DD257884A1

DD257884A1 - METHOD AND CIRCUIT ARRANGEMENT FOR RESISTANCE DIFFERENCE MEASUREMENT OF CORROSIVE ELEMENTS OF APPLICATION ELEMENTS

Info

Publication number: DD257884A1
Application number: DD30014387A
Authority: DD
Inventors: Dietrich Piontke; Manfred Krause; Detlev Reifegerste
Original assignee: Inst Post & Fernmeldewesen
Priority date: 1987-02-24
Filing date: 1987-02-24
Publication date: 1988-06-29

Abstract

Die erfindungsgemaesse Loesung wird in Messgeraeten eingesetzt, zu deren Anwendungsgebieten die Widerstandsdifferenzmessung von Adernpaaren von Verseilelementen gehoert. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe durch ein Verfahren geloest, bei dem, ausgehend von zwei umschaltbaren Konstantstromquellen, mit Hilfe eines aus zwei Teilmessungen bestehenden Messzyklus zwei Messwerte ermittelt werden, aus denen sich durch arithmetische Mittelwertbildung die Widerstandsdifferenz errechnen laesst. Die dazugehoerige Schaltungsanordnung beinhaltet zwei ueber einen Umschalter wechselweise an die zu messenden Adern anschaltbare Konstantstromquellen. Die Verarbeitung der Messergebnisse erfolgt ueber einen Analog-Digital-Umsetzer mittels Mikrorechner, an den ein Speicher, eine Messwertanzeige und eine Schnittstelle fuer ein externes Geraet angeschaltet sind. Fig. 1The solution according to the invention is used in measuring instruments whose fields of application include the measurement of the resistance difference of wire pairs of stranding elements. According to the invention, the object is achieved by a method in which, based on two switchable constant current sources, two measured values are determined with the aid of a measuring cycle consisting of two partial measurements, from which the resistance difference can be calculated by arithmetic mean value formation. The associated circuit arrangement includes two constant current sources connectable to the wires to be measured via a changeover switch. The measurement results are processed via an analog-to-digital converter by means of a microcomputer, to which a memory, a measured value display and an interface for an external device are connected. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung βFor this 1 page drawing β

Field of application of the invention

Die Erfindung dient der Widerstandsdifferenzmessung von Adernpaaren von Verseilelementen und wird in den entsprechenden Meßgeräten angewendet.The invention serves the resistance difference measurement of wire pairs of stranding and is used in the corresponding measuring instruments.

Characteristic of the known state of the art

Der Widerstandsunterschied der Adernpaare von Nachrichtenkabeln wurde herkömmlich mit speziellen Kabelmeßbrücken gemessen.The resistance difference of the wire pairs of communication cables has conventionally been measured with special cable gauges.

Moderne Meßeinrichtungen, die eine digitale Weiterverarbeitung der gemessenen Werte ermöglichen, enthalten Meßschaltungen mit Konstantstromquellen. Bei diesen Meßeinrichtungen wird der unbekannte Widerstand von einem bekannten Konstantstrom durchflossen. Der Spannungsabfall über dem unbekannten Widerstand wird ausgewertet.Modern measuring devices, which enable a digital further processing of the measured values, contain measuring circuits with constant current sources. In these measuring devices, the unknown resistance is traversed by a known constant current. The voltage drop across the unknown resistor is evaluated.

Ein bekanntes Verfahren zur Bestimmung der Widerstandsdifferenz von Adernpaaren istin der Zeitschrift „Frequenz" Heft 7 von 1969, Seite 218-224 dargestellt.A known method for determining the resistance difference of wire pairs is shown in the journal "Frequency" Issue 7 of 1969, pages 218-224.

Bei diesem Verfahren werden zwei Konstantstromquellen verwendet, die jeweils einem Adernwiderstand R1 bzw. R2 gleich große Gleichströme J1 bzw. J 2 aufprägen. Subtrahiert man die an R1 und R2 auftretenden Spannungsabfälle, erhält man eine Spannung, die dem Widerstandsunterschied von R1 und R2 direkt proportional ist. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß die Konstantstromquellen in den Meßpausen automatisch miteinander verglichen und korrigiert werden müssen, da sich die Ströme J1 und J2 höchstens um den Faktor 10"⁵ unterscheiden dürfen.In this method, two constant current sources are used, each imprinting a direct resistance R1 or R2 equal DC currents J1 and J 2. Subtracting the voltage drops occurring at R1 and R2 yields a voltage that is directly proportional to the resistance difference between R1 and R2. A disadvantage of this method is that the constant current sources must automatically be compared and corrected in the measuring pauses, since the currents J1 and J2 may differ by a factor of at most 10 " ⁵ .

Ein weiteres Verfahren ist in der DE-AS 2923585 beschrieben. Bei diesem Verfahren werden Schleifenwiderstände bestimmt und daraus die Widerstandsdifferenz abgeleitet. Realisiert wird dies dadurch, daß bei der Bestimmung der Schleifenwiderstände eine Ader in unterschiedlicher Paarung mit den anderen Adern des Verseilelements mehrfach gemessen wird. Die so gewonnenen Meßwerte werden gespeichert, und aus den gespeicherten Schleifenwiderständen wird die Widerstandsdifferenz der Adernpaare errechnet. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß ein Analog-Digital-Umsetzer mit einer entsprechend hohen Auflösung und Genauigkeit benötigt wird, da nicht direkt die Widerstandsdifferenz, sondern die Schleifenwiderstände gemessen werden.Another method is described in DE-AS 2923585. In this method, loop resistances are determined and derived from the resistance difference. This is achieved by measuring a wire in different pairs with the other wires of the stranding element several times during the determination of the loop resistances. The measured values obtained in this way are stored, and the resistance difference of the wire pairs is calculated from the stored loop resistances. A disadvantage of this method is that an analog-to-digital converter is required with a correspondingly high resolution and accuracy, since not directly the resistance difference, but the loop resistances are measured.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es ein Verfahren in Verbindung mit der dazugehörigen Schaltungsanordnung zu entwickeln, das es ermöglicht, den schaltungstechnischen Aufwand bekannter Lösungen zu verringern.The aim of the invention is to develop a method in conjunction with the associated circuit arrangement, which makes it possible to reduce the circuitry complexity of known solutions.

Explanation of the essence of the invention

Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird, besteht darin, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zu entwickeln, durch die es möglich ist, bei gleicher Meßgenauigkeit, wie bei den bekannten Lösungen, ohne Verwendung von hochauflösenden Analog-Digital-Umsetzern bzw. ohne automatischen Vergleich und Korrektur der Konstantstromquellen Widerstandsdifferenzmessungen von Adernpaaren von Verseilelementen vornehmen zu können. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung gelöst, bei dem ebenfalls zwei Konstantstromquellen verwendet werden. Die vorderen Enden eines zu messenden Adernpaares eines Verseilelements werden an je eine aus Meßwertleitung und Meßstromleitung bestehende Meßleitung angeschaltet. Die hinteren Enden des zu messenden Adernpaares werden über eine sehr niederohmige Kurzschlußklemme miteinander verbunden. Die Meßwertieitungen sind an einen hochohmigen Eingangsverstärker angeschaltet. Als Meßstromquellen werden zwei Konstantstromquellen verwendet. Der Anschluß der ersten Meßstromquelle ist über einen Umschaltekontakt eines Umschalters zum Einen mit der ersten Meßstromleitung und zum Anderen mit der zweiten Meßstromleitung verbunden. Der Anschluß der zweiten Meßstromqueile ist über einen weiteren Umschaltekontakt desselben Umschalters zum Einen mit der zweiten Meßstromleitung und zum Anderen mit der ersten Meßstromleitung verbunden. Durch diese Schaltung ist gewährleistet, daß die Meßstromleitungen der zwei Meßleitungen wechselweise an die zwei Meßstromquellen angeschaltet werden. Die Meßströme fließen damit in die gleiche Richtung und jeweils ein Meßstrom durchfließt eine Meßstromleitung. Die anderen beiden Anschlüsse der Meßstromquellen, die zusammengeschaltet sind, haben eine Verbindung zur Kurzschlußklemme. Der Eingangsverstärker, der mit geringen Offsetgrößen behaftet sein darf, ist über einen Analog-Digital-Umsetzer mit einem Mikrorechner verbunden. Am Mikrorechner sind eine Meßwertanzeige, ein Speicher und eine Schnittstelle angeschlossen. Außerdem ist der Mikrorechner über eine Steuerleitung mit dem Umschalter verbunden. An die Schnittstelle ist ein externes Gerät angeschlossen. Nach Anschalten der vorderen Enden des zu messenden Adernpaares an die Meßleitung und nach Verbinden der hinteren Enden der Adernpaare mit der Kurzschlußklemme wird die Widerstandsdifferenz-Messung durchgeführt. Die Stellung des Umschalters ist für den Beginn der Messung unerheblich. Bei der ersten möglichen Stellung des Umschalters durchfließt der Meßstrom der ersten Meßstromquelle die erste Ader des zu messenden Adernpaares und der Meßstrom der zweiten Meßstromquelle die zweite Ader des Adernpaares. Zwischen den beiden Adern wird an den Einströmstellen, die sich an den vorderen Enden des Adernpaares befinden, die Differenzspannung gemessen. Dieser Meßwert wird im Speicher gespeichert. Nach Umschaltung des Umschalters durch den Mikrorechner durchfließt der Meßstrom der ersten Meßstromquelle die zweite Ader und der Meßstrom der zweiten Meßstromquelle die erste Ader. Anschließend wird ebenfalls die Differenzspannung an den Einströmquellen gemessen. Der zweite Meßwert wird gleichfalls gespeichert. Damit ist ein Meßzyklus beendet. Der Meßzyklus kann beliebig oft wiederholt werden, um eine noch höhere Meßgenauigkeit zu erreichen. Aus den gespeicherten Meßwerten wird die Widerstandsdifferenz des Adernpaares durch arithmetische Mittelwertbildung errechnet.The technical problem that is solved by the invention is to develop a method and a circuit arrangement by which it is possible, with the same accuracy of measurement, as in the known solutions, without the use of high-resolution analog-to-digital converters or without automatic comparison and correction of the constant current sources to make resistance difference measurements of wire pairs of stranding. According to the invention the object is achieved by a method and a circuit arrangement in which also two constant current sources are used. The front ends of a wire pair of a stranding element to be measured are connected to a respective measuring line and Meßstromleitung existing measuring line. The rear ends of the wire pair to be measured are connected to each other via a very low-resistance short-circuit terminal. The Meßwertieitungen are connected to a high-impedance input amplifier. As Meßstromquellen two constant current sources are used. The connection of the first measuring current source is connected via a changeover contact of a changeover switch on the one hand to the first Meßstromleitung and on the other with the second Meßstromleitung. The connection of the second Meßstromqueile is connected via a further changeover contact of the same switch on the one hand to the second Meßstromleitung and on the other with the first Meßstromleitung. By this circuit it is ensured that the Meßstromleitungen the two test leads are alternately turned on to the two Meßstromquellen. The measuring currents thus flow in the same direction and in each case a measuring current flows through a Meßstromleitung. The other two terminals of the measuring current sources, which are connected together, have a connection to the short-circuit terminal. The input amplifier, which may be subject to small offset sizes, is connected via an analog-to-digital converter to a microcomputer. A measured value display, a memory and an interface are connected to the microcomputer. In addition, the microcomputer is connected via a control line to the switch. An external device is connected to the interface. After turning on the front ends of the pair of wires to be measured to the measuring line and after connecting the rear ends of the wire pairs with the short-circuit terminal, the resistance difference measurement is performed. The position of the switch is irrelevant for the beginning of the measurement. In the first possible position of the switch, the measuring current of the first measuring current source flows through the first wire of the wire pair to be measured and the measuring current of the second measuring current source through the second wire of the wire pair. Between the two wires, the difference voltage is measured at the inflow points, which are located at the front ends of the wire pair. This measured value is stored in the memory. After switching the switch by the microcomputer, the measuring current of the first measuring current source flows through the second wire and the measuring current of the second measuring current source through the first wire. Subsequently, the differential voltage is also measured at the inflow sources. The second measured value is also stored. This completes a measuring cycle. The measuring cycle can be repeated as often as desired in order to achieve an even higher measuring accuracy. From the stored measured values, the resistance difference of the wire pair is calculated by arithmetic averaging.

Ausführungsbeispielembodiment

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Figur 1: zeigt die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung.The circuit arrangement according to the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. Figure 1: shows the circuit arrangement according to the invention.

Das vordere Ende der ersten Ader 1A ist an die erste Meßleitung M1, die aus der Meßstromleitung M1 τ und der Meßwertleitung M12 besteht, angeschaltet. Das vordere Ende der zweiten Ader 2 A ist an die zweite Meßleitung M 2, die aus der Meßstromleitung M 2i und der Meßwertleitung M 2₂ besteht, angeschaltet. Das hintere Ende der ersten Ader 1 E ist mit dem hinteren Ende der zweiten Ader 2E über eine sehr niederohmige Kurzschlußklemme K verbunden. Die Kurzschlußklemme K ist über eine Leitung Ltg sowohl mit einem Anschluß der ersten Meßstromquelle 1 D als auch mit einem Anschluß der zweiten Meßstromquelle 2 D verbunden. Als Leitung Ltg wird vorzugsweise eine geeignete Ader des gleichen Verseilverbandes benutzt. Die Meßstromquellen Q1 und Q2 sind Konstantstromquellen, die einen Meßstrom J1 bzw. J 2 abgeben. Die Meßströme können sichThe front end of the first core 1A is connected to the first measuring line M1, which consists of the Meßstromleitung M1 τ and the Meßwertleitung M12. The front end of the second wire 2 A is connected to the second measuring line M 2, which consists of the Meßstromleitung M 2i and the measured value line M 2 ₂ , turned on. The rear end of the first wire 1 E is connected to the rear end of the second wire 2 E via a very low-resistance short-circuit terminal K. The short-circuit terminal K is connected via a line Ltg both to a terminal of the first measuring current source 1 D and to a terminal of the second measuring current source 2 D. As line Ltg preferably a suitable wire of the same stranding is used. The Meßstromquellen Q1 and Q2 are constant current sources that deliver a measuring current J1 and J 2. The measuring currents can be

bis zu einem Faktor 10 ² unterscheiden. Der Anschluß der ersten Meßstromquelle 1 C ist über einen Umschaltekontakt 1 des Umschalters SU zum Einen mit der Meßstromleitung M 1i und zum Anderen mit der Meßstromleitung Μ2_Ί verbunden. Der Anschluß der zweiten Meßstromquelle 2C ist über den Umschaltekontakt 2 des Umschalters SU zum Einen mit der Meßstromleitung Μ2·ι und zum Anderen mit der Meßstromleitung M 1i verbunden. Die Meßwertleitungen M1₂und M2₂sind über einen hochohmigen Eingangsverstärker EV, dessen Offsetgrößen gering sind, an einen Analog-Digital-Umsetzer ADU angeschlossen. Der Analog-Digital-Umsetzer ist wiederum an einen Mikrorechner MR angeschaltet, der mit der Meßwertanzeige Az, dem Speicher Sp und der Schnittstelle S verbunden ist. Außerdem hat der Mikrorechner MR eine Steuerleitung SL zum Umschalter SU. An die Schnittstelle S ist ein externes Gerät EG anschaltbar. Als externes Gerät kann ein Drucker zum Ausdrucken des Ergebnisses der Widerstandsdifferenzmessung angeschaltet werden. Möglich ist auch die Anschaltung eines Mikrorechners, der das Ergebnis der Widerstandsdifferenzmessung weiterverarbeitet. Als Meßwertanzeige Az wird vorzugsweise eine LED-Anzeige verwendet.differ by a factor of 10 ² . The connection of the first measuring current source 1 C is connected via a changeover contact 1 of the switch SU on the one hand to the Meßstromleitung M 1i and on the other with the Meßstromleitung _{Μ2 Ί} . The connection of the second measuring current source 2C is connected via the changeover contact 2 of the changeover switch SU to the one with the Meßstromleitung Μ2 · ι and the other with the Meßstromleitung M 1i. The measured value lines M1 ₂ and M2 ₂ are connected via a high-impedance input amplifier EV, the offset sizes are small, to an analog-to-digital converter ADU. The analog-digital converter is in turn connected to a microcomputer MR, which is connected to the measured value display Az, the memory Sp and the interface S. In addition, the microcomputer MR has a control line SL to the switch SU. An external device EG can be connected to the interface S. As an external device, a printer for printing the result of resistance difference measurement can be turned on. It is also possible to connect a microcomputer, which processes the result of the resistance difference measurement. As the measured value display Az, an LED display is preferably used.

Dem erfindungsgemäßen Meßverfahren liegt ein Meßzyklus zugrunde, der aus zwei Teilmessungen besteht. Nach Anschalten des vorderen Endes der ersten Ader 1A an die erste Meßleitung M1 und des vorderen Endes der zweiten Ader 2 A an die zweite Meßleitung M2 und dem Verbinden der hinteren Enden der 1. und 2. Ader 1 E und 2E durch eine sehr niederohmige Kurzschlußklemme K kann mit der ersten Teilmessung begonnen werden. Die Stellung des Umschalters SU ist für den Meßvorgang unerheblich. Bei der ersten möglichen Stellung des Umschalters SU durchfließt der Meßstrom J1 der ersten MeßstromquelleQI die erste Ader A1 des zu messenden Aderpaares und der Meßstrom J 2 der zweiten Meßstromquelle Q 2 die zweite Ader A 2 des Adernpaares. Zwischen den beiden Adern A1 und A2 wird an den Einströmquellen, die sich an den vorderen Enden der 1. und 2. Ader 1 A und 2 A befinden, die Differenzspannung gemessen. Dieser Meßwert wird im Speicher Sp gespeichert. Nach Umschaltung des Umschalters SU durch den Mikrorechner MR durchfließt der Meßstrom J1 der ersten Meßstromquelle Q1 die zweite Ader A2 und der Meßstrom J 2 der Meßstromquelle Q2 die erste Ader A1 des Adernpaares. Anschließend wird ebenfalls die Differenzspannung an den Einströmstellen gemessen. Der zweite Meßwert wird gleichfalls gespeichert. Damit ist ein Meßzyklus beendet. Der Meßzyklus kann beliebig oft wiederholt werden, um eine noch höhere Meßgenauigkeit zu erreichen. Im Anschluß an die Messung wird aus den im Speicher Sp gespeicherten Meßwerten die Widerstandsdifferenz des Adernpaares durch arithmetische Mittelwertbildung errechnet und über eine Meßwertanzeige, vorzugsweise LED-Anzeige, angezeigt und über einen Drucker ausgegeben oder durch einen Mikrorechner weiterverarbeitet.The measuring method according to the invention is based on a measuring cycle consisting of two partial measurements. After turning on the front end of the first wire 1A to the first measuring line M1 and the front end of the second wire 2 A to the second measuring line M2 and connecting the rear ends of the 1st and 2nd wire 1 E and 2E by a very low-resistance short-circuit terminal K can be started with the first part measurement. The position of the switch SU is irrelevant to the measuring process. In the first possible position of the switch SU, the measuring current J1 of the first measuring current source QI flows through the first wire A1 of the wire pair to be measured and the measuring current J 2 of the second measuring current source Q 2 through the second wire A 2 of the wire pair. Between the two wires A1 and A2, the differential voltage is measured at the inflow sources, which are located at the front ends of the 1st and 2nd wire 1 A and 2 A. This measured value is stored in the memory Sp. After switching the switch SU by the microcomputer MR flows through the measuring current J1 of the first measuring current source Q1, the second wire A2 and the measuring current J 2 of the measuring current source Q2, the first wire A1 of the wire pair. Subsequently, the differential voltage is also measured at the inflow. The second measured value is also stored. This completes a measuring cycle. The measuring cycle can be repeated as often as desired in order to achieve an even higher measuring accuracy. Following the measurement, the resistance difference of the wire pair is calculated by arithmetic mean value formation from the measured values stored in the memory Sp and displayed via a measured value display, preferably LED display and output via a printer or further processed by a microcomputer.

Claims

claims:

1. A method for measuring resistance difference of wire pairs of stranding, in particular of communication cables, in which for a pair of wires consisting of two different wires, each of which is connected to a power source, the resistance difference is measured without interference, characterized in that first a measuring current (J 1 ) a wire (A 1) and a measuring current (J 2) flows through a wire (A2), that between the two wires (A1, A2) at the inflow, the respective measuring currents (J 1, J2), located at the front Ends of the wires (1A, 2A), the differential voltage is measured, and then this first measured value is entered into a memory (Sp), and that after actuation of a switch (SU) a second measurement follows, in which the measuring current (J 1), the core (A2) and the measuring current (J 2) flows through the wire (A 1), again between the two wires (A 1; A2) at the inflow sources of the respective measuring currents (J 1, J 2) the differential voltage g emessen and the second measured value is also entered into the memory (Sp), and that this measuring cycle consisting of two measurements is repeated η times, and that subsequently the resistance difference is calculated by arithmetic mean value formation from the stored measured values.

2. Circuit arrangement for resistance difference measurement of wire pairs of stranding elements, characterized in that the front end of the first wire (1 A) of a pair of wires to be measured to the first measuring line (M 1) consisting of Meßstromleitung (MI ₁ ) and Meßwertleitung (M 1 ₂ ), is turned on, and that the front end of the second wire (2 A) of the wire pair to the second measuring line (M 2), which also consists of Meßstromleitung (M 2 _Π ) and Meßwertleitung (M 2 ₂ ) is turned on, and further that the rear end of the first wire (1 E) is connected to the rear end of the second wire (2 E) via a very low resistance shorting terminal (K), the shorting wire (K) in turn via a line (Ltg) both to a terminal of the first measuring current source (10) and to a terminal of the second measuring current source (2 D) is connected, and that a further connection of the first measuring current source (1 C) via a changeover contact (1) of the order Switch (SU) on the one hand with the Meßstromleitung (MI ₁ ) and the other with the Meßstromleitung (M 2 ^) and another terminal of the second Meßstromquelle (2C) via the changeover contact (2) of the switch (SU) on the one hand with the Meßstromleitung (M 2 ^ and on the other hand with the Meßstromleitung (MI ₁ ) is connected, and that the Meßwertleitungen (MI ₂ ; M2 ₂ ) via a high-impedance input amplifier (EV) whose offset sizes are low, to an analog-to-digital converter (ADC) are connected, in turn, with a microcomputer (MR) is connected, and that the microcomputer (MR), with the measured value display (Az), the memory (Sp) and the interface (S) is connected, a control line (SL) to the switch (SU) has, and that at the interface (S) an external device (EC) is connected.

3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the measured value display (Az) consists of an LED display.

4. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that as external device (EC), a printer is used.

5. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that as an external device (EG) a microcomputer is used.