桂林电子工业大学 简易电阻、电容和电感测试仪

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电容电阻电感测量仪设计报告

电容电阻电感测量仪设计报告

简易数字式电阻、电感和电容测量仪摘要本系统主控制部分采用TI公司的16位超低功耗单片机MSP430F149。

以自制电源作为LRC测量模块和各个主要控制芯片的输入电源,测量原理是通过测量电阻、电容或者电感和标准电阻各自的引起的频率变化,利用频率与电阻、电容、电感的函数关系推算出电阻值、电容值或者电感值。

测量的原理是LM311组成的LC震荡器的震荡回路的频率由单片机采样,然后再依据震荡频率计算出对应的电容或电感值,以及由NE555多谐振荡电路实现对电阻的测量。

软件设计部分使用C语言编程编写了包括控制测量程、按键处理、电阻电感电容计算、液晶显示程序。

利用MSP430F149单片机控制测量和计算结果,测量结果采用12864液晶模块实时显示。

关键词: MSP430F149、NE555芯片、LRC测量、12864液晶目录1 系统总体方案设计 (1)1.1系统方案选择 (1)1.2系统软硬件总体设计 (1)1.2.1硬件部分 (1)1.2.2软件部分 (2)2系统模块设计 (3)2.1硬件模块设计 (3)2.1.1电感电容测量模块 (3)2.1.2电阻测量模块 (4)2.1.3主控制模块 (5)2.1.4 AD采样模块 (5)2.1.5 液晶显示模块 (5)2.2软件模块设计 (5)2.2.1 控制测量程序模块 (5)2.2.2按键处理程序模块 (6)2.2.3电阻电感电容计算程序 (7)2.2.4液晶显示程序模块 (7)3系统测试 (8)3.1测试原理 (8)3.2测试方法 (8)3.3测试结果 (8)3.4测试分析 (9)4系统总结 (9)参考文献: (10)1 系统总体方案设计1.1系统方案选择方案一.基于模拟电路的测量仪利用模拟电路,电阻可用比例运算器法和积分运算器法,电容可用恒流法和比较法,电感可用时间常数法和同步分离法等,虽然避免了编程的麻烦,但电路复杂,所用器件较多,灵活性差,测量精度低,现在已较少使用。

基于单片机的电阻、电容、电感测试仪

基于单片机的电阻、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。

由于测量电阻,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。

电阻电感电容测量仪报告

电阻电感电容测量仪报告

电阻电感电容测试仪的设计与制作论文编号B甲1301参赛题目电阻电感电容测试仪的设计与制作参赛学校山东理工大学学院电气与电子工程指导老师李震梅唐诗参赛队员姓名吴硕刚王鹿鹿张兵联系方式电阻电容电感测试仪的设计与制作摘要:本文设计了一种基于单片机的数字式RCL自动测量仪。

该系统由STC89C52、DDS、自校准电路、分压及R运算电路、频率测量及控制电路、高精度交流/有效值转换电路、DAC、译码控制电路、液晶显示电路等构成,采用AD9850产生高精度的正弦波信号,采用电压比例算法推算出电阻、电容值或者电感值。

测量电路由八级标准电阻、继电器和NEC5532组成,能自动选择相应的标准电阻挡级及标准信号源的频率,完成量程的自动转换。

用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,采用1602液晶模块实时显示数值。

实验测试结果表明,本设计性能稳定,测量精度高,超过设计要求。

关键词: STC89C52,测量,DDS,显示,频率The Design and Manufacture of Resistance Capacitance & InductanceTest InstrumentThis paper presents a Digital Automatic RCL Meter based on MCU. This system consists of STC89C52, DDS, Self-calibration circuit, V oltage divider and RCL operation circuit, Frequency measurement and control circuit, High Precision AC / RMS conversion circuit, DAC, Decoding control circuit, and LCD display circuit. The high-precision sine wave signal was produced by AD9850, The resistance, capacitance and inductance can be calculated by voltage ratio algorithmThe measurement circuit consists of eight standard resistance, relays and NEC5532. It can automatically select the appropriate level of resistance and frequency of signal source, fulfill the automatic switch of measurement range.The measurement and calculation were controlled by chip microcomputer.The self-calibration circuit was used to improve the measurement accuracy. The real-time values were displayed by 1602 LCD module.The experimental results show that the performance of the system is stable with high accuracy; the capacity of the system is over the design requirements.Keywords: S TC89C52, measurement, DDS, dislay, frequency前言电阻、电容、电感精确测量仪是实验室及工程中经常遇到的常用仪器。

简易电阻、电容和电感测试仪报告概述

简易电阻、电容和电感测试仪报告概述

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。

简易电阻电容电感测试仪

简易电阻电容电感测试仪

Howland 恒流源
AD637
1
设计任务与要求 1.1 基本要求 (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,并用发光二极管分别指示 所 测 元件的类型和单位。也可用液晶显示屏显示。 1.2 发挥部分 (1)扩大电阻、电容或电感的其中一种的测量范围:测量上限或者下限扩 10 倍。 (2)提高测量精度,电阻、电容或者电感其中一种的测量精度提高到 1%。 (3)测量量程自动转换。 方案比较与论证
电压降
求真有效值 芯片 AD637
数模转换芯片 AD 压降有效值
求得待测 元件大小
图(1) 方案框图
我们选择方案二, 因为方案二电路结构简单, 测电阻电感和电容都统一在一个主电路中, 电路可靠性高、 成本低。 硬件档位少, 因为电流值大小可以通过切换输入信号的频率来改变,
输入信号由AD9850产生,其频率可以由单片机控制。 3 系统硬件组成
表(3)电容测量档位的划分 档位
信号源频率 10 KHz 1 KHz 100 Hz
标准电容 Co 470K 47K 4.7K
信号源幅值 1Vpp
10pF--260pF 260pF--26nF 26nF--2.6uF
Vo
2.7V
0 10pF 4.4.3测电感电路 4.4.3.1 测电感主电路
260pF
2
方案一:谐振法。将待测L/C/R接入振荡电路中,通过测量RC或LC振荡频率来计算L/C/R值。 将被测元器件参数转换成频率后, 频率易于实现高精度测量。 但此方案在振荡频率 低于1MHz时,很难保证频率稳定度,故测量误差比较大。 方案二:电压法。通过 AD9850 芯片和 Howland 电流泵产生交流恒流源,交流恒流源流过 待测元件两端产生与待测量呈线性关系的电压值。 在待测电 待测电阻和待测电感, 容两端加交流电压, 产生的电流流过与电容串联的取样电阻产生与电容量呈线性关 系的电压值。根据欧姆定律求得待测元件的大小。方案框图如下图(1) AD9850 芯片 频率可调的正弦信号 Howland 电流泵 恒流源 待测元件

定时器应用 测电容 电阻 电感

定时器应用 测电容 电阻 电感
通过这个仪表的设计,我们体会到了细心、认真的重要性,更深深的认识到软件和硬件相结合的重要性,学到了很多。在最终的测量过程中,发现基本指标都可达到,拓展指标只有一个模块达到,这就告诉我们,以后不管做什么题目,不能只是达到基本要求就放心了,而应该以最高的要求定位,这才能在竞赛中存在优势。
综合比较,基于对精度要求较高,并从测量时操作的简便程度考虑,本设计采用方案三,用RC和555定时器组成的多谐振荡电路来实现要求。
方案一:利用RC充电原理,根据电路原理电容充电的时间常数τ=RC。通过选择适当的参考电容,通过测量充电到一个固定电压时所需的时间即可以测量出相应的电容大小。此方案下测量大电容较准,但在电容容量较小时,电容在极短的时间内就能充满,即充电时间较短,所以很难测准。
方案二:测周期法。该测量方法是通过测量被测信号的周期来计算频率。被测信号经脉冲形成电路变成方波通过单片机的计数器计数,再根据计算公式即可获得被测信号的频率。该方案对低频信号的测量比较准确,但对于高频信号,测量误差较大,故只适合低频信号的测量。
在比较两种方案之后,决定采用第一种方案来进行频率的测量。
系统设计总框图如图1-4所示,本设计将电阻、电容和电感测量模块产生的不同频率的方波信号经整形和分频电路分别送至通道选择模块,根据测试的元件类型,单片机通过按键的输入选择相应的测试电路,并自动检测出待测元件的值所对应的频率范围,控制继电器实现对元件测量的自动换挡。同时单片机通过一定的计算后,在液晶显示屏上显示出元件的类型和测量值。
为使振荡频率保持在10-20kHz这一段单片机计数的高精度范围内,需选择合适的C1和R1的值,同时不能使电阻功耗太大。所以我们设计了两路电路,
第一个量程选择 ;
第二个量程选择 ; 这样,
在第一个量程中,若 时(下限), ;

电容电感测量仪课题报告

电容电感测量仪课题报告

一、课题的开发背景与需求分析在电子电路实验中经常需要测量电容的容量和电感的电感量,特别对一些小容量和小感量的器件,虽然专业测量仪很好,但不是每人都能配备,所以,如果能够自己动手制作,那么既锻炼了动手能力,又解决了问题。

国外有一个网站上出售使用PIC16C622制作的电容电感测试议套件,可以测量电容量或电感量;后来又有人介绍使用AT89C2051制作的同类测量仪。

这里根据上述仪器的原理模仿制作了一个,经试用效果不错,而且电路简单实用,测量范围较宽,测量结果也较准确,完全可以满足一般电子爱好者的需要自制的电容电感测量仪。

二、调研分析经过开题期间的文献查阅和实际情况调研,了解到电容器的参数很多,通常有:电容量、耐压、漏电、等效电感、损耗、频率特性、温度稳定性、等效串联电阻(超大容量电容器)等;电感器的参数有:电感量、漏感、等效电阻、损耗、频率特性、饱和电流、最大功率等。

在故障诊断以及电器维修中更换元器件时,需要对这些参数予以全面考虑。

但是一般条件下,元器件上只会标明电容量或电感量、电容器的耐压值等,普通仪器也能测量到这些基本参数,其他的参数只能靠选用规定类型、规格的电容器或电感器来保证。

电容器的种类很多,依其中使用的绝缘介质材料不同可分为:纸介电容、金属化纸介电容、云母电容、瓷介电容、涤纶薄膜电容、聚本乙烯薄膜电容、钽电解电容、铝电解电容、双电层电容等。

大多数电容器没有正负极之分,容量一般都在1uf 以下,一般适合在较高频率的场合使用;电解电容器的容量可以做到10^4uf,超大容量的双电层电容器(EDLC)其容量以可做到法拉级,但都有级性,适合低频场合使用,容量测量方法与无极性电容器不同。

电感器一般有空心、磁心、铁心之分,但电感的测量方法一般没有区别。

有以下测量方法:1.经典测量方法经典测量方法利用交流电桥的平衡原理,既可以测电容,也可以测量电感。

交流电桥测量电容的原理图如图1所示。

当电桥平衡时,有Rx+1/(jwCx)=R4(R2+1/(jwC2))/R3由上式可求得Cx=R3C2/R4,Rx=R4R2/R3。

大学生电子设计竞赛设计报告-简易自动电阻测试仪

大学生电子设计竞赛设计报告-简易自动电阻测试仪

简易自动电阻测试仪(G题)设计报告参赛学校:常州机电职业技术学院作者:朱化吉冯海涛骆翠玲简易自动电阻测试仪摘要该简易自动电阻测试仪可实现对电阻的自动测试功能,具有自动电阻筛选功能,并能自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化的曲线。

根据选题要求,该测试仪以AT89C55为核心,结合键盘、显示、程控放大器、A/D、步进电机控制器等外围电路,较好地实现了要求的功能。

测量量程为100Ω、1kΩ、10k Ω、10MΩ四档。

测量准确度为±(1%读数+2 字)。

3 位数字显示(最大显示数为999),能自动显示小数点和单位,测量速率大于5 次/秒。

100Ω、1kΩ、10kΩ三档量程具有自动量程转换功能。

具有自动电阻筛选功能。

即在进行电阻筛选测量时,用户通过键盘输入要求的电阻值和筛选的误差值;测量时,仪器能在显示被测电阻阻值的同时,给出该电阻是否符合筛选要求的指示。

设计并制作了一个能自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化曲线的辅助装置,曲线各点的测量准确度为±(5%读数+2 字),全程测量时间不大于10 秒,测量点不少于15 点。

关键词:单片机,电阻测试仪,自动量程转换,自动电阻筛选1 方案的选择与论证图1对各模块的实现,分别有以下一些不同的设计方案:1.1 系统控制模块方案一:FPGA/CPLD方式。

即用FPGA/CPLD完成键盘设置、步进电机控制、显示电路的驱动、与电阻测量模块的接口等功能。

这种方案的优点在于系统结构紧凑、速度快,而且可以使用的I/O口线很多;缺点是FPGA的设计与调试与单片机相比比较繁琐,调试的效率比较低,不够灵活。

方案二:单片机方式。

使用单片机也可以完成键盘设置、步进电机控制、显示电路的驱动、与电阻测量模块的接口功能。

单片机算术运算功能强,软件编程灵活、自由度大,可以用软件编程实现各种算法和逻辑控制,并且由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点,使其在各个领域应用广泛,调试的效率也比较高。

简易电阻、电容和电感测试仪设计_毕业设计论文

简易电阻、电容和电感测试仪设计_毕业设计论文
3.2 LM337
与LM317正好相反,LM337可输出连续可调的负电压,可调电压范围1.2V—37V,最大输出电流为1.5A,内部含有过流、过热保护电路,具有安全可靠、应用方便、性能优良等特点。
引脚图:
典型电路::
V
3.3 NE555
555集成电路开始是作定时器应用的,所以叫做555定时器或555时基电路。但后来经过开发,它除了作定时延时控制外,还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。此外,还可以组成脉冲震荡、单稳、双稳和脉冲调制电路,用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。它由于工作可靠、使用方便、价格低廉,目前被用于各种电子产品中,555集成电路内部有几十个元器件,有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等,电路比较复杂,是模拟电路和数字电路的混合体。
2.3
方案一:利用交流电桥平衡原理的方案(原理图同图2-2)
方案二:利用电容三点式正弦波震荡原理的方案
图2-5电容三点式正弦波震荡电路图


上述两种方案从对测量精度要求而言,方案二需要测量的电感值多,而且测量调节麻烦、电感不易测得准确值,不易操作与数字化,相比较而言,方案二还是比较符合要求的,由于是通过单片机读取转化,精确度会明显的提高。故本设计选择了方案二。
本次设计的思想是基于以上原因提出来的。该系统以STC89C52单片机为控制核心,搭配必要的外围电路对电阻、电容和电感参数进行测量。系统的基本原理是将电阻阻值、电容容值、电感感值的变化均转换成方波脉冲频率的变化,利用计数器测频后通过单片机做运算,最后计算出待测元件的各个参数并显示在1602液晶屏幕上。系统使用按键选择被测元件类型,使用1602液晶屏作为显示部分。测量时,只需将待测元件引脚放在测试仪的输入端,用按键操作需要测量的参数,便可以很快测出被测元器件的参数,简便易用。实验测试结果表明,本系统性能稳定,测量精度高。

电阻电感电容测量仪高精度

电阻电感电容测量仪高精度

电赛设计报告题目:电阻、电容、电感测量仪指导教师:军波年级:2010学院:生物医学工程专业:生物医学工程学生:2012 年 4 月9 日简易电阻、电容和电感测试仪一、任务设计并制作一台数字显示的电阻、电容和电感参数测试仪。

二、要求1.基本要求(1)测量围:电阻100Ω~1MΩ;电容100pF~10000pF;电感100μH~10mH。

(2)测量精度:±5%(三年级),±10(二年级)。

(3)具有四位数字显示功能。

2.发挥部分(1)扩大电阻、电容或电感的其中任何一种的测量围:测量上限或者下限扩展10倍(二年级)。

扩大电阻、电容或电感的每一种的测量围:测量上限或者下限扩展10倍(三年级)。

(2)提高测量精度,电阻、电容或者电感其中一种的测量精度提高到1%(三年级),5%(二年级)。

(3)测量量程自动转换。

三、评分意见一、系统方案论证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 ο0ω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 ο与一个特定的桥路电压相差900。

可用相敏检测仪检测出来。

这种方案的优点是测量的精度很高,同时可以测量电容和电阻的大小,但其电路电路复杂,调节起来麻烦,实现起来较为困难。

2.伏安法:最经典的方法,它的测量原理来源于阻抗的定义。

即若已知流经被测阻抗的电流相量并测得被测阻抗两端的电压,则通过比率便可得到被测阻抗的相量。

显然,要实现这种方法,仪器必须能进行相量测量及除法运算.,而且需要精确的信号发生电路,整个电路的复杂程度就大大的提高了,软件的设计和芯片的获得也是问题,所以放弃了此方案。

2.谐振法谐振法:利用RC 和LC 震荡的原理,把L 和C 的数值转换成单片机容易测量的数字频率信号,再利用频率和R 和C 或L 和C 的关系,利用单片机算出C 和L 的数值。

基于振荡的单片机电阻、电容和电感测试仪

基于振荡的单片机电阻、电容和电感测试仪

摘要本文所设计的系统是基于AT89C52单片机控制的简易RLC测试仪。

为了充分利用单片机的运算和控制功能,方便的实现测量。

把参数R、L、C转换成频率信号f,然后用单片机计数后再运算求出R、L、C的值,并送显示。

转换的原理分别是RC振荡电路和电容三点式振荡电路。

为了比较准确的测试而频率的计数则是利用等精度数字频率计完成。

然后再将结果送单片机运算,并在LED显示器上显示所测得的数值。

通过一系列的系统调试,本测试仪到达了测试标准。

经过测试,第1章:绪论1.1 电路参数R,L,C电路参数—电阻、电容和电感是电路的三种基本参数,也是描述网络和系统的重要参数,广泛应用于科学研究、教学实验、工农业生产、通信、医疗及军事等领域中。

例如在强电系统中,输电线路中的传输线,电气设备中继电器、变压器、发电机等,都是用阻抗参数R、L、C来描述的。

人们通过测试阻抗参数可以判定设备的好坏,是否存在故障隐患。

在弱电系统中,电路参数元件的好坏、量值的大小直接影响所设计的线路板的正常工作和可靠性。

所以对它们的测试具有重要的意义。

1.2 电路参数的测量方法电路参数的测量通常是把被测参数通过转换电路变成直流电压或频率后进行测量。

1. 传统的RLC参数测量的方法种类很多,例如:对电阻的测量常用欧姆表直接测量,也可以使用对电阻施加一个电压,利用模拟电表和电流表测量得到电阻两端的电压值和流过电阻的电流值。

然后利用欧姆定理计算出电阻值;而对电感或电容的测试常采用测量阻抗角和负阻抗,然后用数学公式计算出电阻和电抗的参数。

也可以采用过度过程法测出时间常数,由于电路中使用已知的固定电阻,所以可以通过计算,得出电抗参数。

在要求测试准确度高的地方常采用交流电桥通过调整已知参数使得电桥达到平衡,读出电感或电容值。

上述方法,简单明了,测试也有一定的准确度;但必须采用手工操作,费时费力且测量精度带有一定的人为因素。

2. 在上世纪70年代后,由于数字电子技术的发展,出现了数字式的RLC测试仪。

简易电阻、电容和电感测试仪设计.(DOC)

简易电阻、电容和电感测试仪设计.(DOC)

元器件参数测量仪的设计一、课程目的1.加深对电路分析、模拟电路、数字逻辑电路、微处理器等相关课程理论知识的理解;2.掌握电子系统设计的基本方法和一般规则;3.熟练掌握电路仿真方法;4.掌握电子系统的制作和调试方法;二、设计任务1.设计并制作一个元器件参数测量仪。

2.(基本要求)电阻阻值测量,范围:100欧~1M欧;3.(基本要求)电容容值测量,范围:100pF~10 000pF;4.(基本要求)测量精度:正负5% ;5.(基本要求)4位显示对应数值,并有发光二极管分别指示所测器件类型;6.(提高要求)增加电感参数的测量;7.(提高要求)增加三极管直流放大倍数的测量;8.(提高要求)扩大量程;9.(提高要求)提高测量精度;10.(提高要求)测量量程自动切换;三、任务说明:电阻电容电感参数测量常用电桥法,该方法测量精度,但是电路复杂。

也可为简化起见,电阻测量也可采用简单的恒流法,电容采用555定时电路;1、绪论在现代化生产、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。

2、电路方案的比较与论证2.1电阻测量方案方案一:利用串联分压原理的方案V CC GNDR x R0图2-1串联分压电路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。

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

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: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。

全国大学生电子设计竞赛--G题简易电阻测试仪【G题】

全国大学生电子设计竞赛--G题简易电阻测试仪【G题】

题号: G全国大学生电子设计大赛报告题目:简易电阻测试仪【G题】参赛者:冯林评分标准:简易电阻、电容和电感测试仪一、任务设计并制作一台数字显示的电阻、电容和电感参数测试仪,示意框图如下:二、要求1.基本要求(1)测量范围:电阻100Ω~1MΩ;电容100pF~10000pF;电感100μH~10mH。

(2)测量精度:±5% 。

(3)显示测量数值,并分别指示所测元件的类型和单位。

2.发挥部分(1)扩大测量范围。

(2)提高测量精度。

(3)测量量程自动转换。

简易电阻、电容和电感测试仪摘要本设计主要由电阻测试模块、电容测试模块、电感测试模块、分频电路、以及数据选择电路几大功能模块组成。

并通过STC89C52单片机进行频率测量和计算以及对系统的控制,实现对电阻、电容和电感的测试并在LCD1602上显示其测试结果。

系统利用RC震荡原理以及电感的储能原理,配合555定时器组成多谐振荡电路。

由于不同的电容、电阻、电感值的大小对应的谐振频率不同,通过测量振荡电路发出的频率计算出相应的电阻、电容和电感的值。

本系统设计简单,成本低,性能完全超出题目要求指标,测量范围广,在测量范围内测量误差≦1%。

系统操作简单,人机界面友好。

关键词:谐振电路,谐振频率,555定时器Abstract:This design consist of the resistance test module, capacitance test module, inductance test module, points frequency circuit, and data choice circuit several big function module. And through STC89C52 microcontroller undertake frequency measurement and calculation of system control and to realize resistance, capacitance and inductance and displayed on the LCD1602 test results.The system use RC concussion principle and the inductance of the principle, cooperate energy-storage composed resonant circuit 555 timing. Due to the different capacitance and inductance value resistors, the size of the resonance frequency of the corresponding to different, through the test out oscillating circuit to calculate the frequency corresponding resistance, capacitance and inductance value. This system design simple, low cost, performance is beyond the topic request index and wide measurement range in measuring range, measurement error ≦1%. The system operation simple and have a friendly man-machine interface.Keywords: tuned circuit , tuned frequency, 555 timer一、系统方案论证与比较1.系统设计思路根据题目要求的电路示意图可知,本系统需要分别设计三个测试模块分别测试电阻、电容和电感,同时系统只有一个通道将测试信号送入处理器。

电阻测量仪课程设计

电阻测量仪课程设计

电阻测量仪课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解电阻的基本概念,掌握电阻的单位和常见阻值;2. 学生能掌握电阻测量仪的原理和正确使用方法;3. 学生能通过实例分析,了解电阻在实际电路中的应用。

技能目标:1. 学生能正确使用电阻测量仪进行测量,并能准确读取数据;2. 学生能运用所学知识解决实际电路中与电阻相关的问题;3. 学生能通过小组合作,完成对电阻测量实验的设计、实施和数据分析。

情感态度价值观目标:1. 学生对物理实验产生兴趣,培养探究精神和动手能力;2. 学生养成严谨的科学态度,注重实验数据的准确性和实验过程的完整性;3. 学生在小组合作中,培养团队协作精神和沟通能力。

课程性质:本课程为物理实验课程,旨在通过实际操作,使学生深入理解电阻的概念,掌握电阻测量方法,并培养实验操作能力和团队协作能力。

学生特点:六年级学生具备一定的物理知识基础和实验操作技能,但对电阻测量仪的使用可能较为陌生,需要教师引导和指导。

教学要求:教师应注重理论与实践相结合,关注学生实验操作过程中的安全与规范,鼓励学生积极参与,充分发挥学生的主体作用。

在教学过程中,将目标分解为具体的学习成果,便于后续教学设计和评估。

二、教学内容1. 电阻基本概念及单位- 电阻的定义- 电阻的单位(欧姆)- 常见电阻阻值2. 电阻测量仪原理与使用方法- 电阻测量仪的工作原理- 电阻测量仪的操作步骤- 电阻测量仪的注意事项3. 电阻测量实验- 实验目的- 实验器材(电阻测量仪、电阻器等)- 实验步骤- 数据记录与分析4. 实际电路中的电阻应用- 电阻在电路中的作用- 电阻器的连接方式- 电阻器在电路中的实际应用案例教学大纲:第一课时:电阻基本概念及单位,电阻测量仪原理与使用方法第二课时:电阻测量实验(分组进行)第三课时:实际电路中的电阻应用,讨论与分析教学内容与教材关联性:本教学内容与教材中“电阻与电阻器”章节相关,涵盖了电阻的基本概念、测量方法及其在实际电路中的应用。

555定时器应用[测电容电阻电感]

555定时器应用[测电容电阻电感]

简易电阻、电感和电容的测试仪摘 要:本系统以MSP430单片机作为控制核心,由555构成多谐振荡电路实现对电阻和电容的测量,采用电容三点式振荡电路实现对电感的测量。

控制继电器实现电阻、电容测量的档位自动切换,使测量精度满足指标要求;为使单片机精确测量待测频率,在电感测量模块中先进行整形和分频,然后测量,以提高测量精度。

该系统设计简单,成本低,操作简单,在测量范围内误差很小,经电路仿真分析可达到题目要求的指标。

关键词:555多谐振荡电路,电容三点式振荡,MSP430单片机,继电器一、系统方案论证1.1 电阻测量模块方案论证方案一:伏安法。

如图1-1所示,分别用电流表和电压表测出通过电阻的电流和电阻两端的电压,根据公式R=U/I 求得电阻。

这种测量方法虽然电路简单,但要同时测出两个模拟量,不易实现自动化,而电压表与电流表都存在内阻,测量误差大,精度不高。

方案二:电阻分压法。

如图1-2所示,将待测电阻Rx 和基准电阻R 串联在电路中,由于电阻分压的作用,当串联到电路上的电阻Rx 的值不同时其Rx 上分的压降也不同。

通过测量上Vx 便可由公式)(X XX V VCC R V R -= 求得X R 。

该方案原理简单,理论上只要参考电阻精确,就可以测量任何阻值的电阻,但实际上由于AD 的分辨率有限,当待测电阻很大或是很小时就很难测出Rx 上的压降Vx ,从而使测量范围缩小,要提高测量范围和精度就需要对电阻分档测试和提高AD 的分辨率。

这无疑会增加系统的复杂性和成本,所以也不可行。

方案三:RC 和555定时器组成的多谐振荡电路。

很多仪表都是把较难测量的物理图1-2 电阻分压电路 图1-1 伏安法测量原理 Vcc GNDRx R量转变成精度较高且较容易测量的物理量。

基于此思路,我们把电阻阻值转换成频率信号,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,同时输出波形为TTL 电平的方波信号所以不需要再对信号做电平变换,即可直接供数字电路处理,这种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。

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