまり、偏向角は次の値によって決まります。
電圧に依存しない .

レシオメータ付き抵抗計は、必要な測定限界、目的（分電盤または携帯機器）などに応じてさまざまな設計があります。

電流計・電圧計方式。 この方法は、DC および AC 回路要素の抵抗を測定する間接的な方法です。 電流計と電圧計は、それぞれ抵抗にかかる電流と電圧を測定します。
その値はオームの法則に従って計算されます。
。 この方法による抵抗値の決定精度は、機器の精度と使用するスイッチング回路の両方に依存します (図 4.18、 と ).

比較的小さな抵抗 (1 オーム未満) を測定する場合、図の回路は次のようになります。 4.18、 電圧計は測定された抵抗に直接接続されるため、望ましいです。
、そして現在 電流計で測定した値は、測定された抵抗の電流の合計に等しくなります。 と電圧計の電流 、つまり
。 なぜなら >>、 それか
.

比較的大きな抵抗 (1 オーム以上) を測定する場合、図の回路を使用します。 4.18、 、電流計は抵抗の電流を直接測定するため、
, そして緊張感 , 電圧計で測定した値は電流計の電圧の合計に等しい
そして測定された抵抗
、つまり
。 なぜなら
>>
、 それか
.

要素のインピーダンスを測定するためのデバイスのスイッチオンの概略図
電流計・電圧計方式を使用する交流回路は、抵抗測定の場合と同じです。
. この場合、測定された電圧値に従って、 そして現在 インピーダンスを決定する
.

この方法では検証対象の抵抗の引数を測定できないことは明らかです。 したがって、電流計 - 電圧計法を使用すると、損失が非常に小さいコイルのインダクタンスとコンデンサの静電容量を測定できます。 この場合

;
.