自动RCL电阻电容电感测量表
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RCL测试仪报告

简易电阻、电容和电感测试仪摘要: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,在这之中万用表所选择使用。
然而万用表有一定的局限性,它不能够测量电感,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。
本系统是以STC89C52单片机为基础,用555定时器振荡电路测量电阻、电容,用电容三点式测电感。
三种方式产生的频率值送到单片机的计数器口进行计数,通过单片机操作实现频率到各个电参数的转换,然后用数码管显示出来。
本系统实现了使用三个按键分别控制R、C、L的测试,用红、黄、绿三个发光二极管分别代表三种类别的测试,同时每个电参数都有两档,用发光二极管的自动转换来指示。
关键词:STC89C52单片机555多谐振荡电路电容三点式振荡Abstract:In modern production, learning, experiment, often require specific parameters of a component is measured, the multimeter with its easy to use, low power consumption advantages used by most people. so making a reactance components easy to use measuring instrument is very necessary.The system is based on STC89C52, using 555 timer oscillator circuit measuring the resistance, capacitance, inductance capacitance measurement with three point. Three ways to produce frequency counter to the port count, through the SCM operation to realize frequency conversion to various electrical parameters, and then use the digital tube display. This system has realized using three buttons control R, test C, L, three categories representing with red, yellow, green three light-emitting diode test, at the same time, each of the electrical parameters are two files, automatic conversion LEDs to indicate.目录一、设计功能及要求 (3)1.1 设计要求 (3)1.2 系统功能 (3)二、方案设计与论证 (3)2.1 方案一电桥法 (3)2.2 方案二振荡法 (4)三、系统硬件电路设计 (4)3.1 电路方框图及说明 (4)3.2 各部分电路设计 (4)3.2.1 电阻测量电路 (5)3.2.2 电容测量电路 (5)3.2.3 电感测量电路 (6)3.3 测量数据 (7)3.3.1 电阻值及误差 (7)3.3.2 电容值及误差 (8)3.3.3 电感值及误差 (9)四软件实现 (10)4.1主程序流程图 (10)4.2用软件补偿后的测量值 (11)4.2.1 电阻值及误差 (11)4.2.2 电容值及误差 (12)4.2.3 电感值及误差 (12)4.2.4 分析 (13)五心得 (13)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,示意框图如下:1.基本要求(1)测量范围:电阻100Ω~1MΩ;电容100pF~10000pF;电感100μH~10mH。
基于单片机的智能rlc测试仪的设计【毕业设计论文】[管理资料]
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基于单片机智能RLC测试仪的设计毕业设计摘要本文主要论述了基于凌阳SPCE061A单片机的智能RLC测试仪的设计,利用单片机对R、L、C等参数进行测量,可以充分利用单片机的运算和控制功能,方便地实现测量,使测量精度得到提高。
同时用软件程序代替一些硬件测量电路,可在硬件结构不变的情况下,修改软件以增加新的功能。
能够很好的完成对RLC参数的测量,以满足现代测控系统的需要。
关键词:单片机;SPCE061A;RLC测试仪ABSTRACTIt is mainly discussed in this paper that the design of intellectual RLC parameter measurer based on Lingyang SPCE061A MCU. MCU use of R, L, C, and other parameters measured, can take full advantage of MCU processing and control functions, to facilitate the realization of measurements for improved measurement accuracy. Simultaneously uses the software procedure to replace some hardware metering circuits, may in the hardware architecture invariable situation, revi se software to increase the new very good completing to the RLC parameter survey, satisfy the modern observation and control system the need.Keywords: MCU;SPCE061A;RLC testing device目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)前言 (V)1 系统测试原理与总体方案设计 (1)RLC测试原理 (1)相位+有效值测量 (1)相位+有效值测量方案的软仿真 (2)RLC参数测量方法 (3)总体设计方案 (4)系统原理框图 (4)整个系统工作流程 (4)系统设计中的难点和关键技术 (5)2 RLC测试仪硬件部分实现 (6)-5V电源的设计 (6)标准正弦信号发生模块 (6)标准正弦信号的原理 (6)AD9850芯片简介 (8)AD9850硬件电路图及单片机程序 (9)3 I-V变换模块 (11)I-V变换方案设计 (11)I-V变换的硬件电路 (11)4 同时采样模块 (12)同时采样模块方案设计 (12)A/D芯片的选择 (12)ADS7861芯片介绍 (13)ADS7861转换时序的逻辑控制 (13)5 单片机系统设计 (16)SPCE061A单片机概述 (16)单片机的电源设计 (16)SPCE061A最小系统 (17)6 RLC测试仪应用软件设计 (18)数据采集模块程序流程图 (18)中断程序流程图 (19)主程序流程图 (19)结论 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附录 (24)前言随着微电子技术、计算机技术、软件技术的高度发展及其在电子测量技术与仪器上的应用,新的测试理论、新的测试方法、新的测试领域以及新的仪器结构不断出现,在许多方面已经冲破了传统仪器的概念,电子测量仪器的功能和作用发生了质的变化。
RCL稳态特性的实验展示

所示时, t 落后于u R t , u 此时算出的应取负号;反 之则取正号。
【附录】示波器测量相位差
2、李萨如图法
u t 作为水平信号输入CH 2,得到李
萨如图形。 垂直方向上y Ysint 水平方向上x Xsint 当y 0时,x x0 X sin sin 将 u R t 信号作为垂直信号输入 , CH1
b a1 a2 2a1a2 cos ,
2 2 2
a1 a2 b 2 arccos 2a1a2
2 2
b2 取a1 a2,则有 arccos 1 - 2 2a
电压合成法 + + —
测量公式
b2 arccos 1 - 2 2a
2~
~ 3 2
b2 - arccos 1 - 2 2a
b2 arccos 1 - 2 2a
3 2 ~ 2
b2 2 - arccos 1 - 2 2a
对三种测量相位方法的比较:
小组成员:
(2011级材料物理)
曾瑞
纪晓超
乔健成
目录:
一、实验内容
二、实验过程中遇到的问题 三、实验的改进建议
四、实验心得
一、实验内容
本实验着重研究的是RC、RL、RCL电路的稳态 特性,故主要分为以下三个部分: (1)RC串联电路的幅频特性和相频特性
幅频特性:
相频特性:
RC串联电路
(2)RL串联电路的幅频特性和相频特性
; uL
u rL L
2
2 2
(R rL ) 2 L
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。
电感测试

当开关打开时,电感储由Fra bibliotek路参数计算如下:
( R2 R4 )idt
0
0
R2 R4 i ( R1 R2 R3 R4 ) dt R1 R2 R3 R4
则电机的电感可计算得到
(a)经典双回路法 (b)改进双回路法 图 5. 在图 5(a)中有
Id I 2 I I1 q 3
I q 不参与过渡过程,当打开 S 后 I d 从 I 衰减至 0,该衰减过程是考虑到 D 轴
双回路法原理电路
较差饱和的衰减过程,但是其中伴随着磁路的饱和变化。如果将转子 Q 轴与 A 相重合则可以对 Q 轴电感进行计算。 如上所述为了保证在电机饱和状态不变的条件下进行计算, 可以采用改进的 双回路法进行小电流衰减。在图 5(b)中,通过断开开关就可以调节 I1 。在改 进双回路法中测得的电感是可以等效为有限元中切线电感。 为了测量交叉饱和影 响,可以通过调节电路中的电阻与电压的值获得 I d 与 I q 的变化。 采用改进双回路的方法可以对电机的电感进行细致的测量, 但是在实验前要 将转子 D 或 Q 轴与定子 A 相轴线对准,这是准确测量电抗的关键,可以参考相 关方法。 在图 5 中尽是相关的原理电路,在测量中由于电流该变量小,要搭建相关测 试电路,将电流的该变量进行信号放大,从而减小测量误差,提高精度。 方法 4:电压积分法 电压积分法是利用静态感应电桥的方法进行测量电感的方法,其原理图如图 6 所示。根据电感的定义有
电机本体参数实验
电机本体参数主要包括电阻、电感等,电阻较容易测量,电感参数随转子位 置角与电枢电流有较大变化, 各种方法也都存在, 但是哪一种方法合适尚无比较, 该项目试验的目的就是寻找一种对电机设计有借鉴与参考意义的实验方法。 考虑到温度的影响,以下实验建议在电机本身温度条件相似条件下进行。 方法 1:伏安法测试 当假设电机的电阻可以忽略时,对电机绕组通以电流且转子位置不变时,端 电压的值完全由绕组电感产生,如果能够获得当前频率电流下的电压,就可以获 得电机的电感。电机各相自感与互感如式(1)与式(2)所示:
具有语音功能的RCL测试仪设计

具有语音功能的RCL测试仪设计摘要:本系统以凌阳16位微控制器SPCE061A为核心,拥有全程图形中文菜单操作环境,并可通过语音指令进行操作,同时测量结果可设置为语音播报,测量精度较高,量程范围内自动切换,实现了仪器的自动化。
主要特点:(1)量程范围大(电阻50欧~2M,电容1p~1u,电感5uH~100mH),精度较高,刷新率高,每秒2次。
(2)电容,电感测试基于LC振荡器,通过巧妙设计,精度只取决于一只高精度电容。
(3)电阻测量基于555多谐振荡器,并通过经验公式修正,精度高。
(4)可语音指令控制。
(5)大屏幕LCD显示,全程中文菜单操作环境,功能强大,使用方便。
关键词:SPCE061A微控制器中文菜单1 方案设计与论证1.1 电阻测量方案方案一:电阻串联分压。
传统的电阻测量方法基本原理是将被测电阻Rx与标准电阻串联分压,通过测量被测电阻Rx上的电压来确定被测电阻阻值的。
但在系统中,芯片内ADC的精度只有10位,而且线性度不太好,而设计要到达测量的范围大,为了兼顾测量精度,必须要分多级测量,这样量程转换电路势必很复杂,测量时间周期长。
方案二:经过RC振荡器将电阻值转化为频率值。
频率值是单片机非常容易处理的数字量,只要经过一些计算处理便可以得到真实的电阻值,而且量程切换容易。
系统采用此方案。
1.2 电容测量方案测量电容的普遍方法都是经过振荡电路把其值转换为频率量,再进行计算。
对于振荡电路的选择,在设计中考虑了以下两种方案: 方案一:RC多谐振荡器。
采用555设计的RC多谐振荡器电路设计简单,但很难做到大量程的电容测量,线性度不佳,精度不容易做得高。
方案二:LC振荡器。
采用LC振荡,频率基本上取决于谐振公式,只要提供高精度的L值,便能得到较高精度的C值,测量范围很大,并可以和电感测量共用同一个电路。
但LC振荡器的频率稳定度较差,对元器件的要求较高。
综合各种因素,系统中采用方案二。
1.3 显示界面方案方案一:采用led数码管显示。
实验21RCL电路稳态(珠海校区)

L ,总电压主要落在电阻上;当频率很高时, R
L ,总电压主要落在电感
上。可利用 RL 电路的这种特性设计各种滤波电路。
图 4 RL 串联电路
图 5 RL 串联电路幅频特性
根据式(12)可画出 RL 串联电路的 ~ f 相频特性曲 线,如图 6 所示。当 f 很低时, 趋于 0,流过 RL 串联电 路的电流与总电压趋于同相;当 f 很高时, 趋于 / 2 。
L / div
L / div
T /s T / s
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实验 21
RLC 电路的稳态特性
3. RLC 串联电路的相频特性
R L
C
谐振频率: f 0
f / Hz
T /s
T / s
f / Hz
T /s
T / s
[ 数据处理与分析 ] 1. 画出 RC 串联电路的幅频特性曲线和相频特性曲线。 2. 画出 RL 串联电路的幅频特性曲线和相频特性曲线。 3. 画出 RLC 串联电路的相频特性曲线,并从图中找出谐振点。由于频率跨度大, 要求采用单对数坐标系画图,横坐标为以 10 为底的对数,纵坐标为线性坐标。 4. 取 f 200Hz 时数据,验算电压 (U U R U L ) 是否等于总电压 U 6.0V 。若不 相等,请解释原因。
(2)观测 RC 串联电路的相频特性 调节函数发生器的正弦频率 f 取(100、300、600、1k、3k、6k、10k)Hz。
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实验 21
RLC 电路的稳态特性
对应每个频率,如图 9,用双踪示波器测出流过电路的电流与总电压之间的相位差
U R U 2 1 L L 3600
电阻、电容和电感测量仪的设计

XXX 学院电子设计竞赛作品研究与设计报告作品名称:电阻、电容和电感测量仪的设计作者:指导老师:摘要:本系统是基于AT89S52单片机测量电阻、电容和电感的对应振荡电路所产生的频率,从而实现各个参数的测量。
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。
AT89S52的定时器可以利用外部时钟源来计数,这里我们将 RCL的测量电路产生的频率作为单片机AT89S52的时钟源,通过计数则可以计算出被测频率在通过该频率计算出各个参数。
此系统一方面实现了测量精度高,测量误差小,另一方面便于使仪表实现自动化,系统能自动识别电阻、电容和电感,并自动进行量程切换及在128*64液晶屏上显示其数值大小。
关键词:AT89S52555芯片74LS197分频电路CD4052多路开关目录1引言 (3)2方案设计 (4)2.1设计思路 (4)2.2方案比较与选择 (4)2.3硬件模块设计 (5) (5) (6) (7) (8) (9) (9) (10)2.4系统软件设计 (10)3数据测试及误差分析 (11)4结论 (13)参考文献 (14)附录 (15)1引言目前,市场上如万用表等测量电阻、电容和电感的元器件数不胜数,但是随着技术的进步,人们对元器件功能、精度和效率等的要求越来越高,为此,我们通过AT89S52单片机设计了测量电阻、电容和电感对应振荡电路所产生的频率实现各个参数的测量。
本系统分为四个部分,第一部分,通过555电路构成的多谐振电路将被测电阻转化为频率信号;第二部分,与第一部分相似也是采用555电路将电容转化为相应的频率信号输出;第三部分,采用电容的三点式振荡电路将电感转化为与之对应的频率信号输出;最后一部分,也就是显示部分,具体的讲就是用MSP430单片机运用一定的软件系统将输入的频率信号转化为相应的被测量的一个过程。
这四大版块共同构成了建议电阻电容和电感测试仪的整个电路系统。
FLUCK_PM6306 中文用户手册

自动RCL(电阻电容电感)测量表型号PM6303A用户手册美国FLUKE公司目录装箱单和初始检查1 安装和安全须知………………………………………………………………………1-11.1 安全须知………………………………………………………………………………1-11.1.1 维护和维修………………………………………………………………………1-11.1.2 接地………………………………………………………………………………1-11.1.3 连接………………………………………………………………………………1-21.1.4 电压和保险管……………………………………………………………………1-21.2 仪器的工作位置………………………………………………………………………1-21.3 射频干扰抑制…………………………………………………………………………1-22 主要特点……………………………………………………………………………… 2-13 操作指导……………………………………………………………………………… 3-13.1 概况……………………………………………………………………………………3-13.2 开机……………………………………………………………………………………3-13.3 自检……………………………………………………………………………………3-13.4 简明检查步骤…………………………………………………………………………3-13.4.1 概述………………………………………………………………………………3-13.4.2 功能测试…………………………………………………………………………3-23.5 操作和应用………………………………………………………………………… 3-23.5.1 控制元素,显示和连接……………………………………………………… 3-23.5.2 测量设置和附件……………………………………………………………… 3-43.5.3 自动0修整…………………………………………………………………… 3-53.5.4 元件测量……………………………………………………………………… 3-63.5.5 益出与错误信息……………………………………………………………… 3-63.5.6 量程极限的元件测量……………………………………………………………3-73.6 测量原理…………………………………………………………………………… 3-83.7 自诊断……………………………………………………………………………… 3-94 特性…………………………………………………………………………………… 4-14.1 安全和电磁兼容性要求…………………………………………………………… 4-14.2 运行规格…………………………………………………………………………… 4-14.3 电源………………………………………………………………………………… 4-44.4 环境条件…………………………………………………………………………… 4-44.5 安全和质量数据:机壳尺寸……………………………………………………… 4-54.6 附件………………………………………………………………………………… 4-55 性能测试……………………………………………………………………………… 5-15.1 介绍……………………………………………………………………………………5-15.2 推荐测试设备…………………………………………………………………………5-15.3 自检,错误信息………………………………………………………………………5-25.4 性能测试………………………………………………………………………………5-25.4.1 测量电压…………………………………………………………………………5-25.4.2 测量频率…………………………………………………………………………5-25.4.3 开路电压修整……………………………………………………………………5-35.4.4 短路电压修整……………………………………………………………………5-35.4.5 电阻测量…………………………………………………………………………5-35.4.6 电容/电感测量………………………………………………………………… 5-36 限制性保证和责任范围,合格声明插图Fig.1前面板视图Fig.2后面板视图Fig.3PM 9240/TWE,表面贴装器件镊子Fig.4PM9540/BAN,4芯测试电缆和香蕉插头Fig.5PM9541A,4芯测试电缆Fig.6单和双测试接线端子Fig.7PM9542SMD,表面贴装器件适配器Fig.8PM9542A,RCL适配器服务中心装箱单装箱后应包括以下部件Fluke PM6303A自动RCL表1kHz1台用户手册1本电源电缆1根保险管2个单测试接线端子2个初始检查检查包装运输应完整无损坏。
《电工仪表与测量》单元六 电容电感的测量

任务一 学习使用QS18A万能电桥测电容和电感
①根据电路要求选择适合的型号 ②电容量及精度 ③电容器的耐压强度 ④绝缘电阻与损耗 ⑤温度稳定性 ⑥其他注意事项
任务一 学习使用QS18A万能电桥测电容和电感
(7)电容器质量的判别 检测电容器质量好坏的手段除使用专用仪器外,最简易的
办法是利用万用表、兆欧表和耳机测试电容器的绝缘电 阻。下面以万用表为例说明测试过程。利用万用表测试 电容器的绝缘电阻适用于无极性的电容器测试。
任务一 学习使用QS18A万能电桥测电容和电感
②文字符号法 文字符号就是将文字和数据符号有规律地组合起来,在
电容器表面上标志出主要特性参数,常用来标志电容 器的标称容量及允许偏差。 ③色标法 采用色标法的电容器有时称为色码电容,色码表示的是 电容器标称电容量。使用不同颜色的色带或色点,按 规定的方法在电容器表面上标志出其主要技术参数, 不同的颜色代表不同的数字 。
任务一 学习使用QS18A万能电桥测电容和电感
按介质材料可分为:气体介质电容,液体介质电 容,无机固体介质电容,有机固体介质电容, 复合介质电容和电解电容。
按极性分为:有极性电容和无极性电容。 我们 最常见到的就是电解电容。
任务一 学习使用QS18A万能电桥测电容和电感
(2)电容器型号命名方法 根据国标GB2470-81的规定,电容器产品型号
rcl测试仪

R C L
SUNPLUS Easy Living Technology for
凌阳大学计划
数码管显示电路
显示数据 显示倍数,如显示1 ,表示101即10倍
SUNPLUS Easy Living Technology for
摘要
本系统是通过凌阳的16位单片机SPCE061A测量电阻、 电容和电感对应振荡电路所产生的频率实现各个参数 的测量,一方面测量精度较高,另一方面便于使仪表 实现自动化,而且还能加入语音播报的功能使其更加 智能化。 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。SPCE061A的定时器可 以利用外部时钟源来计数,这里我们将RCL的测量电路 产生的频率作为单片机SPCE061A的时钟源,通过计数 则可以计算出被测频率在通过该频率计算出各个参数。
Lx=(38*(1e+6))/ f02
SUNPLUS Easy Living Technology for
凌阳大学计划
电感测量电路
VCC
L测路 试 电
LX1
R9
R7 100K
R8 2K
100K
C9 102 T1
3
C11 2 103
2
3
T1
f0
R13 1K
1
+
C12 22u
C14 104
R12 1K
C15 202
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凌阳大学计划
多路选择开关电路
利用CD4052实现测量类别的转换见下表,
当 选择了某一通道的频率后,输出频率通过IOB4 作为CPU定时器的时钟源并开始计数,当计数到 3秒后读出计数器的值,除以3就得到了被测 R/C/L所对应产生的频率,通过计算得到被测值。
基于单片机的RCL检测电路设计

3基于单片机的RCL 检测电路设计杨东红(广东海洋大学信息学院广东524088)摘 要:智能数字化的R CL 检测电路系统是根据智能检测技术的要求,利用单片机作为整个测试电路的控制核心,结合555电路,采用“脉冲计数法”而形成。
该系统不仅具有较好的人机互通界面、动态测量、体积小、操作方面等优点,同时通过试验验证了系统的整体误差都在1%以内,大大克服了传统R CL 检测系统的不足,在智能检测领域具有较大的应用前景。
关键词:AT89C2051单片机;R CL 测试电路;频率转换中图分类号:O 4-0文献标识码:A 文章编号:1000-9795(2010)05-0308-02收稿日期:作者简介:杨东红(6),女,广东湛江人,从事电工电子方向的研究。
传统的测试仪在对电子元件的RCL 等参数的测量时,往往需要反复的多次调节才能完成,而且对外部环境因素要求较高,同时技术水平、制作工艺的时代因素导致测试仪具有内部硬件电路复杂、精确度低、携带笨重、操作程序多而复杂等弊端,大大影响测试工作的效率和精度。
传统的RCL 测试仪主要对电子元件的模拟量进行采集和处理,系统误差受元件工况特性影响较大,而且是静态测试,已不能满足现代高精度动态检测系统发展的要求。
成熟的单片机形成智能数字化的RCL(电阻、电容、电感)测试系统已经在智能测量领域中得到广泛的应用。
AT89C2051单片机将RCL 参数的模拟信号转换为频率数字信号,并采用软件逻辑控制命令,实现了数字化的动态测量,有效取代了传统测试仪的复杂硬件电路,实现了电子元件参数的自动化测量、采集、分析和收集,从而获得可靠性高、精度高动态数字化的、功能仪表测量的RCL 数据,对电子线路设计、选型等具有较大的工程实际意义。
一、系统硬件设计(一)系统总体结构智能RCL 动态测量系统采用AT89C2051单片机作为整个检测电路的数据采集、传输、分析判断、逻辑控制的核心。
整个RCL 测试逻辑电路系统按三大部分进行设计,包括测量电路(被测单元和振荡电路)、通道选择(数模转换开关A/D 转换装置)、控制电路(单片机系统、功能选择按键、数显电路)。
rcl测试仪

摘要
本系统是通过凌阳的16位单片机SPCE061A测量电阻、 电容和电感对应振荡电路所产生的频率实现各个参数 的测量,一方面测量精度较高,另一方面便于使仪表 实现自动化,而且还能加入语音播报的功能使其更加 智能化。 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。SPCE061A的定时器可 以利用外部时钟源来计数,这里我们将RCL的测量电路 产生的频率作为单片机SPCE061A的时钟源,通过计数 则可以计算出被测频率在通过该频率计算出各个参数。
Lx=(38*(1e+6))/ f02
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电感测量电路
VCC
L测路 试 电
LX1
R9
R7 100K
R8 2K
100K
C9 102 T1
3
C11 2 103
2
(ln 2)(R1 2 Rx)C1
(ln 2) * C1* fx
电路分为2档: SUNPLUS Easy Living Technology for
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电阻测量电路
100≤Rx<1000欧姆: IOA5设置为高电平输出 IOA7 设置为低电平输出 R2=200欧姆;C2=0.22uF Rx=(6.56*(1e+6))/(2* fx)-330/2 对应的频率范围为: 2.8K ≤ fx < 16K 1000≤Rx<1M欧姆:IOA6设置为高电平输出 IOA8设置为低电平输出 R1=20k欧姆;C1=103PF Rx=(1.443*(1e+8))/(2*fx)-(1e+4) 对应的频率范围为: 141Hz ≤fx < 6.8K
RC、RL及RLC串联电路幅频和相频特性的研究

RC 、RL 及RLC 串联电路幅频和相频特性的研究【摘要】本文主要研究RC ,RL 和RLC 串联电路在不同频率的信号下的响应,在双踪示波器上同时观察电阻和电感(或电容)上输出电压幅度和相位差的变化,定量研究了RLC 串联电路的幅频特性和相频特性。
同时发现在实际的实验操作中,电阻,电容以及电感的参数的选择对本实验有很大的影响,掌握了幅频特性和相频特性的测量方法,使理论知识和实验内容有机的结合起来。
【关键词】串联电路;RLC 电路;相频特性;幅频特性 1引言RC 、RL 和RLC 串联电路是大学物理实验的设计性实验之一,在交流电路中,幅频特性和相频特性是RC 、RL 和RLC 串联电路的重要性质,并在电子电路中被广泛应用。
本文对实验方法进行改进,采用幅频和相频特性的测量方法,观察各种参数变化,进一步了解各种参数对幅频特性和相频特性的影响。
2实验设计原理在RC ,RL ,RLC 串联电路中, 若加在电路两端的正弦交流信号保持不变,则当电路中的电流和电压变化达到稳定状态时,电流(或者某元件两端的电压)与频率之间的关系特性称为幅频特性;电压、电流之间的位相差与频率之间的关系特性称位相频特性。
2.1 RC 串联电路电路如图1所示。
令ω表示电源的圆频率,U ,I ,R U ,C U 分别表示电源电压,电路中的电流,电阻R 上的电压和电容C 上的有效值。
ϕ表示电路电流I 和电源电压U 间的相位差,则: RC 总阻抗为:CjR Z ω1~-= (1) 其中Z ~的模为:221|~|⎪⎭⎫ ⎝⎛+==C R Z Z ω(2)CR R Cωωϕ1arctan 1arctan -=⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-= (3)ϕ为U 和I 之间的相位差,即 I U ϕϕϕ-= (4)RL 的总阻抗为:L j R Z ω+=~(10) 其模为:()22|~|L R Z Z ω+== (11)其辐角为:RLωϕarctan= (12) IR U R = (13)L I U L ω= (14) 22)(L R IU ω+= (15)图4图5图52.2.2相频特性图6 图7由式(12)和图7可知:从0逐渐增大并趋近于∞时,相应的8所示,不同于RC和RL电路:图8调节函数发生器的频率在f=100~3000之间,实个不同的频率点,用示波器分别测量电阻和电感的峰峰值电压R U 图10 RLC 实验装置参数的选择对本实验有很大的影响,不合适的元件参数下实验现象会出现不稳定,不明显甚至无法观察,这是实验时应当注意的。
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自动RCL(电阻电容电感)测量表型号PM6303A用户手册美国FLUKE公司目录装箱单和初始检查1 安装和安全须知………………………………………………………………………1-11.1 安全须知………………………………………………………………………………1-11.1.1 维护和维修………………………………………………………………………1-11.1.2 接地………………………………………………………………………………1-11.1.3 连接………………………………………………………………………………1-21.1.4 电压和保险管……………………………………………………………………1-21.2 仪器的工作位置………………………………………………………………………1-21.3 射频干扰抑制…………………………………………………………………………1-22 主要特点……………………………………………………………………………… 2-13 操作指导……………………………………………………………………………… 3-13.1 概况……………………………………………………………………………………3-13.2 开机……………………………………………………………………………………3-13.3 自检……………………………………………………………………………………3-13.4 简明检查步骤…………………………………………………………………………3-13.4.1 概述………………………………………………………………………………3-13.4.2 功能测试…………………………………………………………………………3-23.5 操作和应用………………………………………………………………………… 3-23.5.1 控制元素,显示和连接……………………………………………………… 3-23.5.2 测量设置和附件……………………………………………………………… 3-43.5.3 自动0修整…………………………………………………………………… 3-53.5.4 元件测量……………………………………………………………………… 3-63.5.5 益出与错误信息……………………………………………………………… 3-63.5.6 量程极限的元件测量……………………………………………………………3-73.6 测量原理…………………………………………………………………………… 3-83.7 自诊断……………………………………………………………………………… 3-94 特性…………………………………………………………………………………… 4-14.1 安全和电磁兼容性要求…………………………………………………………… 4-14.2 运行规格…………………………………………………………………………… 4-14.3 电源………………………………………………………………………………… 4-44.4 环境条件…………………………………………………………………………… 4-44.5 安全和质量数据:机壳尺寸……………………………………………………… 4-54.6 附件………………………………………………………………………………… 4-55 性能测试……………………………………………………………………………… 5-15.1 介绍……………………………………………………………………………………5-15.2 推荐测试设备…………………………………………………………………………5-15.3 自检,错误信息………………………………………………………………………5-25.4 性能测试………………………………………………………………………………5-25.4.1 测量电压…………………………………………………………………………5-25.4.2 测量频率…………………………………………………………………………5-25.4.3 开路电压修整……………………………………………………………………5-35.4.4 短路电压修整……………………………………………………………………5-35.4.5 电阻测量…………………………………………………………………………5-35.4.6 电容/电感测量………………………………………………………………… 5-36 限制性保证和责任范围,合格声明插图Fig.1前面板视图Fig.2后面板视图Fig.3PM 9240/TWE,表面贴装器件镊子Fig.4PM9540/BAN,4芯测试电缆和香蕉插头Fig.5PM9541A,4芯测试电缆Fig.6单和双测试接线端子Fig.7PM9542SMD,表面贴装器件适配器Fig.8PM9542A,RCL适配器服务中心装箱单装箱后应包括以下部件Fluke PM6303A自动RCL表1kHz1台用户手册1本电源电缆1根保险管2个单测试接线端子2个初始检查检查包装运输应完整无损坏。
若发现遗漏和损坏,立即声明,包括承运人,并通知Fluke 销售或服务机构修理或更换仪器。
地址在手册背后该仪器的性能测试可根据本手册第5章进行。
第一章安装和安全须知1 安装和安全须知1.1 安全须知该仪器出厂时满足有关安全规定。
为保持该仪器状况和安全操作,请仔细遵循下列说明:1.1.1 维护和维修失败与过度重压:如果怀疑仪器不安全,立刻停止工作以避免任何无意操作。
出现下列情况应考虑仪器处于不安全状态:·有物理损坏·不工作·超过允许极限的重压拆卸仪器警告该仪器的校准,维护和维修只能由受过训练的并了解危险后果的人员进行。
为避免电压,禁止非合格人员不能将外壳打开。
在移去外壳之前,断开所有的电源。
断电后仪器内的电容会保持几秒钟的充民状态。
1.1.2 接地在作其它任何连接之前,仪器必须通过三芯电源电缆连接保护性地线。
电源插头须插入接地插座。
不能因延长连线失去接地保护。
(使用电源延长线时,仍请连接接地保护。
)不能将保护接地接至面板上的测量点上,以及四个电路地接点或连接外地接地插头的接点。
1-1警告断开任何仪器内部或外部保护性接地或断开接地端子都可以损害仪器。
严禁故意断开接地保护。
1.1.3 连接电路地电位连接至前面板上八个接点中的四个,并通过并联的电阻电容连接至机箱。
外部接地接点也接到机箱。
这样可以避免交流接地回路,同时提供良好射频接地。
如果测量设置中的电路地电位不同于保护性接地电位,应保证面板上的四个接地接点不被连接。
1.1.4 电压和保险管在连接电源之前应保证仪器设置到正确的(市电)电压。
警告为避免意外,更换保险管和调整电源电缆通电应由合格人员进行,以避免危险。
出厂时,仪器电压设置如下:电压设置和保险管规格在后面板上有提示。
应确保保险管的型号和电流规格符合要求。
严禁使用维修后的保险管或短接保险。
不要损害该重要安全特性。
仪器共有下列电压设置:100V,120V,220V,和240V,交流。
可通过后面板电源连接头旁边的选择器来选择上述标称电压。
保险管在同一位置的槽内。
需进行电压选择或更换保险管时,先断开电源线,再用小起子橇开(见图)。
(图略)1.2 仪器的工作位置将仪器置于水平平面操作。
确保通风孔不被阻塞。
不要将仪器置于阳光下或靠近热源。
1.3 射频干扰抑制仔细检测射频干扰和抑制。
如果与其它射频干扰抑制较差的仪器连接而出现射频干扰时,需采用进一步的抑制措施。
1-2主要特点2 主要特点自动RCL(电阻电容电感)测量表用于精密测量电阻,电容和电感。
仪器具有自动功能和自动量程。
能对被测元件进行大量程的快速和精确测量。
通过仪器面板上的端口和PM9541A四芯测试电缆或PM9542A四终端测试适配器可以被测元件进行测量。
也有适用于表面贴装器件的PM9542SMD适配器或PM9540/TWE表面贴装镊子。
四位大屏幕液昌及时显示测量结果,读数,尺寸和等数的电路符号,并每秒刷新两次。
测量过程,计算和换算结果显示均由微处理器控制。
在自动模式下,无论待测的是电阻,电容还是电感,其主要显示参数能被自动设置。
例如,对品质因数在1与500之间的电感,仪器显示串入的电感值和与等效的电路符号一致的电阻与电感的串联。
在自动模式下,还可以通过按钮托运选择八个元件参数:·品质因数Q·损耗因数D·并联电阻R P·串联电阻R S·阻抗Z·并联电容C P或并联电感L P·串联电容C S或串联电感L S·相位Ф对电解电容,内部直流偏置电压可被加至测量电压之中。
自动RCL(电阻电容电感)测量表尤其适合于实验室,质量控制,维修站和教学目的。
2-1第三章3 操作指导3.1 概述本节概述操作中所需的步骤和必要准备。
识别和简明描述前后面板上的控制和显示和实际操作说明。
3.2 开机警告开机之前确保该仪器的安装合乎第一章的要求在仪器按1.1.4节要求连接上市电后,可将面板上的开关置于“on”开机。
第4章中的技术规格是在仪器按第一章安装后并预热5分钟的条件下给出。
关机后须等待5秒以上方可再次开机,以便仪器内放电充分和复位。
3.3 自检仪器开机后对PROM,处理器RAM和外部RAM实行自检。
之后屏幕上排显示软件版本一秒钟,屏幕上所有的LED显示段显示2秒钟,最后仪器回到上次关机前状态。
可能的出错显示如下:例Err2数字的含义:1 程序记忆储存检查类2RAM处理器3 外部RAM4 记忆备份详情参见3.5.53.4 简明检查步骤3.4.1 概述本过程利用最少步骤检查仪器各项功能,前提是测试者熟悉仪器及其特性。
如开机不久就进行测试,可能因预热不足而偏离技术规格。
3-1警告开机之前确保该仪器的安装合乎第一章的要求。
3.4.2 功能测试开机后自检立刻进行。
然后仪器回到上次关机前设置状态。
(参见3.3)插入提供的测试接线端子到面板的连接端口(标记面对面)。
(图略)按下绿色AUTO键:显示:AUTO按ZERO TRIM键。
这时显示:“BUSY”三秒。
如果ZERO TRIM操作不成功,显示“FAIL”参见3.5.3如果ZERO TRIM操作成功,显示“PASS”插入已知元件到测试接线端子,例如1欧姆电阻显示:(图略)当显示正确时,功能测试完毕。
3.5 操作和应用3.5.1 控制元素,显示和连接3.5.1.1 面板按键描述功能(图略)电源开关根据测量要求选择按键AUTO 自动测量模式主参数自动显示Q 品质因数D 损耗因数RP 并联电阻RS 串联电阻Z 阻抗CP或LP 并联电容或并联电感CS或LS 串联电容或串联电感Ф相位3-2用于开关内部2V直流偏置电压(测量电解电容)。
用于自动0修整·开路阻抗(>100kΩ)·短路阻抗(<10kΩ)四位的最大测量值。