设计一种便携式数字电缆长度测量仪表装置,并采用了电阻电桥法,适用于测量两端电缆,并能校准电阻率和温度补偿,既能提高产品质量、降低消耗,还可规范电缆定量包装计量器具校准,监督执法,提高可靠性,增强电缆生产企业在国内和国际市场上的竞争力。提高了电缆长度测量的准确性、及时性、经济性。
电缆作为不可缺少的基础材料,被广泛地应用于各个领域。而作为重要的长度类商品,国家标准对电缆长度测量精度要求很高。目前有两个执行标准,其中,GB5023对电缆长度的允许短缺量没有做出规定,根据《定量包装商品计量监督管理方法》,应按照《定量包装商品净含量计量检验规则》执行,即当长度定量包装商品标注净含量大于5m时,允许短缺量为2%;根据JB8734执行标准对电缆允许短缺量做出的规定,长度计量误差应不超过±05%。实际上,不少厂家和商家没有按照《定量包装商品计量监督管理方法》和国家标准中规定的允许长度计量误差执行,市场上存在的电缆测量问题日臻突出。要做到电缆长度测量的准确性、及时性、经济性,既能提高产品质量、降低消耗,也将在实施和规范电缆定量包装计量器具校准工作,监督执法,保证电缆定量包装净含量的准确可靠,维护生产企业和广大消费者的利益,增强电缆生产企业在国内和国际市场上的竞争能力等方面起到重要作用。
电阻电桥法基于经典的惠斯顿电桥定理,通过测量电缆的电阻值测量电缆长度。电阻电桥法的优点是原理简单、方便、测量准确度高。
2电缆长度测量仪的结构
便携式电缆长度测量仪,其结构包括:由壳体及控制电路构成,控制电路包括安装在壳体表面的液晶显示模块、功能选择旋钮、测量表插孔、电源开关,控制电路还包括安装壳体内的长度测量模块、电压测量模块、二极管测量模块、电阻测量模块、A/D转换模块及电源模块,长度测量模块、电压测量模块、二极管测量模块、电阻测量模块分别与测量表插孔连接,长度测量模块、电压测量模块、二极管测量模块、电阻测量模块均连接至功能选择旋钮,功能选择旋钮输出端连接至A/D转换模块,A/D转换模块的输出端连接至液晶显示模块,电源模块为控制电路提供工作电压,在壳体表面设置电源开关。
3电缆长度测量仪的设计指标
本课题设计完成一种便携式、数字显示的电缆长度测量仪器,其参数如下:
4长度测量电路
电缆长度测量电路如图2所示。晶体管T1和热敏电阻R32起保护作用。
5测量导线误差补偿
采用测电缆电阻简介测量电缆长度,而电缆的电阻率很小,这样就必须考虑在测量过程中测量导线本身的电阻所引起的误差。为了消除这种误差,采用了四线测量法。
6温漂补偿
因为电缆的电阻率随外部环境变化而变化,尤其温度影响最显著,所以必须进行温度补偿。这里采用了在测量前与标准电缆比较,校准测量电路的基准电压的办法。在仪器上设有补偿旋钮,调整此旋钮可对温度误差进行补偿。