Форум РадиоКот

Условие: имеется два проводника, притом, их сопротивление может отличаться друг от друга и это отличие непостоянно. Длина одного проводника известна и не очень велика: 0.5 - 1 метр, длина второго неизвестна, но примерно такая же.
Задача: измерить разницу длин проводников, с точностью хотя бы +-5 мм

Так как сопротивление изменчиво, за счет его измерения не выйдет. Получается, только измерение времени прохождения тока по проводникам. Существуют готовые решения, которые измеряют десятки пикосекунд, но подобные микросхемки уникальны и дороговаты.
Что-то попадалось по импульсную рефлекто-чего-то-там, пока не нашёл описания. Используется для оценки двух проводников и местонахождения их замыкания.

Думал-думал, в итоге такое вот надумал:

Изначально верхний транзистор Q2 открыт, нижний транзистор Q1 закрыт. При замыкании кнопки, ток быстро добирается по красному пути и открывает Q1, конденсатор С1 начинает заряжаться. Тут по длинному зелёному пути ток наконец-то добирается и до транзистора Q2, закрывая его и прекращая заряд конденсатора. Делаем так раз 10, или 100, для получения напряжения на конденсаторе побольше, если одного раза недостаточно или получается недостаточная точность.
В итоге на конденсаторе получаем напряжение, пропорциональное разнице длин проводников.

Наверняка изобрёл велосипед, и возможно, с квадратными колёсами, но при попытке поиска я натыкаюсь либо на одни те же микросхемы TDC от Sciosens или всякие приборы для проверки кабелей километровых. Один раз наткнулся на интересную статью об измерении интервалов фемтосекундных при помощи какого-то хаоса, но она на немецком была, заумная, и хоть и интересная, но практически бесполезная.
Буду благодарен даже просто указанию направления, где копать.

Условия хотя и описаны подробно, все же не все условия дают понять.
Поэтому на уровне бреда.

1. Если измеряемый проводники лежит вдоль некой шины, то они образует с ней емкости, то есть можно построить мостовую схему для их сравнения.

2. Через измерение КСВ в проводнике.

[uquote="Martian",url="/forum/viewtopic.php?p=4177349#p4177349"]Наверняка изобрёл велосипед, и возможно, с квадратными колёсами...[/uquote]
Колеса не только квадратные, но и пластилиновые...
1. Длину ПРОВОДНИКА невозможно измерить путем измерения задержки. С помощью измерения задержки можно измерить длину линии с распределенными параметрами. То есть системы из ДВУХ проводников.
2. Измеренная по п.1 задержка в линии будет определять ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ, а не физическую длину линии. Электрическая и физическая длина линии связаны коэффициентом, который называется коэффициентом укорочения. Это коэффициент с достаточной точностью равен корню квадратному из диэлектрической проницаемости среды МЕЖДУ ПРОВОДНИКАМИ линии.
3. Пусть мы желаем измерить длину обычного UTP кабеля. Не буду приводить расчет, но примерно 1 метр такого кабеля даст задержку в 5 нс. То есть 1 см - это примерно 50 ПИКОсекунд.
Полагаю, что вам очевидна пластилиновость колес вашего велосипеда...

[uquote="Alexey1969",url="/forum/viewtopic.php?p=4177353#p4177353"]Через измерение КСВ в проводнике.[/uquote]
В проводнике не бывает КСВ. КСВ - это тоже параметр линии с распределенными параметрами.
В линии с распределенными параметрами КСВ зависит от нагрузки и от потерь в линии. Длина тут мало что определяет. В полностью согласованной линии вообще ничего не определяет.

[uquote="Martian",url="/forum/viewtopic.php?p=4177349#p4177349"]Что-то попадалось по импульсную рефлекто-чего-то-там, пока не нашёл описания.[/uquote]
Очевидно, речь про рефлектометрию. Поищите поиском и почитайте про эту технологию измерений. Точность там не очень и зависит от кучи параметров, которые надо знать. Вам же надо 0,5%, что весьма и весьма непросто.

ТЗ:

измерить разницу длин проводников, с точностью хотя бы +-5 мм

Самый простой, дешевый и очевидный способ при таком ТЗ - измерить длину проводников линейкой и вычислить разницу.

Alexey1969, проводники валяются как угодно и положение их относительно друг друга и среда вокруг них может меняться.

КРАМ, спасибо за подробное разъяснение. Хотя всё равно пластилиновость не совсем очевидна: https://www.sciosense.com/products/time ... converter/ вот у этой заявлено разрешение в 10 пс. Но пункты 1. и 2. всё равно убивают велосипед...

Николай_С, к сожалению, линейка губит всю идею.

Спасибо всем!

[uquote="Martian",url="/forum/viewtopic.php?p=4177522#p4177522"]вот у этой заявлено разрешение в 10 пс.[/uquote]
Речь шла о транзисторной схеме и обычном проводе. А рефлектометров готовых полно...

КРАМ, ну да, речь о дешёвом варианте. конечная цель - игрушка, и что-то сложное дорогое, да ещё при полном отсутствии опыта и понимания - всё это станет очень накладно. Вот и подумалось, что если время срабатывания транзисторов будет различно и эта разница более-менее одинакова и напрямую зависит именно от длины, то большим количеством импульсов можно накопить достаточно для измерения. Жаль, что не выйдет, стоимость такого решения копеечна

Martian, если игрушка, можно рассмотреть такую идею: генератор прямоугольных импульсов вместо S1, вместо схемы на транзисторах - быстрый "Исключающее ИЛИ", например SN74LVC1G86. С выхода лог.элемента через диод сигнал подаём на конденсатор. Чем больше напряжение на конденсаторе накопится за определённый промежуток времени, тем больше разница между проводниками.

я думал о таком варианте, но меня смущает возможность потери малюсенькой разницы в погрешности срабатывания большой микросхемы. А если такой погрешности нет, то и быстрая не нужна.
Но в данный момент пытаюсь переварить сказанное КРАМ, пункты 1 и 2 (пункт пока 3 не пугает). Одно понятие цепляет за собой другое, то третье... эдак ща всю физику изучу.

Еще есть такой вариант, если изоляция проводов хорошая- измерить постоянную составляющую RC. Ну предположим даже при плохой изоляции но зная какое сопротивление все равно можно измерить. Например прибор измеряет сопротивление изоляции провода, потом выбирает себе из таблицы добавочное, заряжает цепочку и измеряет падение до порогового. Сопротивления Мегаомы Гигаомы, чтобы относительно медленно процессы шли

Что будет с показаниями если один из концов был паян с любым флюсом. Ну или просто грязный.

При моем варианте пофиг главное емкость зарядить и разрядить. Ну само собой чтобы не подключен никуда был. Ну и сопротивление изоляции чтобы достаточно большое было