一种电容式短距线缆长度测量系统

本技术属于应用电子产品，涉及一种电容式短距线缆长度测量系统。它综合了多种电路模块为一体，从而实现对线缆长度的精准快速测量，适用于工业制造领域和信息系统传输领域中需要对线缆长度进行测量的各种场合。

背景技术：

1、由于很多情况下无法获得已铺设完成线缆的准确精度，直接用尺测长度时，由于线缆不变拉直，造成测量不准确，工程中一般采用1.6×108-1.8×108m/s的经验值进行绝缘缺陷的故障定位测量，使线缆长度的测量结果精度低。

技术实现思路

1、本实用新型解决了工业制造领域和信息系统传输领域中需要对线缆长度测量难题，提供一种快速精准的电容式短距线缆长度测量系统。

2、为实现上述目的，实用新型的公开了如下的技术内容：

3、一种电容式短距线缆长度测量系统，其特征在于它包括测量模块、微控制器模块、人机交互模块，三个模块结合于一体；其中微控制器模块一边测量模块连接，另一边与人机交互模块连接；测量模块前端设有线缆连接头用于和被测线缆相连，多个测量通道与电容式传感器模块相连，电容式传感器模块与微控制器模块通过i2c连接微控制器模块，所述微控制器模块包括arm控制器、i2c、uart、dsp、flash，其中的微控制器模块通过uart与人机交互模块连接，人机交互界面用于显示测量数据和调节测量模式。

4、本实用新型更加详细的描述如下：

5、一种电容式短距线缆长度测量系统，它包括测量模块、微控制器模块和人机交互模块，三个模块结合于一体，其中微控制器模块一端与测量电路模块连接，另一端与人机交互模块相连接；测量模块前端设有线缆连接头用于和被测线缆相连，多个测量通道与电容式传感器模块相连，电容式传感器模块与微控制器模块通过i2c连接微控制器模块，所述的人机交互模块用于显示测量数据和调节测量模式。本系统还具有短路自检功能，一旦短路系统会长鸣发出警报，保证系统安全。

6、本实用新型的硬件部分包括：

7、1 .微控制器模块为以32为arm为核心的微处理器，用于控制系统的运行。其前端与测量模块相连，对测量信号进行采集、处理和运算，其后端与人机交互模块相连，将测量结果输出给交互界面进行显示。

8、2 .测量模块分为以下部分

9、电容式传感器是测量电路模块的核心部件，其前端连接测量通道和测量探头，共同构成测量电路模块，后端通过数据总线与微控制器模块相连。电容式传感器的作用是将测量探头采集的电信号转化为24位高精度度数值，并送入微控制器进行数据分析。

10、测试通道用于直接连接被测间隙。测量电路的线缆连接头可被等效为一个电容模型，当探头间被测线缆的长度发生变化时会引起其电容量的变化，由电容式传感器进行电容测量和数据采集。系统有多个测量通道，测量时可以选择多路通道同时测量，提高测量的速度和效率。

11、本实用新型主要解决了工业制造领域和信息系统传输领域中需要对线缆长度测量难题，重点考察了短距线缆长度在工程中难以测量的现象，重点是验证电容式短距线缆测量方法，发明的难点在于如何减少线缆弯曲等不同形态的影响，实现高精度的线缆长度测量，简化校准步骤，保证测量准确性。本实用新型的创新点在于综合了多种电路模块，并实现不同场景下的线缆长度的检测，提高了测量精度，简化了测量步骤，创新了电容式短距线缆长度检测方法。

12、本实用新型试验效果及试验结论如下：

13、本系统可有效测量工业制造领域和信息系统传输领域中的短距线缆长度，测量误差在0 .1%以内。

14、本实用新型的电容式短距线缆长度测量系统具有以下几个优点：

15、（1）本系统通过使用滤波电路、高精度电容传感器、多通道测量等方法，减少外接干扰，保证测量精度，解决了短距线缆测量快速、精准的难题，实现其功能性和应用性；

16、（2）本系统可用于不同场景电容式短距线缆检测，满足多种不同场景，多种不同长度线缆的测量需求，提高系统适用范围；

17、（3）本系统具有测量精度高、操作便捷，结构简单、制作成本低廉的优点，同时具有短路报警和自检功能，为使用者提供便利，主要解决了短距线缆长度的检测难题。

技术特征：

1.一种电容式短距线缆长度测量系统，其特征在于它包括测量模块、微控制器模块、人机交互模块，三个模块结合于一体；其中微控制器模块一边与测量模块连接，另一边与人机交互模块连接；测量模块前端设有线缆连接头用于和被测线缆相连，测量模块中多个测量通道与电容式传感器模块相连，电容式传感器模块与微控制器模块通过i2c连接微控制器模块，所述微控制器模块包括arm控制器、i2c、uart、dsp、flash，其中的微控制器模块通过uart与人机交互模块连接，人机交互界面用于显示测量数据和调节测量模式。

技术总结
本技术公开了一种电容式短距线缆长度测量系统，它包括测量模块、微控制器模块和人机交互模块，三个模块结合于一体，其中微控制器模块一端与测量电路模块连接，另一端与人机交互模块相连接；测量模块前端设有线缆连接头用于和被测线缆相连，多个测量通道与电容式传感器模块相连，电容式传感器模块与微控制器模块通过I2C连接微控制器模块，所述的人机交互模块用于显示测量数据和调节测量模式。本系统还具有短路自检功能，一旦短路系统会长鸣发出警报，保证系统安全。本技术解决了短距线缆长度的检测难题。

技术研发人员：纪奕,谢家祖
受保护的技术使用者：天津师范大学
技术研发日：20230919
技术公布日：2024/4/17