Приложение 2 (обязательное). Метод определения коэффициента затухания коаксиальных кабелей связи до 60 МГц

Приложение 2
Обязательное

Метод определения коэффициента затухания коаксиальных кабелей связи до 60 МГц

Настоящий метод предназначен для определения затухания коаксиальных пар кабелей связи в диапазоне частот до 60 МГц.

Метод предусматривает определение коэффициента затухания кабелей типов КМ-4 и КМ-4-60 в диапазоне частот до 60 МГц с использованием измерительного комплекта фирмы "Сименс" (ФРГ) до 100 МГц или 17 МГц, с магазином затухания МЗ-50-2 или коммутационной панелью КС-10 или измерительного пульта ИП-10/25 и применением высокочастотного компенсационного трансформатора.

1. Аппаратура

Измерение затухания коаксиальных пар кабелей типов КМ-4, КМ-4-60 проводят одним из следующих комплектов аппаратуры.

1.1. В диапазоне частот 0,06-60 МГц комплектом аппаратуры "Сименс-100 МГц", состоящим из:

генератора уровня W-2072;

управляющего генератора G-2006;

измерителя уровня D-2072;

дифференциального измерителя уровня типа D-2003;

переключателя типа В-2003;

разветвителя В-2032;

комплекта соединительных шнуров к аппаратуре "Сименс-100 МГц".

1.2. В диапазоне частот 0,06-17 МГц комплектом аппаратуры "Сименс-17 МГц", состоящим из:

генератора уровня ReL 3W 518;

измерителя уровня ReL 3D 335;

комплекта соединительных шнуров к аппаратуре "Сименс-17 МГц".

Дополнительно к аппаратуре "Сименс-17 МГц" необходимы:

коммутационная панель КС-10, со встроенным в нее магазином затухания, либо магазин затухания типа МЗ-50-2.

1.3. В диапазоне частот 0,06-25 МГц измерительным пультом ИП-10/25, состоящим из:

задающего генератора ГЗ-25;

выходного устройства УБ-25;

измерительного приемника ПрИ-25;

коммутационного прибора ПК-25 с магазином затухания МЗ-50-2;

комплекта соединительных шнуров к измерительному пульту ИП-10/25.

1.4. Для обеспечения измерений по методу компенсации необходим компенсационный трансформатор, имеющий затухание асимметрии не менее 40 дБ в диапазоне частот до 60 МГц.

2. Методы измерений

2.1. Измерения комплектом "Сименс-100 МГц" проводят методом сравнения (черт. 1) в соответствии с технической документацией.

2.2. Измерения комплектом "Сименс-17 МГц", измерительным пультом ИП-10/25 или комплектом "Сименс-100 МГц" без дифференциального измерителя уровня и электротехнического переключателя проводят по методу компенсации на критических частотах по схеме черт. 2.

3. Подготовка к измерениям

3.1. Измерения затухания производят на линии, составленной из строительных длин кабеля, на барабанах.

Длина линии должна быть не менее:

3500-4000 м - при измерении в диапазонах частот 0,06-25 МГц;

2000-2400 м - при измерении в диапазонах частот 1-60 МГц.

Измеряемая цепь должна быть составлена из одной или двух строительных длин (длиной порядка 500-600 м) кабеля КМ-4 или КМ-4-60.

Соединение (шлейфование) коаксиальных пар строительной длины должно быть выполнено пайкой.

Соединение коаксиальных пар двух строительных длин (в случае кабеля КМ-4) должно быть выполнено пайкой с применением стандартных деталей для их монтажа.

Температура кабеля в период проведения измерений (не реже одного раза за 30 мин) определяется с учетом длины кабеля по мерным лентам и среднего значения сопротивления 1 км внутреннего проводника при температуре 20°С, полученного статическим методом на образцах длиной 50 см, а также с учетом измеренного значения сопротивления внутреннего проводника цепи.

4. Проведение измерений

4.1. Для измерения собирают схему по черт. 1 или 2, исходя из наличия измерительной аппаратуры.

4.2. Приборы подготавливают к работе в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

4.3. Процесс проведения измерений затухания коаксиальных пар методом сравнения заключается в следующем:

на управляющем генераторе устанавливают частоты согласно табл. 1 приложения;

на магазине затухания устанавливают ориентировочное значение затухания измеряемой цепи для соответствующей частоты;

регулировкой курбелей магазина затухания с постепенным повышением чувствительности дифференциального указателя разности уровней добиваются минимального отклонения стрелки прибора относительно нуля;

производят отсчет затухания на магазине с точностью до 0,1 дБ и показания стрелочного прибора дифференциального указателя уровня (с точностью до +-0,01 дБ) при максимальной его чувствительности;

определяют суммарное значение затухания измеряемой цепи путем сложения значения затухания на магазине и дополнительного значения затухания дифференциального указателя уровня с учетом его знака.

4.4. Приближенное значение первой критической частоты (f_1) при измерении по схеме черт. 2 определяют по формуле:

                         C

                          0

             f = ----------------------

              1   l кв.корень эпсилон

                                     э

               8

где Со = 3 х 10 м/с - скорость  распространения  электромагнитных волн  в

                      пустоте;

     эпсилон        - эквивалентная     относительная     диэлектрическая

            э         проницаемость   изоляции   пар 2,6/9,4  или 2,6/9,5

                      кабеля равная 1,08;

     l              - длина линии, м.

На выходе генератора устанавливают уровень 0 дБ.

На генераторе устанавливают рассчитанную частоту по формуле (1):

изменяя частоту генератора и затухание магазина попеременно, добиться минимальных показаний измерителя уровня (приемника);

значение первой критической частоты и показания магазина затухания заносят в таблицу протокола измерений (форма 1).

Измерения в диапазоне 0,06-60 МГц проводят на частотах, близких к частотам, указанным в табл. 2 п. 5.

Измерения проводят с фиксацией номера критических частот.

ГАРАНТ:

Нумерация пунктов приводится в соответствии с источником

4.6. Рабочую емкость коаксиальной пары на. линии измеряют по методу ГОСТ 10786-72.

Значения рабочей емкости используют при анализе коэффициента затухания кабеля, в случае несоответствия его требованиям настоящего стандарта.

4.7. Среднюю температуру кабеля (t_ср) определяют по формуле:

                        R

                1        tср

         t  = ------- (-------- - 1) + 20°

          ср  альфа     z  l

                   R     20 шл

где R      - среднее измеренное  значение сопротивления шлейфа внутренних

     tср     проводников исследуемой цепи (Ом);

    l      - длина шлейфа цепи по мерным лентам (км);

     шл

    z      - среднее  статистическое  значение сопротивления  внутреннего

     20      проводника коаксиальной пары при температуре 20°С (Ом/км);

    альфа  - температурный коэффициент сопротивления 3,93х10(-3) 1/град.

         R

В протокол измерений заносят среднюю расчетную температуру (t_ср) и длину линии. Их значения используют при обработке результатов измерений.

5. Обработка результатов измерений

5.1. Определение коэффициента затухания в диапазоне частот 0,06-25 МГц.

5.1.1. Затухание линии при температуре 20°С (а_20) в децибелах определяют по формуле

                           а

                            t

           а  = -------------------------,

            20   1 + альфа     (t  - 20)

                          альфа  ср

где a          - измеренное затухание линии;

     t

    альфа      - температурный коэффициент затухания, указанный в таблице

         альфа   приложения 3 (для   метода  компенсации   значения   для

                 критических частот принимают равными ближайшим частотам,

                 приведенным в таблице приложения 3);

   t           - средняя расчетная температура кабеля.

    ср

5.1.2. Коэффициент затухания (альфа_20) в дБ/км определяют по формуле:

                   а

                    20

        альфа  = ------,

             20    l

                                        альфа

                                             20

     5.1.3. Строят график по формуле ------------- = фи(кв.корень f)    и

                                      кв.корень f

проводят графическое сглаживание кривой.

                                                      альфа

                                                           ск

     5.1.4. По полученной кривой определяют значения -----------       на

                                                     кв.корень f

частотах, указанных  в  табл. 2 п. 5  и  на   этих  частотах   определяют

коэффициент затухания альфа в дБ/км по формуле

                      альфа

                           ск

          альфа = (-------------) х кв.корень f.

                    кв.корень f

     5.2. Определение коэффициента затухания в диапазоне частот 1-60 МГц.

                                                      альфа

                                                           t

     5.2.1. По результатам измерений строят график -------------      при

                                                    кв.корень f

температуре t  .

             ср

Производят графическое сглаживание этой кривой для исключения промахов ошибок измерений. Измеренные значения затухания на этих частотах при дальнейшем расчете не учитывают.

5.2.2. По результатам измерений затухания и критических частот (за исключением промахов), по методу наименьших квадратов (МНК) определяют коэффициенты аппроксимации B_t и C_t эмпирической зависимости.

              альфа  = A + B кв.корень (f) + С f,

                   t        t                 t

где f - частота, МГц;

    А - коэффициент  аппроксимации,  определенный расчетным путем, равный

        0,0145 дБ/км.

Определение коэффициента аппроксимации методом наименьших квадратов приведены в обязательном приложении 4.

5.2.3. Коэффициенты аппроксимации В и С при температуре 20°С определяют по формуле

                     B (C )

                      t  t

          В   = -----------------------.

           (c)   1 + альфа    х [t-20]

                          в(с)

где альфа    - температурный коэффициент В (С);

         в(с)

                     -3                    -3

  (альфа = 2,011 х 10  ; альфа = -1,60 х 10  ).

        в                     с

Значения коэффициентов аппроксимации заносят в протокол измерений (форма 2).

5.2.4. Значения коэффициента затухания при 20°С (альфа_20) на частотах, указанных в табл. 2 п. 5, рассчитывают по эмпирической формуле.

Расчетный коэффициент затухания сравнивают с нормативными значениями, указанными в табл. 2 п. 5, и определяют отклонения от них, которые должны быть не более, указанных в п. 2.5.

Расчетные данные и нормативные значения заносят в протокол измерений (форма 3).

6. Показатели точности

6.1. Интервал, в котором суммарная относительная погрешность измерения коэффициента затухания находится с вероятностью Р-0,99 при соблюдении всех требований настоящего метода, составляет +-дельта%. Значения дельта в зависимости от типа аппаратуры и частоты указаны в табл. 1.

Таблица 1

Комплект аппаратуры	Длина кабеля, км	Значения отклонений, %, на частотах, МГц
		1	17	25	60
Сименс-100	2,0-2,4	+-1,0	+-0,3	+-0,25	+-0,125
	3,5-4,0	+-0,5	+-0,15	+-0,125	+-0,07
Сименс-17	2,0-2,4	+-1,0	+-1,0	-	-
	3,5-4,0	+-1,0	+-0,8	-	-
ИП-10/25	2,0-2,4	+-1,0	+-1,0	+-1,0	-
	3,5-4,0	+-2,0	+-0,8	+-0,6	-

Примечание. Относительная погрешность приборов ИП-10/25 определена по ТУ на комплект ИП-10-25.

7. Форма представления результатов измерений

7.1. Результаты измерений оформляют протоколом измерений по формуле, установленной на предприятии, проводящем испытания, в котором должны быть указаны:

марка кабеля;

номер партии;

число строительных длин;

длина кабеля;

температура кабеля при измерении;

емкость кабеля;

номера и тип приборов;

отметка о метрической исправности приборов.

8. Требования к технике безопасности

Измерения проводят в соответствии с инструкцией по эксплуатации приборов, используемых для измерений, и настоящим стандартом.

Клеммы "Земля" приборов должны быть соединены с землей.

Форма 1

Протокол результатов измерений.
Значения критической частоты и затухания

Наименование параметра	Значения
Критическая частота, f_к, МГц
Номер критической частоты, К
Затухание при температуре измерения, альфа_t, дБ
альфа t дБ ------------, ---------- кв.корень f км МГц

Форма 2

Протокол результатов измерений
Коэффициенты аппроксимации

дБ/км
B_t	C_t	B	C

Форма 3

Протокол результатов измерений.
Сравнение результатов измерений коэффициента затухания со значениями по ГОСТ 10971-78

Наименование параметра	Частота, f, МГц	Расчетные значения	по ГОСТ 10971-78
Коэффициент затухания, измеренный при температуре 20°С, альфа 20 изм, дБ/км
Коэффициент затухания типовой по ГОСТ 10971-78, альфа , дБ/км тип
Разность между измеренным коэффициентом затухания и типовым, альфа - альфа , дБ/км изм тип альфа - альфа изм тип Дельта альфа = ------------------х альфа тип х 100%

(Введено дополнительно, Изм. N 3).