基于M/T法的双线并行断点定位方案研究

摘 要 本方案是基于积分定常法、NE555定时器构成多谐振荡器原理与M/T合成算法实现双线并行断点精确定位方法。主要根据并行双线形成电容，电容值与双线距离相关。通过积分算法得出双线正对面积与间距，利用振荡器输出的频率算出断点距离，实现暗线分布情况下的断点精确定位。

关键词 积分定常法 多谐振荡器 M/T合成算法 断点精确定位

中图分类号：TN929 文献标识码：A

一、引言

目前，新楼层完工后，楼房的电线网络通过墙内暗线分布，当出现断路的情况下，不能获取断点的具体位置，因此，给维修带来很大难度。当前断点定位的方法主要是要求检测线路可见，才能够准确定位断点的位置。而且检测的设备及电路均较为复杂，部分方案中使用稳定高压，使用安全得不到保障。

本方案是在低压情况下，测量线缆直径，再检测出现断点线路电容值，通过频率算出断点距测试点距离。测频算法是整合M算法与T算法，最大限度减小断点距离引起频率计数出错。在合适的算法和测量电路下，能够完全达到距离的精确测量。新方案的提出，为断点检测提供新的方法，具有很大的现实意义。

二、工作原理

本方案主要通过测得线缆的直径，通过积分算法确定电缆形成电容的正对面积和间距。使断点位置距离成为影响电容容值的唯一因素。

处理器通过M算法测定在设定时间内NE555定时器产生脉冲数量和T算法测量两个脉冲间时间间隔长短。处理器通过滤波算法剔除两种检测算法的误差后，精确测出双线产生的电容值，从而得出断点距检测点的精确距离。

三、算法分析

（一）积分法唯一化变量。

（二）M/T算法测频分析。

计算出电容值。

四、整体设计

（一）硬件电路设计。

如图2所示，其为NE555构成的多谐振荡器电路，将有断点的线缆检测端两根线接入PIN1与PIN2中，没有正负之分。R1与R2根据多谐振荡器频率产生公式4确定，其中C为双线产生电容值，f为多谐振荡器的输出频率，T用于M/T算法时测量出一个多谐周期时长。

（二）软件设计。

在软件设计中，首先，测得线缆直径，确定双线电容的正对面积和间距参数，达到变量唯一化的目的。

然后，处理器利用定时器与计数器同时工作，通过M/T算法测出频率值，滤波后分别测出电容值，根据电容值的大小算出断点距检测点距离。程序设计流程如图3所示：

五、总结

双线并行断点检测的精确测量具有很大的研究价值，准确地测量能够给电缆维修带来很大的方便，且采用低压、数字式检测，受环境和测量条件影响小，测量电路简单，均使用常见元器件，成本低。对控制器仅要求能高精度处理浮点数的运算、定时精确和采样频率高。使用资源少，便于集成化和扩展新功能与控制器上。

（作者单位：重庆科技学院）

参考文献：

[1]李烨，严欣平. 基于M/T法的无刷直流电动机智能数字式测速电路[M].中小型电机2008（4），2001.

[2]阎石.数字电子技术基础（第五版）.北京：高等教育出版社，2006.

[3]梁森，王侃夫.自动检测技术及应用.机械工业出版社，2012.6.