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简易数字式电阻、电容、电感测量仪1

简易数字式电阻、电容、电感测量仪1
简易数字式电阻、电容、电感测量仪1

论文题目:简易数字式电阻、电容、电感测量仪

1 绪 论

1.1元器件参数测量仪

在现代化生产、学习、实验当中,往往需要对某个元器件的具体参数进行测量,在这之中万用表以其简单易用,功耗低等优点被大多数人所选择使用。然而万用表有一定的局限性,比如:不能够测量电感,而且容量稍大的电容也显得无能为力。所以制作一个简单易用的电抗元器件测量仪是很有必要的。

现在国内外有很多仪器设备公司都致力于低功耗手持式电抗元器件测量仪的研究与制作,而且精度越来越高,低功耗越来越低,体积小越来越小一直是他们不断努力的方向。

该类仪器的基本工作原理是将电阻器阻值的变化量,电容器容值的变化量,电感器电感量的变化量通过一定的调理电路统统转换为电压的变化量或者频率的变化量等等,再通过高精度AD 采集或者频率检测计算等方法来得到确定的数字量的值,进而确定相应元器件的具体参数。电阻的参数主要是电阻值,电容的参数包括:电容值、损耗系数,电感的参数包括:电感值、品质因素。

1.2元器件参数测量仪常用解决方案

1.2.1 平衡电桥法测量原理

桥电路由未知阻抗z ,已知标准电阻S R 和具有总电阻P R 的电阻性电位计组成,电桥各元素分别是Z 、s R 、()P R x -1、P xR 。其中x 代表电位计变换的位置。电桥由正弦交流电源0u 供电,频率为d U 0ω为桥路输出电压。

当改变电位计x 的位置时,就可得到半平衡电桥。真正的半平衡状态是d U 与一个特定的桥路电压相差900。可用相敏检测仪检测出来。

通常相敏计有倍增式和同步式两种,其检出信号0V 取决于输入1v 和另一个参考电压

2v ,设

)sin(211?+=wt V v wt V v sin 222=

那么,在倍增型0V 可用式(1)表示,同步式0V 可用式(2)表示:

?cos 210V V V = (1)

π?/cos 2210V V = (2) 如果1v 、2v 相差900输出0V 为0,如果d v 是输入信号,桥式电路中另一个指定信号是参考信号,相敏计输出为0,这将意味着d v 和指定电压相位差900,表明是半平衡状态。 在两个指定电压下,能够获得两个独立的半平衡。达到平衡时所测得的数据x 和S R 用来计算未知参数Z 。根据被测阻抗的特性按照以下分析可以得到两种平衡。

图1.1 测量阻抗Z 的电桥电路和电感阻抗半平衡向量图

1.2.2 利用NE555芯片和电容电感组成的震荡电路测量原理

该方法是利用NE555芯片和电容电感构成震荡电路,把较难测量的物理量转变成精度较高且较容易测量的物理量。把电子元件的集中参数R 、L 、C 转换成频率信号f ,然后利用单片机计数后在运算求出R 、L 、C 的值,并送显示,转换的原理分别是RC 震荡和LC 三点式震荡。这种转换就是把模拟量转换为数字量,频率f 是单片机很容易处理的数字量,这种数字化处理一方面便于使仪表实现智能化,另一方面也避免了由指针读数引起的误差。缺点是,外围电路较复杂,并且测量范围有限。

1.2.3 利用运算放大器LM311及外围组成的震荡电路测量原理

该电路外围电路简单,工作稳定可靠,LM311输出的方波波形整齐稳定,方便单片机或者计数器的测量。LM311和电容电感配合组成的震荡电路最高震荡频率可达4MHz,所以可以测量很宽范围内的电容值和电感值。该方案原理图如图1.2所示:

图1.2 LM311和电容电感组成的震荡电路

经过仔细比较和优化,本系统最终决定采用LM311和电容电感组成振荡电路的方法来进行电容电感,然后通过单片机和计数器组成的频率测量电路最终计算出电容值和电感值。选择该方案的原因是由于该方案可行性比较高,外围电路难度适中,测量范围宽,系统总体功耗较低,可以满足本次设计要求。

1.3 本系统实现的的功能和指标

本次设计的题目源于2010年四川省TI杯模拟及模数混合电子设计竞赛题目的A题。这是一个综合性挺强的题目,主要考察学生的数模混合电路的设计。在此基础上稍加改动,既满足了毕业设计的难度要求,又符合自己的兴趣爱好。原题的要求如下:(1)测量电阻范围:100Ω~1MΩ,测量精度:5%

±;

(2)测量电容范围:100pF~10000 pF,测量精度:10%

±;

(3)测量电感范围:100μH~10mH,测量精度:10%

±;

(4)使用键来设置测量的种类和单位,并显示;

(5)自制电源。

本次设计中扩展了题目中要求的范围,并且还增加了良好的人机交互界面。按键控制、128×64宽屏液晶显示测量结果,操作简便,一目了然。扩展后的范围如下:(1)测量电阻范围:1Ω~1MΩ,测量精度:5%

±;

(2)测量电容范围:10pF~100000 pF,测量精度:10%

±;

(3)测量电感范围:30μH~500mH,测量精度:10%

±;

2 系统设计和分析

2.1 简易电阻、电容电感测量仪的原理

本系统的基本工作原理是将电阻,电容,电感的变化量最终变成脉冲波频率的变化量,通过单片机和由数字芯片搭建的计数器电路可以很方便的计算出脉冲波的频率,确定频率之后可以通过相应的公式计算出各个器件的参数。

系统可以分为三部分:即电阻测量部分、电容测量部分、电感测量部分。每个部分对应一块模拟电路,实现了相应元件的参数转换为脉冲波频率的变化。电阻测量的核心芯片是ADVFC32,该芯片功能是将电压的变化转换为随电压线性变化的频率的变化。电感测量电路的核心是LC震荡电路,电路由已知电容和被测电感组成震荡回路,产生频率随被测电感值变化的正弦波。电容测量电路和电感测量电路原理一样,只是将已知电容换成已知电感,被测电容和已知电感构成震荡回路。

2.2 简易电阻、电容电感测量仪的系统分析

简易电阻、电容电感测量仪系统主要包括电阻值到方波脉冲频率的转换,电容值到方波脉冲频率的转换,电感值到方波脉冲频率的转换。转换后的各路方波脉冲经过继电器选择后进入24位二进制计数器模块,在单片机定时器的控制下,计算出检测到方波脉冲的频率。得到频率值后,单片机根据相应元器件参数的计算公式计算出元器件的参数并且在128×64宽屏液晶上面显示出结果。

系统一开机128×64液晶显示提示信息,提示用户选择需要测量的元件,选择后继电器会跳动,选择相应的测量档位,然后系统进入等待状态中。当用户插入需要测量的元件之后系统会在1s内测出元器件的所有参数,并且在液晶屏上显示出来,完成自动量程转换。

经过分析,该系统的重点和难点在于测量电路的精确性和稳定性,测量精度完全取决于测量电路的特性,所以我们决定使用标准精密电阻电容作为标称元件,用它们和实际待测元件进行对比计算,从而得到被测元件的实际值。

2.3 简易电阻、电容电感测量仪的系统框图

本设计的原理框图如下图2.1所示,系统以MSP430F149单片机为控制核心,按键和128×64液晶实现了人机交互。

图2.1系统原理框图

3 系统的控制部分及人机交互处理

3.1 MSP430F149单片机

3.1.1 MSP430F149单片机简介

TI 公司的MSP430系列是一个特别强调超低功耗的单片机品种,很适合应用于采用

MSP430F149单

片机 按键 电容、电感

测量电路 频率计数器 量程切换 待测电容

或电感 128×64液晶

电阻测量电路

量程切换

待测电阻

电池供电的长时间工作场合。在这个系列中有很多型号,它们是由一些基本功能模块按不同的应用目标组合而成。MSP430系列的CPU采用16位精简指令系统,集成有16位寄存器和常数发生器,发挥了最高的代码效率。它采用数字控制振荡器(DCO),使得从低功耗模式到唤醒模式的转换时间小于6us。其中MSP430x41x系列微控制器设计有一个16位定时器,一个比较器,96段LCD驱动器和48个通用I/O引脚。

典型应用:捕获传感器的模拟信号转换为数据加以处理后发送到主机。其中芯片中的比较器和定时器是工业仪表、计数装置和手持式仪表等产品设计中的理想选择。

该系列的单片机的特点如下所述:

(1)低电压范围:1.8V…3.6V

(2)超低功耗:活动模式电流为225uA,待机模式电流为0.8uA, 掉电模式(RAM 数据保持)电流为0.1uA

(3)五种省电模式

(4)从待机模式到唤醒模式响应时间不超过6us

(5)频率锁相环PLL+

(6)16位精简指令系统,指令周期125ns

(7)带有三个捕获/比较寄存器的16位定时器

(8)集成96段LCD驱动器

(9)片内比较器

(10)串行在线可编程,无需提供外部编程电压。

(11)采用保险熔丝的可编程代码保护措施

(12)闪烁存储器,器件具有bootstrap程序装载器

(13)64脚QFP封装形式

3.1.2 MSP430F149单片机主要功能部件

CPU: MSP430F149单片机的CPU和通用微处理器基本相同,只是在设计上采用了面向控制的结构和指令系统。MSP430F149的内核CPU结构是按照精简指令集和高透明的宗旨而设计的,使用的指令有硬件执行的内核指令和基于现有硬件结构的仿真指令。这样可以提高指令执行速度和效率,增强了MSP430F149的实时处理能力。

存储器:存储程序、数据以及外围模块的运行控制信息。有程序存储器和数据存储器。对程序存储器访问总是以字节形式取得代码,而对数据可以用字或者字节方式访问。

外围模块:经过MAB、MADB、中断服务及请求线与CPU相连。MSP430F149包含:时钟模块、看门狗、定时器A、定时器B、比较器A、串口0/1、模数转换、端口、基本定

时器、DMA控制器。图3.1所示为MSP430F149单片机的内部结构框图,图3.2所示为MSP430F149单片机的芯片管脚图。

图3.1 MSP430F149内部结构框图

图3.2 MSP430F149芯片管脚图

3.2 MSP430F149单片机最小系统简介

MSP430F149单片机的最小系统原理图主要包括电源电路,I/O接口电路,MAX232串口通信电路,并口调试电路,单片机复位电路,时钟电路。

3.2.1 单片机的最小系统的电源电路

电源电路以三端稳压芯片ASM1117-3.3为核心,将输入的5V电压稳定到3.3V供单片机及外围芯片使用。该电路最终产生两路电压,一路为模拟电路供电,一路为数字电路供电。模拟地和数字地需要用零欧电阻或者电感隔开以防止两边电路互相干扰。图3.3所示电路即为MSP430F149单片机最小系统电源电路。

图3.3单片机的最小系统电源电路

3.2.2 串口通信电路

该电路的主要功能是实现TTL电平和电脑RS232之间的转换。单片机通用的TTL电平标准规定:大于2.4V为高电平,小于0.4V为低电平,而电脑上RS232电平标准是:+10V到+15V表示逻辑0,-10V到-15V表示逻辑1。所以要想实现单片机和电脑通信,就必须使用电平转换芯片MAX232或者其他电平转换芯片,实现电脑和单片机之间高低电平的统一。图3.4即为MSP430F149单片机的电平转换电路,有了该电路就可以实现单片机和电脑串口的通信,最终实现利用电脑远程控制系统的目的。

图3.4 MAX232串口通信电路

3.2.3 复位电路

复位电路的作用是实现单片机的异步复位,当单片机程序运行时发生死机,或者系统需要重启时,可以按下复位按键,单片机复位后PC指针将指向程序最开始的地方。单片机要想实现复位,就必须在复位端口上持续10ms以上的低电平,所以该复位电路中使用了一个0.1uf的电容实现了上电复位的目的。上电后,电容充电需要一段时间,电容充电时,电容和单片机复位管脚相连的地方电压缓慢上升,只要保持10ms的低电平时间就实现了单片机的上电复位。图3.5为MSP430F149单片机最小系统的复位电路原理图:

图3.5 异步复位电路

3.2.4 时钟电路

时钟电路是协调整个系统同步运行的重要电路,时钟电路的稳定性决定了单片机工作的稳定度。MSP430F149单片机外围配备了两个无源晶振,一个8MHz,一个32768Hz。

单片机内部有PLL锁相环电路,可以实现时钟倍频。图3.6所示为时钟电路原理图:

图3.6 时钟电路

3.2.5 并口调试电路

MSP430F149单片机支持并口在线调试,通过并口调试可以很方便的实现单片机单步运行,全速运行,断点调试等,并且可以观察到各个变量及寄存器的具体数值。支持在线调试可以大大缩短了开发周期,易于查错。图3.7所示即为并口调试接口电路:

图3.7 并口调试接口电路

3.3 128×64液晶显示器

3.3.1 128×64液晶简介

HS12864-15系列中文图形液晶模块的特性主要由其控制器ST7920决定。ST7920同时作为控制器和驱动器,它可提供33路com输出和64路seg输出。在驱动器ST7921的配合下,最多可以驱动256×32点阵液晶。图3.8所示为128×64液晶原理简图

图3.8 128×64液晶原理简图

HS12864-15系列产品硬件特性如下:

(1)提供8位,4位并行接口及串行接口可选

(2)并行接口适配M6800时序

(3)自动电源启动复位功能

(4)内部自建振荡源

(5) 64×16位字符显示RAM(DDRAM最多16字符×4行),LCD显示范围16×2行)(6) 2M位中文字型ROM(CGROM),总共提供8192个中文字型(16×16)

(7) 16K位半字宽字型ROM(HCGROM),总共提供126个西文字型(16×8)

(8) 64×16位字符产生RAM(CGRAM)

HS12864-15系列产品软件特性如下:

(1)文字与图形混合显示功能

(2)画面清除功能

(3)光标归位功能

(4)显示开/关功能

(5)光标显示/隐藏功能

(6)显示字体闪烁功能

(7)光标移位功能

(8)显示移位功能

(9)垂直画面旋转功能

(10)反白显示功能

(11)休眠模式

液晶屏与MSP430F149单片机的连接电路如图3.9所示:

图3.9 128×64液晶与单片机连接电路

3.3.2 128×64时序图

图3.10所示为8位并口写操作时序图,图3.5所示为8位并口读操作时序图,图3.11所示为串口时序图,图3.12所示为串口时序图:

图3.10 8位并口写操作时序图

图3.11 8位并口读操作时序图

图3.12 串口时序图

3.4 键盘原理简介

键盘是人机交互的重要组成部分,通过按键可以选择需要测量的对象,设置系统参数等。和按键相连的单片机端口都用一个10K电阻拉高,可以保证在没有按键按下时单片机端口有稳定的电平。没有按键按下时端口保持高电平,当按下按键时,端口跳为低电平,可以被单片机检测到。按键原理图如图3.13所示:

图3.13 按键原理图

3.5 频率计数器工作原理

3.5.1 计数器电路介绍

计数器是用三片8位的2进制计数器芯片74LS393级联组成,共24位,也就是说最大计数值可以到16777216。而单片机自带的计数器只有16位,最大计数值为65536,当外部信号频率上兆之后,计数误差会变大,或者根本接收不到这么高频率的信号。

74LS393芯片最大工作频率可以到达35MHz,完全满足本系统的需求,而且使用外部计数器可以大大降低单片机的工作负担,增加工作效率。

3.5.2 74LS393功能及特点

74LS393是一个双4位二进制计数器(异步清零)。其主要电器特性的典型值如图3.14所示:

图3.14 74LS393电器特性74LS393管脚图及真值表如图3.15和图3.16所示:

图3.15 74LS393管脚图

图3.16 74LS393真值表

3.5.3 计数器原理图

计数器是用三个74LS393芯片级联成24位二进制计数器,所有清零端接在一起并和单片机一个I/O端口相连,方便软件复位计数器。24个并行输出端口连接单片机的24个I/O端口,单片机可以直接读取这些端口值,经过简单运算可以方便的计算出计数值。原理图如图3.17所示:

图3.17 24位计数器原理图

4 模拟电路设计

正如之前所说的一样,检测仪的测量精度是最重要的,然而检测仪的测量精度完全取决于硬件电路的特性。所以对硬件电路需要如下要求:

(1)电路可靠性要高,应不随温度或者外界磁场的影响而改变

(2)配备的标定元件需要有极高的稳定性和精度,它们的精度将直接影响待测元件的精度

(3)LC震荡回路需远离继电器或者变压器等强磁场元件,最好加入磁屏蔽盒以保证震荡出的波形或者频率不受到干扰

(4)由于本系统中需要一些高精度运放实现信号处理和放大,所以系统供电电源必须稳定可靠,直流纹波需小于8mV

()单片机时钟电路必须稳定,因为在做精确测频时会用到定时器做精确定时

以上这些要求是保证测量精确度的前提,下面将详细介绍测量电路的原理及组成部分。

4.1 电阻测量电路

4.1.1 电阻测量原理介绍

由于电阻范围较广,常用电阻的范围是1Ω-10MΩ,所以采用通常的恒流源的办法至少需要六个档位的切换才能满足该范围的要求。如果再使用自动换挡功能的话,这无疑会使硬件电路规模大增,而且系统的功耗也会增加。在此,我们使用了一片ADVFC32芯片,利用精密电阻搭成的电阻网络将被测电阻阻值的变化量变成0-10(V)的电压变化,该电压经过运算放大器OP07跟随后接入ADVFC32的电压控制端,ADVFC32会输出一个频

率随控制电压线性变化的脉冲波,脉冲波频率的范围是0-38(KHz )。最后通过计数器和单片机计算出具体频率值,根据ADVFC32的输入电压和输出频率之间的线性关系还有精密电阻分压比可以求出待测电阻的阻值。

4.1.2 电阻的计算方法及简单原理图

图4.1 电阻测量简易原理图

图4.1所示电路为电阻测量简易原理图由原理图可以看出,被测电阻x R 和已知电阻0R 是串联关系,当x R 发生改变时,x R 两端电压x U 就会发生变化。把x U 经过OP07运算放大器跟随后直接输入到压频变换芯片ADVFC32的电压控制端,然后ADVFC32频率输出端会产生频率x f 与输入电压呈线性关系的方波脉冲,x f 可以通过频率计数器和单片机得到。相关计算如下:

00

U R R R U x x x += ? x x x U U R U R -=00 (1) 其中0U 是已知电压,V U 100=。 3800010x x f U = ? 38000

10x x f U = (2) 其中10是ADVFC32电压控制端的电压满刻度值,38000是满电压值对应的输出频率满刻度值。由(1)式和(2)式可知,只要知道x f ,便可以求出被测电阻x R 的值。

4.1.3 电阻测量电路完整原理图

图4.2所示电路为电阻测量电路完整原理图:

图4.2 电阻测量电路完整原理图

4.1.4 ADVFC32原理简介

ADVFC32是一个低功耗压频转换芯片,可以完成电压到频率转换或者频率到电压的转换。具有良好的线性度,工作频率可达500KHz。输入正电压或者负电压就可以转换输出相应比例的频率,这个过程只需要很少的外围电路就可以完成。用相同的外围电路亦可以完成频率到电压的转换,加入一个简单的偏置网络就可以调节输入逻辑电平的范围。图4.3所示为ADVFC32芯片的管脚图,图4.4所示为ADVFC32芯片的外围电路:

图4.3 ADVFC32管脚图

最新智能电阻、电容和电感测试仪的设计

南昌工程学院 毕业设计(论文) 信息工程学院系(院)通信技术专业毕业设计(论文)题目智能电阻、电容和电感测试仪的设计 学生姓名 班级 学号 指导教师 完成日期2010 年 6 月19 日

智能电阻、电容和电感测试仪的设计Smart resistors, capacitors and inductors Test Instrument 总计毕业设计(论文) 27 页 表格 1 个 插图 12 幅

摘要 本文先对设计功能及要求进行了阐述,然后提出要完成该功能的设计方案,最后会对电阻,电容,电感的测试进行设计。本设计是利用AT89C52芯片的单片机来实现测试的,其中电阻和电容是采用555多谐振荡电路产生的,而电感则是根据电容三点式产生的,从而实现各个参数的测量。这样,一方面测量精度较高,另一方面便于使仪表实现智能化。 关键词:AT89C52芯片555多谐振荡电路电容三点式 Abstract This paper first to design function and requirement are expounded, then puts forward to finish the design scheme of the function, and finally to resistance, capacitance and inductance. This design is used to realize the AT89C52 chip microcontroller test, resistor and capacitor is used at 555 resonance swings, which is produced by the inductance circuits are produced according to SanDianShi capacitance, thus realize each parameter measurement. So, on the one hand, the measurement precision, on the other hand to make intelligent instrument. Key words:AT89C52Chip;555 resonance swings circuit; SanDianShi capacitance

简易电阻、电容和电感测试仪设计说明

课程设计任务书 学生:专业班级: 指导教师:工作单位:信息工程学院 题目: 简易电阻、电容和电感测试仪设计 初始条件: LM317 LM337 NE555 NE5532 STC89C52 TLC549 ICL7660 1602液晶 要求完成的主要任务: 1、测量围:电阻 100Ω-1MΩ; 电容 100pF-10000pF; 电感 100μH-10mH。 2、测量精度:5%。 3、制作1602液晶显示器,显示测量数值,并用发光二级管分别指示所测元件的类别。 时间安排: 指导教师签名:年月日 系主任(或责任教师)签名:__________ 年月日

目录 摘要 (3) ABSTRACT (4) 1、绪论 (5) 2、电路方案的比较与论证 (5) 2.1电阻测量方案 (5) 2.2电容测量方案 (7) 2.3电感测量方案 (8) 3、核心元器件介绍 (10) 3.1LM317的介绍 (10) 3.2LM337的介绍 (11) 3.3NE555的介绍 (11) 3.4NE5532的介绍 (13) 3.5STC89C52的介绍 (14) 3.6TLC549的介绍 (16) 3.7ICL7660的介绍 (17) 3.81602液晶的介绍 (18) 4、单元电路设计 (20) 4.1直流稳压电源电路的设计 (21) 4.2电源显示电路的设计 (21) 4.3电阻测量电路的设计 (22) 4.4电容测量电路的设计 (23) 4.5电感测量电路的设计 (24) 4.6电阻、电容、电感显示电路的设计 (25) 5、程序设计 (26) 5.1中断程序流程图 (26) 5.2主程序流程图 (27) 6、仿真结果 (27) 6.1电阻测量电路仿真 (27) 6.2电容测量电路仿真 (28) 6.3电感测量电路仿真 (28) 7、调试过程 (29) 7.1电阻、电容和电感测量电路调试 (29) 7.2液晶显示电路调试 (29) 8、实验数据记录 (30)

简易数字式电阻、电容和电感测量仪设计

简易数字式电阻、电容和电感测量仪设计报告 摘要:本系统利用TI公司的16位超低功耗单片机MSP430F149和ICL8038精密函数发生器实现对电阻、电容和电感参数的测量。本系统以自制电源作为LRC数字电桥和各个主要控制芯片的输入电源,并采用ICL8038芯片产生高精度的正弦波信号流经待测的电阻、电容或者电感和标准电阻的串联电路,通过测量电阻、电容或者电感和标准电阻各自的电压,利用电压比例计算的方法推算出电阻值、电容值或者电感值。利用MSP430F149单片机控制测量和计算结果,运用自校准电路提高测量精度,同时用差压法,消除了电源波动对结果的影响。测量结果采用12864液晶模块实时显示。实验测试结果表明,本系统性能稳定,测量精度高。 关键词:LRC 数字电桥、电压比例法、液晶模块、MSP430F149、电阻电容电感测量 一、设计内容及功能 1.1设计内容 设计并制作一台简易数字式电阻、电容和电感参数测量仪,由测量对象、测量仪、LCD 显示和自制电源组成,系统模块划分如下图所示: 测量对象 LCD显示 电阻/电容/电感 简易的数字电阻、电容和电感测量仪 自制电源 1.2 具体要求 1. 测量范围 (1)基本测量范围:电阻100Ω~1MΩ;电容100pF~10000pF;电感100μH~10mH。 (2)发挥测量范围:电阻10Ω~10MΩ;电容50pF~10μF;电感50μH~1H。 2. 测量精度 (1)基本测量精度:电阻±5% ;电容±10% ;电感±5% 。 (2)发挥测量精度:电阻±2% ;电容±8% ;电感±8% 。 3. 利用128*64液晶显示器,显示测量数值、类型和单位。 4. 自制电源 5. 使用按键来设置测量的种类和单位 1.3系统功能 1. 基本完成以上具体要求 2. 使用三个按键分别控制R、C、L的测试 3. 采用液晶显示器显示测量结果 二、系统方案设计与选择 电阻、电容、电感测试仪的设计目前有多种方案可以实现,例如、使用可编程逻辑控制器(PLC)、振荡电路与单片机结合或CPLD与EDA相结合等等来实现。在设计前本文对各种方案进行了比较:

基于单片机电阻电容电感测试仪

1 前言 1.1 设计的背景及意义 目前,随着电子工业的发展,电子元器件急剧增加,电子元器件的适用范围也逐渐广泛起来,在应用中我们常常要测定电阻,电容,电感的大小。因此,设计可靠,安全,便捷的电阻,电容,电感测试仪具有极大的现实必要性。 通常情况下,电路参数的数字化测量是把被测参数传换成直流电压或频率后进行测量。 电阻测量依据产生恒流源的方法分为电位降法、比例运算器法和积分运算器法。比例运算器法测量误差稍大,积分运算器法适用于高电阻的测量。 传统的测量电容方法有谐振法和电桥法两种。前者电路简单,速度快,但精度低;后者测量精度高,但速度慢。随着数字化测量技术的发展,在测量速度和精度上有很大的改善,电容的数字化测量常采用恒流法和比较法。 电感测量可依据交流电桥法,这种测量方法虽然能较准确的测量电感但交流电桥的平衡过程复杂,而且通过测量Q值确定电感的方法误差较大,所以电感的数字化测量常采用时间常数发和同步分离法。 因为测量电阻,电容,电感方法多并具有一定的复杂性,所以本次设计是在参考555振荡器基础上拟定的一套自己的设计方案。是尝试用555振荡器将被测参数转化为频率,这里我们将RLC的测量电路产生的频率送入AT89C52的计数端端,通过定时并且计数可以计算出被测频率再通过该频率计算出各个参数。 1.2 电阻、电容、电感测试仪的发展历史及研究现状 当今电子测试领域,电阻,电容和电感的测量已经在测量技术和产品研发中应用的十分广泛。 电阻、电容和电感测试发展已经很久,方法众多,常用测量方法如下。电阻测量依据产生恒流源的方法分为电位降法、比例运算器法和积分运算器法。比例运算器法测量误差稍大,积分运算器法适用于高电阻的测量。传统的测量电容方法有谐振法和电桥法两种。前者电路简单,速度快,但精度低;后者测量精度高,但速度慢。随着数字化测量技术的发展,在测量速度和精度上有很大的改善,电容的数字化测量常采用恒流法和比较法。电感测量可依据交流电桥法,这种测量方法虽然能较准确的测量电感但交流电桥的平衡过程复杂,而且通过测量Q值确定电感的方法误差较大,所以电感的数字化测量常采用时间常数发和同步分离法。 在我国1997年05月21日中国航空工业总公司研究出一种电阻、电容、电感在线测量方法及装置等电位隔离方法,用于对在线的电阻、电容、电感元件实行等电位隔离,其特征在于,(1>将一个运算放大器的输出端与其反相输入端直接连接,形成一个电压跟

电阻电容常用系列值.

电阻本身的阻值常用的有161 种1,1.1,1.2,1.3,1.5,1.6,1.8 2,2.2,2.4,2.7, 3,3.3,3.6,3.9 4.3,4.7 5.1,5.6 6.2,6.8 7.5 8.2 9.1 10,11,12,13,15,16,18 20,22,24,27 30,33,36,39 43,47 51,56 62,68 75 82,81

100,110,120,130,150 ,160,180 200,220,240,270 300,330,360,390 430,470 510,560 620,680 750 820 910 1K ,1.1K ,1.2K , 1.3K ,1.5K ,1.6K ,1.8K 2K ,2.2K ,2.4K , 2.7K 3K ,3.3K ,3.6K , 3.9K 4.3K ,4.7K 5.1K ,5.6K 6.2K ,6.8K , 7.5K 8.2K 9.1K 10K ,11K , 12K , 13K ,15K ,16K , 18K

20K ,22K , 24K ,27K

30K ,33K ,36K ,39K 43K ,47K 51K ,56K 62K ,68K 75K 82K 91K 100K ,110K ,120K ,130K ,150K ,160K ,180K 200K ,220K ,240K ,270K , 300K ,330K ,360K ,390K 430K ,470K 510K ,560K 620K ,680K 750K , 820K 910K 1M ,1.1M ,1.2M ,1.3M , 1.5M ,1.6M , 1.8M 2M ,2.2M ,2.4M ,2.7M 3M ,3.3M ,3.6M ,3.9M

隔离-电阻-电容-电感测试原理

三:测试原理 3.1隔离技术(GUARDING) 隔离技术是ict有别于万用表,是ICT特有的一种技术.因电路板上的元器件都是串并联在一起的,直接测试会因周边零件的影响而造成测试数值不准确,故在ICT里面有一种非常重要的技术,它就是隔离技术,通过隔离来屏蔽其他零件的影响。如图所示: D 隔离是利用运算放大器的“虚断”和“虚短”原理使C点的电位保持和B点基本等同接地,电压为0V。 隔离一般为分二种:隔离VCC与地。一般电阻测试都是隔离VCC,电容测试隔离地(GND)隔离点(G点)的设置一般在3个以下,三个以上的隔离点使用效果也不太。 3.2电阻测试原理 3.2.1 电阻器的分类 电阻器有不同的分类方法。按材料分,有碳膜电阻、水泥电阻、金属膜电阻和线绕电阻等不同类型;按功率分,有 1/2W、 1/4W、 1/8W、1/16W 、1W、2W等额定功率的电阻;按电阻值的精确度分,有精确度为± 5%、± 10%、± 20%等的普通电阻,还有精确度为± 0.1%、± 0.2%、± 0.5%、± l%和± 2%等的精密电阻。电阻的类别可以通过外观的标记识别。电阻器的种类有很多,通常分为三大类:固定电阻,可变电阻,特种电阻。在电子产品中,以固定电阻应用最多。而固定电阻以其制造材料又可分为好多类,但常用、常见的有RT型碳膜电阻、RJ型金属膜电阻、RX型线绕电阻,还有近年来开始广泛应用的片状电阻。型号命名很有规律,第一个字母R代表电阻;第二个字母的意义是:T-碳膜,J-金属,X-线绕,这些

符号是汉语拼音的第一个字母。在国产老式的电子产品中,常可以看到外表涂覆绿漆的电阻,那就是RT型的。而红颜色的电阻,是RJ型的。一般老式电子产品中,以绿色的电阻居多。为什么呢?这涉及到产品成本的问题,因为金属膜电阻虽然精度高、温度特性好,但制造成本也高,而碳膜电阻特别价廉,而且能满足民用产品要求。 电阻器当然也有功率之分。常见的是1/8瓦的“色环碳膜电阻”,它是电子产品和电子制作中用的最多的。当然在一些微型产品中,会用到1/16瓦的电阻,它的个头小多了。再者就是微型片状电阻,它是贴片元件家族的一员,以前多见于进口微型产品中,现在电子爱好者也可以买到了国产产品用来制作小型电子装置。 1、线绕电阻器:通用线绕电阻器、精密线绕电阻器、大功率线绕电阻器、高频线绕电阻器。 2、薄膜电阻器:碳膜电阻器、合成碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、化学沉积膜电阻器、玻璃釉膜电阻器、金属氮化膜电阻器。 3、实心电阻器:无机合成实心碳质电阻器、有机合成实心碳质电阻器。 4、敏感电阻器:压敏电阻器、热敏电阻器、光敏电阻器、力敏电阻器、气敏电阻器、湿敏电阻器。 3.2.2 固定电流源(Constant Current)模式C2 f! r' H' r; \: ` 对于不同的电阻值,ICT本身会自动限制一个适当的固定电流源做为测试的信号源使用,如此才不会因使用都的选择不当,因而产生过高的电压而烧坏被测试元件,故其测试方式为:提供一个适当的固定电流源I,流经被测电阻R,再于被测电阻R两端,测量出Vr,由于Vr及I已知,利用Vr=IR公式,即可得知被测电阻R值,如图: y2 A( K1 Q3 R9 k5 z $ S4 U8 S( b2 n! Z9 ~ : R2 a+ m. F9 j3 t 3.2.3低固定电流源(Low Constant Current)模式

常用电阻电容值.

精度为5%的碳膜电阻,以欧姆为单位的标称值: 1.0 5.6 33 160 820 3.9K 20K 100K 510K 2.7M 1.1 6.2 36 180 910 4.3K 22K 110K 560K 3M 1.2 6.8 39 200 1K 4.7K 24K 120K 620K 3.3M 1.3 7.5 43 220 1.1K 5.1K 27K 130K 680K 3.6M 1.5 8.2 47 240 1.2K 5.6K 30K 150K 750K 3.9M 1.6 9.1 51 270 1.3K 6.2K 33K 160K 820K 4.3M 1.8 10 56 300 1.5K 6.6K 36K 180K 910K 4.7M 2.0 11 62 330 1.6K 7.5K 39K 200K 1M 5.1M 2.2 12 68 360 1.8K 8.2K 43K 220K 1.1M 5.6M 2.4 13 75 390 2K 9.1K 47K 240K 1.2M 6.2M 2.7 15 82 430 2.2K 10K 51K 270K 1.3M 6.8M 3.0 16 91 470 2.4K 11K 56K 300K 1.5M 7.5M 3.3 18 100 510 2.7K 12K 62K 330K 1.6M 8.2M 3.6 20 110 560 3K 13K 68K 360K 1.8M 9.1M 3.9 22 120 620 3.2K 15K 75K 390K 2M 10M 4.3 24 130 680 3.3K 16K 82K 430K 2.2M 15M 4.7 27 150 750 3.6K 18K 91K 470K 2.4M 22M 5.1 30 精度为1%的金属膜电阻,以欧姆为单位的标称值: 10 33 100 332 1K 3.32K 10.5K 34K 107K 357K 10.2 33.2 102 340 1.02K 3.4K 10.7K 34.8K 110K 360K 10.5 34 105 348 1.05K 3.48K 11K 35.7K 113K 365K 10.7 34.8 107 350 1.07K 3.57K 11.3K 36K 115K 374K 11 35.7 110 357 1.1K 3.6K 11.5K 36.5K 118K 383K 11.3 36 113 360 1.13K 3.65K 11.8K 37.4K 120K 390K 11.5 36.5 115 365 1.15K 3.74K 12K 38.3K 121K 392K 11.8 37.4 118 374 1.18K 3.83K 12.1K 39K 124K 402K 12 38.3 120 383 1.2K 3.9K 12.4K 39.2K 127K 412K 12.1 39 121 390 1.21K 3.92K 12.7K 40.2K 130K 422K 12.4 39.2 124 392 1.24K 4.02K 13K 41.2K 133K 430K 12.7

简易电阻电容电感测量

简易的测量电阻电容电感 摘要:本设计是一个电阻电感电容的简易测量装置,主要由模拟测量和1602液晶显示两部分组成,其中电阻和电容电感的测量都是通过构造电路产生一定频率的波形,再通过单片机读取频率,经过程序处理转化,再通过1602液晶显示。由于系统处理数据时通过单片机对频率信号的读取,使得最后测量的结果更加精确与稳定,误差控制在题目所允许的范围内。 关键词:电阻电容电感测量仪,1602显示,555定时器,电容三点式

目录 1. 系统设计 (2) 1.1 设计要求 (2) 1.2 方案比较 (2) 1.2.1 电阻测量方案 (2) 1.2.2 电容测量方案 (4) 1.2.3电感测量方案 (5) 1.2.4显示电路方案 (6) 1.3 方案论证 (6) 1.3.1 总体思路 (6) 1.3.2 设计方案 (7) 2. 单元电路设计 (7) 2.1 电阻测量电路 (7) 2.2 电容测量电路 (8) 2.3 电感测量电路 (9) 2.4 1602显示电路 (10) 3. 软件设计 (11) 4. 系统测试 (11) 4.1 测试仪器与设备 (11) 4.2 指标测试 (12) 5 结论 (13) 参考文献 (13) 附录1、元器件明细表...............................................................= (13) 附录2:程序清单 (13)

1. 系统设计 1.1 设计要求 设计并制作一台数字显示的电阻、电容和电感参数测试仪 1. 测量范围:电阻100Ω~1MΩ;电容100pF~10000pF;电感100μH~10mH。 2. 测量精度:±5% 。 3. 带有显示部分。 1.2 方案比较 1.2.1 电阻测量方案 相位测量方案的关键问题是电阻测量方法的选择。 方案一:串联分压原理 V Rx R0 图1串联电路原理图 根据串联电路的分压原理可知,串联电路上电压与电阻成正比关系。通过测量Rx和R0上的电压。由公式Rx=Ux/(U0/R0) 方案二:利用直流电桥平衡原理的方案 图2 电桥(其中R1,R2,为可变电位器,R3为已知电阻,R4为被测电阻)根据电路平衡原理,不断调节电位器,使得电表指针指向正中间。由R1*R4=R3*R4.在通过测量电位器电阻值,可得到R4的值。 方案三:利用555构成单稳态的方案

电阻电容常用系列值

电阻本身的阻值常用的有161种 1,1.1,1.2,1.3,1.5,1.6,1.8 2,2.2,2.4,2.7, 3,3.3,3.6,3.9 4.3,4.7 5.1,5.6 6.2,6.8 7.5 8.2 9.1 10,11,12,13,15,16,18 20,22,24,27 30,33,36,39 43,47 51,56 62,68 75 82,81 100,110,120,130,150 ,160,180 200,220,240,270 300,330,360,390

430,470 510,560 620,680 750 820 910 1K,1.1K,1.2K,1.3K,1.5K,1.6K,1.8K 2K,2.2K,2.4K,2.7K 3K,3.3K,3.6K,3.9K 4.3K,4.7K 5.1K,5.6K 6.2K,6.8K, 7.5K 8.2K 9.1K 10K,11K,12K,13K,15K,16K,18K 20K,22K,24K,27K 30K,33K,36K,39K 43K,47K 51K,56K 62K,68K

75K 82K 91K 100K,110K,120K,130K,150K,160K,180K 200K,220K,240K,270K, 300K,330K,360K,390K 430K,470K 510K,560K 620K,680K 750K, 820K 910K 1M,1.1M,1.2M,1.3M,1.5M,1.6M,1.8M 2M,2.2M,2.4M,2.7M 3M,3.3M,3.6M,3.9M 4.4M,4.7M 二、常用电容容值 【单位pF】 39 P 43 P 47 P 51 P 56 P 62 P 68 P 75 P 82 P 91 P 100 P 120 P 150 P

简易电阻、电容和电感测试仪报告

简易电阻、电容和电感测试仪 1.1 基本设计要求 (1)测量范围:电阻100Ω~1MΩ;电容100pF~10000pF;电感100μH~10mH。 (2)测量精度:±5% 。 (3)制作4位数码管显示器,显示测量数值。 示意框图 1.2 设计要求发挥部分 (1)扩大测量范围; (2)提高测量精度; (3)测量量程自动转化。

摘要:本系统是依赖单片机MSP430建立的的,本系统利用555多谐振荡电路将电阻,电容参数转化为频率,而电感则是根据电容三点式振荡转化为频率,这样就能够把模拟量近似的转换为数字量,而频率f是单片机很容易处理的数字量,一方面测量精度高,另一方面便于使仪表实现自动化,而且单片机构成的应用系统有较大的可靠性。系统扩展、系统配置灵活。容易构成何种规模的应用系统,且应用系统较高的软、硬件利用系数。单片机具有可编程性,硬件的功能描述可完全在软件上实现,而且设计时间短,成本低,可靠性高。综上所述,利用振荡电路与单片机结合实现电阻、电容、电感测试仪更为简便可行,节约成本。所以,本次设计选定以单片机为核心来进行。 关键词:430单片机,555多谐振荡电路,,电容三点式振荡 一、系统方案 电阻测量方案:555RC多谐振荡。 利用RC和555定时器组成的多谐振荡电路,通过测量输出振荡频率的大小即可求得电阻的大小,如果固定电阻值,该方案硬件电路实现简单,通过选择合适的电容值即可获得适当的频率范围,再交由单片机处理。 综合比较,本设计采用方案三,采用低廉的NE555构建RC多谐振荡电路,电路简单可行,单片机易控制。 电容测量方案:555RC多谐振荡 同样利用RC和555定时器组成的多谐振荡电路,通过测量输出振荡频率的大小即可求得电容的大小,如果固定电阻值,该方案硬件电路实现简单,能测出较宽的电容范围,能够较好满足题目的要求。 采用低廉的NE555构建RC多谐振荡电路,电路简单可行,单片机易控制。 电感测量方案:电容三点式 采用LC配合三极管组成三点式震荡振荡电路,通过测输出频率大小的方法来实现对电感值测量。该方案成本低,其输出波形为正弦波,将其波形整形后交给单片机测出其频率,并转换为电感值。 二、理论分析与计算 1.电阻测量的分析及计算 根据题目要求,如图2.1,采用555多谐振电路,将电阻量转化为相应的频率信号 值。考虑到单片机对频率的敏感度,具体的讲就是单片机对10KHz-100KHz的频率计数 精度最高。所以要选用合理的电阻和电容大小。同时又要考虑到不能使电阻的功率过

常用电容电感电阻值

常用电容值 6.8uH,10uH,15uH,22uH,27uH,33uH,47uH,68uH,100uH,150uH,220uH,330uH,470uH,680uH,1m H,2mH,3mH 【单位pF】 39 P 43 P 47 P 51 P 56 P 62 P 68 P 75 P 82 P 91 P 100 P 120 P 150 P 180 P 200 P 220 P 240 P 270 P 300 P 330 P 360 P 390 P 470 P 560 P 620 P 680 P 750 P 【单位nF】 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 10 15 18 22 27 33 39 56 68 82 【单位uF】 0.1 0.15 0.22 0.33 0.47 1.0 (1.5) 2.2 常用电阻值 1 10 100 1.0 K 10 K 100 K 1.0 M 1.1 11 110 1.1 K 11 K 110 K 1.1 M 1.2 12 120 1.2 K 12 K 120 K 1.2 M 1.3 13 130 1.3 K 13 K 130 K 1.3 M 1.5 15 150 1.5 K 15 K 150 K 1.5 M 1.6 16 160 1.6 K 16 K 160 K 1.6 M 1.8 18 180 1.8 K 18 K 180 K 1.8 M 2 20 200 2.0 K 20 K 200 K 2.0 M 2.2 22 220 2.2 K 22 K 220 K 2.2 M 2.4 24 240 2.4 K 24 K 240 K 2.4 M 2.7 27 270 2.7 K 27 K 270 K 2.7 M 3 30 300 3.0 K 30 K 300 K 3.0 M 3.3 33 330 3.3 K 33 K 330 K 3.3 M 3.6 36 360 3.6 K 36 K 360 K 3.6 M 3.9 39 390 3.9 K 39 K 390 K 3.9 M 4.3 43 430 4.3 K 43 K 430 K 4.3 M 4.7 47 470 4.7 K 47 K 470 K 4.7 M 5.1 51 510 5.1 K 51 K 510 K 5.1 M 5.6 56 560 5.6 K 56 K 560 K 5.6 M 6.2 62 620 6.2 K 62 K 620 K 6.2 M 6.8 68 680 6.8 K 68 K 680 K 6.8 M

简易电阻、电容、电感测量仪_图文.

简易电阻、电容和电感测试仪的设计 一、任务 设计并制作一个简易电阻、电容和电感测试仪系统,包括测量、控制与显示三部分。其中测量电路包括:被测电阻,被测电容,被测电感,其中包括模拟快关、整形、分频等部分;显示电路包括:二极管的显示、数字显示;控制电路括:按键的选择测量电路与单片机的控制部分。 二、要求 1、基本要求 (1)测量范围:电阻100Ω~1M Ω;电容100pF ~10000pF ;电感100μH ~10mH 。 (2)测量精度:±5% 。 (3)制作4 位数码管显示器,显示测量数值。 示意框图 2.发挥部分 (1)扩大测量范围; (2)提高测量精度;

(3)测量量程自动转化。 3 评分标准 摘要: 本文先对设计功能及要求进行了阐述,然后提出要完成该功能的设计方案,最后综合考虑之后选定方法,再对电阻,电容,电感的测量电路进行设计。本设计是利用单片机来实现测试的,其中电阻和电容是采用555多谐振荡电路产生的,而电感则是根据电容三点式产生的,从而实现各个参数的测量。在电阻的测量电路中,我们把它分为两档来进行测量,并用单片机来驱动继电器以实现,这样,一方面测量精度较高,另一方面便于使仪表实现智能、自动化。 关键词:单片机 555多谐振荡电容三点式继电器 In this article, the function and the requirement of design were introduced, and then puts forward to want to complete the function, the design of the last comprehensive consideration selection methods, and then a resistor, capacitor, inductor measurement circuit design. This design is to realize the test using single chip computer, of which the resistor and capacitor is used more than 555 resonance swing circuitry, and inductance is produced according to the capacitance SanDianShi, so as to realize the measurement of each parameter. In the resistance and capacitance measurement circuit, we put it into two

简易电阻、电容和电感测试仪设计_毕业设计论文

课程设计任务书 题目: 简易电阻、电容和电感测试仪设计 初始条件: LM317 LM337 NE555 NE5532 STC89C52 TLC549 ICL7660 1602液晶 要求完成的主要任务: 1、测量范围:电阻 100Ω-1MΩ; 电容 100pF-10000pF; 电感 100μH-10mH。 2、测量精度:5%。 3、制作1602液晶显示器,显示测量数值,并用发光二级管分别指示所测元件的类别。 时间安排: 指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:__________ 年月日

目录 摘要 (4) ABSTRACT (5) 1、绪论 (7) 2、电路方案的比较与论证 (7) 2.1电阻测量方案 (7) 2.2电容测量方案 (9) 2.3电感测量方案 (10) 3、核心元器件介绍 (12) 3.1LM317的介绍 (12) 3.2LM337的介绍 (13) 3.3NE555的介绍 (13) 3.4NE5532的介绍 (15) 3.5STC89C52的介绍 (17) 3.6TLC549的介绍 (18) 3.7ICL7660的介绍 (20) 3.81602液晶的介绍 (21) 4、单元电路设计 (23) 4.1直流稳压电源电路的设计 (24) 4.2电源显示电路的设计 (24) 4.3电阻测量电路的设计 (25) 4.4电容测量电路的设计 (26) 4.5电感测量电路的设计 (27) 4.6电阻、电容、电感显示电路的设计 (28) 5、程序设计 (29) 5.1中断程序流程图 (29) 5.2主程序流程图 (30) 6、仿真结果 (30) 6.1电阻测量电路仿真 (30) 6.2电容测量电路仿真 (31) 6.3电感测量电路仿真 (32) 7、调试过程 (33) 7.1电阻、电容和电感测量电路调试 (33) 7.2液晶显示电路调试 (33) 8、实验数据记录 (34)

常用电阻阻值电容容值表

常用电阻阻值表(单位Ω) 1,1.1,1.2,1.3,1.5,1.6,1.8 2,2.2,2.4,2.7, 3,3.3,3.6,3.9 4.3,4.7, 5.1,5.6 6.2,6.8, 7.5, 8.2, 9.1 10,11,12,13,15,16,18 20,22,24,27 30,33,36,39 43,47,51,56 62,68,75,82,81 100,110,120,130,150 ,160,180 200,220,240,270 300,330,360,390 430,453,464,470,475,510,560 620,680,715,750,820,887,910 1K,1.1K,1.2K,1.3K,1.5K,1.6K,1.8K 2K,2.2K,2.21K,2.4K,2.7K 3K,3.3K,3.6K,3.9K 4.3K,4.7K, 5.1K,5.6K 6.2K,6.8K, 7.5K, 8.2K 9.1K,10K,11K,12K,13K,15K,16K,18K

20K,22K,24K,27K 30K,30.9K,33K,34.8k.36K,39K 43K,47K,51K,56K 60.4K 62K,68K,68.1K,73.2K.75K 82K,86.6K ,91K,100K,110K,120K,130K,150K,160K,180K,187k 200K,220K,240K,270K, 300K,330K,360K,390K 430K,470K,510K,560K 620K,680K,750K,820K,910K 1M,1.1M,1.2M,1.3M,1.5M,1.6M,1.8M 2M,2.2M,2.4M,2.7M 3M,3.3M,3.6M,3.9M 4.4M,4.7M

实验十八交流电桥测电容和电感

实验二十八 交流电桥测电容和电感 交流电桥与直流电桥相似,也由四个桥臂组成。但交流电桥组成桥臂的元件不仅是电阻,还包括电容或电感以及互感等。由于交流电桥的桥臂特性变化繁多,因此它测量范围更广泛。交流电桥除用于精确测量交流电阻、电感、电容外,还经常用于测量材料的介电常数、电容器的介质损耗、两线圈间的互感系数和耦合系数、磁性材料的磁导率以及液体的电导率等。当电桥的平衡条件与频率有关时,可用于测量交流电频率等。交流电桥电路在自动测量和自动控制电路中也有着广泛的应用。 一、实验目的 1.了解交流电桥的平衡原理及配置方法. 2.自组交流电桥测量电感、电容及损耗. 3.学习使用数字电桥测量电阻、电感和电容. 二、仪器与用具 低频信号发生器,交流毫伏表,交流电阻箱,可调标准电容箱(例如RX7-0型),待测电容,电感线圈,电阻,数字电桥,开关等. 实验原理 1.交流电桥平衡条件 交流电桥是对比直流电桥的结构而发展出来的,它在测量电路组成上与惠斯通电桥相似,如图28-1所示,电桥的四个臂,,,通常是复阻抗(可以是电阻、电容、电感或它们的组合),间接交流电源,间接交流平衡指示器(毫伏表或示波器等). 电桥平衡时,、两点等电位,由此得到交流电桥的平衡条件: = (28.1) 利用交流电桥测量未知阻抗 (=)的过程就是调节其余各臂阻抗参数使(28.1)式满足的 过程.一般来说,包含二个未知分量,实际上按 复阻抗形式给出的平衡条件相当于两个实数平衡 条件,电桥平衡时它们应同时得到满足,这意味 着要测量,电桥各臂阻抗参数至少要有两个可 调,而且各臂必须按电桥的两个平衡条件作适当 配置. 图28—1 2.桥臂配置和可调参数选取的基本原则 在多数交流电桥中,为了使线路结构简单和 实现“分别读数”(即电桥的两个可调参数分别 只与被测阻抗的一个分量有单值的函数关系),常把电桥的两个臂设计成纯电阻(统称为辅助臂),这样,除被测x Z ~ 外只剩一个臂具有复阻抗性质,此臂由标准电抗元件(标准电感或标准电容 )与一个可调电阻适当组合而成(称为比较臂),在这样的条件下,由交流电桥的平衡条件得到桥臂配置和可调参数选取的基本原则. (1)当比较臂与被测臂阻抗性质相同(指同为电感性或电容性),二者应放在相邻的桥臂位置上;反之,应放在相对的桥臂位置上. (2)若取比较臂的两个阻抗分量作可调参数,则当比较臂阻抗分量的联接方式(指串联或并联)与被测臂等效电路的联接方式一致时,二者应放在相邻的桥臂位置;反之,就放在相对的桥臂位置. (3)当缺乏可调标准电抗元件或需要采用高精度固定电抗元件作为标准量具时,则选取辅助臂和比较臂所含电阻中的两个作为可调参数使电桥趋于平衡.(此时一般不能分别读

简易电阻电容和电感测量仪精编版

简易电阻电容和电感测 量仪 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

竞赛题目:简易电阻、电容和电感测量仪 2012年4月10日

简易电阻、电容和电感测量仪 摘要:本系统是以STM32为控制系统的简易数字式电阻、电容和电感测量 仪。系统利用半桥测量RLC的原理,设计了由信号产生电路、半桥电路、信号放大电路、真有效值测量电路、相位检测电路构成的系统。电阻、电容和电感的信息通过半桥电路变成电信号,由放大电路和检测电路变换为可测量量,由控制系统计算得到元器件信息。整个系统可以实现电阻、电容和电感的测量。? 关键词:RLC测量仪半桥电路真有效值测量相位检测 STM32 1.绪论 现今的万用表可以测量交流电压,交流电流,直流电压,直流电流,电阻,二极管正向压降,晶体管共发射极电流放大系数,有一些还能测试电容量,电导,温度等,但是对于电感量却不能直接测出,也不能够免掉在不同测量量之间切换的麻烦。在模拟电子技术中,最基本的元器件莫过于电阻、电容和电感,如何准确、快速的测出这三者各项系数对于快速选择元器件和设计和搭建电路至关重要。 本组成员通过参看国内外万用表数据资料,了解其工作原理,并借鉴有关RLC测量的方法,通过对比谐振法和电桥法,并根据客观条件,选用了一种既能够较准确的测量各项参数,又符合实际条件的方法——电桥法。 2.方案论证 总体方案 题目要求系统能对电阻、电容、电感测量,测量范围:电阻100Ω~1M Ω;电感100Pf~10000pF;电感100uH~10mH;测量精度为±10%。 方案一:运用谐振法,利用不同的频率使RLC电路产生谐振,从而测量出R、L、C参数。利用信号源产生两种不同分辨率、两种不同频率范围的纯正弦波信号;经宽带稳压放大电路放大,形成检测电路需要的10V 恒压;测试接口电路根据测试参数自动切换量程;通过A/D 转换芯片检测接口电路中电容两端电压,经MCU 处理;MCU 根据谐振时,电容两端电压最大原理判断电路是否处于谐振,在谐振时,多次重复测量相关参数以减少随机误差,最后将计算结果显示。基本系统如下:

CL_I电容电感测试仪说明书

CL-I电容电感测试仪 使用说明书 苏州华电电气股份有限公司

目录 一、产品介绍 (1) 1.1 技术指标 1.2 功能特点 二、操作指导 (2) 2.1 面板说明 2.2 测量操作 三、现场测试 (4) 3.1 接线 3.2 注意事项 四、仪器附件 (5) 五、维修及售后服务 (6)

一、产品介绍 CL-I电容电感测试仪是专门用来测量电容、电感器组在不用断开连线的情况下的电容、电感值,特别适用于发、变电站内已投运的电力电容、电感器组。 1.1技术指标 电容测量范围误差 0.01μF~1.0μF ±0.05μF 1.0μF~100.0μF ±(1%读数+0.2%满度) 100.0μF~2000.0μF ±(1%读数+0.2%满度) 最小分辨率: 0.001uF 电感测量范围误差 0.2mH~20mH ±0.05mH 20mH~200mH ±(2%读数+0.2%满度) 200mH~10H ±(2%读数+0.2%满度) 最小分辨率: 0.001mH 电阻测量范围误差 0.5Ω~5Ω±0.05Ω 5Ω~500Ω±(1%读数+0.2%满度) 500Ω~2000Ω±(1%读数+0.2%满度) 最小分辨率: 0.001Ω 电源(市电) 电压:220V±22V (AC) 频率:50Hz±0.5Hz 输出试验电压 1

0.5VAC、1.0VAC、2.0VAC、5VAC、25VAC工频 使用环境条件 温度:-10°C~50°C 湿度:≤90%RH 不结露 体积重量 体积:500mm×350mm×200mm 重量:≤15kg 钳表口径 不小于68mm 1.2功能特点 ◆操作简单,选择测量电容、电感、电阻 只需要通过简单的接线和按键操作就可以完成用户需要的试验设定,测 量过程由仪器自动控制完成,测试结果由液晶全汉字显示,简便、直观。 ◆保护提示 钳表检查提示 接线错误提示 ◆配备微型打印机,测量结束,可手动打印测试数据 二、操作指导 2.1面板说明 1.电源插座(连接220V电源,带3A保险丝) 2.仪器电源开关 3.试验电压输出开关 4.液晶显示屏 2

常用电阻电容代号及值

精度为5%的碳膜电阻,以欧姆为单位的标称值: 1.0 5.6 33 160 820 3.9K 20K 100K 510K 2.7M 1.1 6.2 36 180 910 4.3K 22K 110K 560K 3M 1.2 6.8 39 200 1K 4.7K 24K 120K 620K 3.3M 1.3 7.5 43 220 1.1K 5.1K 27K 130K 680K 3.6M 1.5 8.2 47 240 1.2K 5.6K 30K 150K 750K 3.9M 1.6 9.1 51 270 1.3K 6.2K 33K 160K 820K 4.3M 1.8 10 56 300 1.5K 6.6K 36K 180K 910K 4.7M 2.0 11 62 330 1.6K 7.5K 39K 200K 1M 5.1M 2.2 12 68 360 1.8K 8.2K 43K 220K 1.1M 5.6M 2.4 13 75 390 2K 9.1K 47K 240K 1.2M 6.2M 2.7 15 82 430 2.2K 10K 51K 270K 1.3M 6.8M 3.0 16 91 470 2.4K 11K 56K 300K 1.5M 7.5M 3.3 18 100 510 2.7K 12K 62K 330K 1.6M 8.2M 3.6 20 110 560 3K 13K 68K 360K 1.8M 9.1M 3.9 22 120 620 3.2K 15K 75K 390K 2M 10M 4.3 24 130 680 3.3K 16K 82K 430K 2.2M 15M 4.7 27 150 750 3.6K 18K 91K 470K 2.4M 22M 5.1 30 精度为1%的金属膜电阻,以欧姆为单位的标称值: 10 33 100 332 1K 3.32K 10.5K 34K 107K 357K 10.2 33.2 102 340 1.02K 3.4K 10.7K 34.8K 110K 360K 10.5 34 105 348 1.05K 3.48K 11K 35.7K 113K 365K 10.7 34.8 107 350 1.07K 3.57K 11.3K 36K 115K 374K 11 35.7 110 357 1.1K 3.6K 11.5K 36.5K 118K 383K 11.3 36 113 360 1.13K 3.65K 11.8K 37.4K 120K 390K 11.5 36.5 115 365 1.15K 3.74K 12K 38.3K 121K 392K 11.8 37.4 118 374 1.18K 3.83K 12.1K 39K 124K 402K 12 38.3 120 383 1.2K 3.9K 12.4K 39.2K 127K 412K 12.1 39 121 390 1.21K 3.92K 12.7K 40.2K 130K 422K 12.4 39.2 124 392 1.24K 4.02K 13K 41.2K 133K 430K 12.7 40.2 127 402 1.27K 4.12K 13.3K 42.2K 137K 432K 13 41.2 130 412 1.3K 4.22K 13.7K 43K 140K 442K 13.3 42.2 133 422 1.33K 4.32K 14K 43.2K 143K 453K 13.7 43 137 430 1.37K 4.42K 14.3K 44.2K 147K 464K 14 43.2 140 432 1.4K 4.53K 14.7K 45.3K 150K 470K 14.3 44.2 143 442 1.43K 4.64K 15K 46.4K 154K 475K 14.7 45.3 147 453 1.47K 4.7K 15.4K 47K 158K 487K 15 46.4 150 464 1.5K 4.75K 15.8K 47.5K 160K 499K 15.4 47 154 470 1.54K 4.87K 16K 48.7K 162K 511K 15.8 47.5 158 475 1.58K 4.99K 16.2K 49.9K 165K 523K 16 48.7 160 487 1.6K 5.1K 16.5K 51K 169K 536K

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