随着国民经济的飞速发展,各种电线电缆得到了广泛的应用,电线电缆行业得到迅速发展,生产规模逐渐壮大,市场占有率逐年提升。电缆作为重要的长度类商品,国家标准对其长度测量精度要求很高。然而,目前电线电缆市场上存在的计量问题日臻突出,如何准确、迅速、经济的实现对电缆长度的测量,具有重要的理论意义和研究价值。与传统测量方法比较,时域反射技术可以实现对电缆长度的无损、便携、高精度检测,是电缆长度测量的理想方式。本文在查阅大量国内外文献,详细分析国内外研究现状的基础上,就时域反射电缆测长中所涉及的理论、方法和关键技术进行了深入研究,主要研究工作如下:时域反射电缆测长的理论研究。从传输线理论出发,建立了电缆的等效电路模型,研究了电磁波传播理论和时域反射信号在电缆中的传播规律。为进一步说明时域反射电缆测长技术的工作原理,本文研究了基于时域有限差分法的传输线瞬态分析方法。基于时域反射原理的电缆长度测量实验系统的研制。分析了时域反射电缆测长的原理误差,研究了测量次数、计数脉冲频率、行波波速对测量精度的影响。针对影响测量精度的关键因素,研究了基于直接计数法和基于FPGA的高精度时间间隔测量方法。非线性误差分析与补偿。为了减小由于衰减和色散导致的非线性对电缆测长精度的影响,本文建立了时域反射电缆测长传输特性的数学模型,推导出脉冲信号在电缆中传播时的变化规律,分析了由于衰减、色散导致的非线性误差,研究了非线性特性,提出了相应的非线性误差补偿方法,提高了时域反射电缆测长系统的测量精度。时域反射电缆测长的波速特性的研究。分析了行波传播速度的频率特性和介电常数的频率特性,研究了电缆的结构参数、绝缘材料、电导材料及电缆卷曲程度对电缆中行波传播速度的影响。研究了行波波速在不同温度下的变化规律,实验测量了几种电缆中的行波信号在不同温度下的波速,根据实验数据,得到了这些电缆中波速的温度误差补偿系数。最后,为了减小波速对时域反射电缆测长的影响,建立了基于遗传优化神经网络的时域反射电缆测长模型。时域反射信号的检测与处理技术的研究。针对应用小波变换对时域反射信号的奇异点进行检测时,检测结果易受噪声影响,且检测误差较大的问题,研究了基于小波分析的反射波消噪技术,构造了用于确定小波最优分解层数的判断函数,提出了一种小波最优分解层数的自适应确定算法,该算法能够自适应的选择最优分解层数以达到最优的消噪效果。仿真结果和工程应用结果表明,采用该方法确定的小波分解层数对被测信号进行消噪处理,可以有效的滤除信号中的噪声,提高时域反射电缆测长系统的测量精度。时域反射电缆测长系统的测量精度依赖于对反射波波前到达时刻的识别,为了正确识别和检测时域反射信号,本文研究了基于阈值法、质心法、多项式拟合法及小波模极大值法的反射波波前识别算法,通过实际应用,对各算法反射波波前到达时刻的识别精度进行了比较。