一种精密电容测试系统设计
风电机组变桨用超级电容测试系统设计
风电机组变桨用超级电容测试系统设计摘要：变桨控制系统有电网电源和备用电源两组供电电源，避免在电网发生故障时不能工作，无法安全被制动，因此后备电源的稳定将是风机安全运行的保障。
超级电容以其功率密度高、充放电速度快、循环充放电次数多等优点而被广泛运用在后备电源中，通过串联以匹配后备电源电压等级。
当电容单体因电参数改变、开路或被击穿等原因导致电容值发生改变时，电容单体上的电压将超过额定值，甚至造成损坏，从而影响到后备电源的正常供电。
对超级电容进行测试，更换异常电容是解决问题的有效手段。
但现有超级电容测试系统体积较大，需上位机软件配合，同时不能匹配后备电源使用超级电容的额定电压，因此无法对后备电源用超级电容进行测试。
针对上述问题，本文设计出一种体积较小、测量速度快，且具有对电容进行编号，对测试结果进行打印并能通过ＵＳＢ进行存储等功能的超级电容测试系统。
关键词：风电机组；超级电容；变桨系统；测试系统引言电容是基本元器件，其特性直接影响产品的质量。
以前，电容的测量工作是给出不同的测试条件，用测量仪器人工逐点记录，然后对测量数据进行人工或计算机辅助分析与处理。
这需要投入大量的人力和物力，效率低，特别是当需要掌握连续变化条件下的某些参数时，难以达到测试要求。
随着表面贴装器件（SMD）的广泛应用，电路工作频率的不断提高，各类仪器日趋小型化、智能化，人们对测试仪的测试过程和精度有了更高要求，使得电路中电感、电容、电阻（LCR）元件量值准确可靠的测量成为迫切需要解决的问题。
1超级电容容量测试原理模型中包含一个等效串联电阻ＥＳＲ、一个电容Ｃ及等效并联电阻ＥＰＲ。
等效串联电阻ＥＳＲ反映的是电容在充放电过程中的能量损耗；等效并联电阻ＥＰＲ反映的是电容存在缓慢的自放电情况，表征漏电流的大小，对超级电容器的长期性能很重要。
2检测系统原理及各模块实现2.1检测对象测试用超级电容采用某科技开发有限公司提供的两组串联不对称电极双电层超级电容组件。
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。
(完整版)【NI教程】测试系统的不二之选：系统源测量单元(SMU)
【NI教程】测试系统的不二之选：系统源测量单元(SMU)目录1. 基于NI SourceAdapt技术的NI PXIe-4139系统源测量单元2. NI PXIe-4139 技术细节3. 应用示例——DC-DC转换器测试4. 应用示例——LED特性描述5. SMU助力您的下一个测试系统1. 基于NI SourceAdapt技术的NI PXIe-4139系统源测量单元源测量单元(SMU)是一种精密测量仪器，可同时对同一通道的电流和电压进行同步源测量。
该功能使得源测量单元成为从精准直流电源到记述分立元件或集成电路等半导体组件的特性等各种应用的理想之选。
某些源测量单元针对特定的应用或者需求作了优化，例如泄露测试、大功率IV扫描、为具有快速瞬态响应的移动设备供电。
这些仪器完美地提供了某一特定的功能，但是您可能需要多个这样的源测量单元来完全记述需要各种不同激励或功能的设备的特性。
或者，您也可以选择系统源测量单元，它将高功率、高精度、高速源测量功能集成到单个仪器上，使您能够执行各种不同的功能以及通过同一接口进行各种不同的设备测试。
这不仅简化了连接，而且减少了使用仪器的种类和数量，降低了测试系统的占地空间和总体成本。
NI PXIe-4139将传统的箱式源测量单元的高功率和精确度以及NI技术集于一身，具有更快速、更灵活、更小巧的特性。
这种结合使得NI PXIe-4139不仅能够实现传统源测量单元之外的功能，而且变成一款多功能的仪器，可用作为：•精准电源•快速瞬变电源•电压表、电流表或欧姆表•隔离高压/电流数字化仪•高电压/电流序列发生器•脉冲发生器•可编程负载•低频交流阻抗计将多种功能集成到单个仪器使得NI PXIe-4139成为测试各种不同设备的理想之选，这些设备可能包含以下需求：•高功率输入输出，同时具有高速采样功能，例如电源管理集成电路(PMIC)•高速瞬态响应，例如射频电源放大器•精准测量及大功率脉冲扫频，例如功率晶体管和高亮度LED•通过同一接口进行精准IV和低频电容测量，例如微型机电系统设备(MEM)由于NI PXIe-4139的模块化特性和紧凑的尺寸，您可以将几个源测量通道集成到混合信号自动化测试应用中，或者借助单个4U PXI机箱中的17个源测量单元通道来搭建高密度半导体测试系统。
定时器应用 测电容 电阻 电感
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）， ；
一种高精度电压基准源的测试方法
一种高精度电压基准源的测试方法作者：姜吉张文辉来源：《中国科技纵横》2018年第23期摘要：本文介绍了高精度电压基准源的基本原理，设计一种在元器件筛选中对高精度电压基准源的测试方法，对高精度电压基准源的输出电压、稳定度参数等技术指标进行精准检测，测试结果满足技术精度要求。
关键词：高精度电压基准；测试；稳定度中图分类号：TN432 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）23-0080-030 引言基准电压源或电压基准（Voltage Reference）通常指的是在电路中用作电压基准的高稳定度的基准源。
随着集成电路规模的不断增大，尤其是系统集成技术（SOC、VLSI）的发展，电压基准源成为了大规模、超大规模集成电路和几乎所有数字模拟系统中不可缺少的基本电路组成部分。
在模数转换器（ADC）、数模转换器（DAC）、线性稳压器等很多集成电路和单元中，都需要高精度而又输出很稳定的电压基准。
比如在模数转换器中，DC电压基准与模拟输入信号一起用于数字化输出信号的产生；在数模转换器中，DAC根据输入端上的数字输入信号，从DC基准电压中选择和产生模拟输出；在精密测量仪器仪表和应用数字通信系统中通常将电压基准源用系统测量和校准的基准。
二十世纪七十年代以来，基于MOS晶体管的基本理论和制造技术的深入研究、电路设计和工艺技术的进步，MOS模拟集成电路得到了高速发展。
CMOS集成电路由于其工艺简单、器件面积小、集成度高和低功耗等优点，现已经成为了数字集成电路产品的主流。
在这样的背景下，由于低成本、高性能，基于标准数字CMOS工艺的各种高精度模拟集成电路产品备受人们关注，并很快成长为集成电路技术中的一个重要研究领域。
而各种高精度电压基准源由于数字模拟系统中的广泛应用，更加具有广阔的开发与应用前景。
目前很多设备可以进行电压基准源测试，但是由于精度不够，测试结果数据偏离较大，无法判断结果数据的可靠性。
现在大多测试设备都采用激励-响应测试方法，在测试过程中通过搭建外围电路联通测试设备和被测元器件，进行测试，但该过程引入了额外的输入阻抗和输出阻抗，使元器件输入端和输出端产生一个电压差，从而影响元器件的测试结果数据，尤其是在高精度电压基准源测试过程中。
超级电容器材料电化学电容特性测试
华南师范大学实验报告学生姓名学号专业年级、班级课程名称电化学实验____________实验项目超级电容器材料电化学电容特性测试_实验类型✉验证✉设计✉综合实验时间实验指导老师实验评分 __________________________________一、实验目的1、了解超级电容器的原理；2、了解超级电容器的比电容的测试原理及方法；3、了解超级电容器双电层储能机理的特点；4、掌握超级电容器电极材料的制备方法；5、掌握利用循环伏安法及恒流充放电的测定材料比电容的测试方法。
二、实验原理1、超级电容器的原理超级电容器是由两个电极插入电解质中构成。
超级电容与电解电容相比,具有非常高的功率密度和实质的能量密度。
尽管超级电容器储存电荷的能力比普通电容器高,但是超级电容与电解电容或者电池的结构非常相似。
图1 超级电容器的结构图从图中可看出,超级电容器与电解电容或者电池的结构非常相似,主要差别是用到的电极材料不一样。
在超级电容器里,电极基于碳材料技术,可提供非常大的表面面积。
表面面积大且电荷间隔很小,使超级电容器具有很高的能量密度。
大多数超级电容器的容量用法拉(F)标定,通常在1F到5,000F之间。
(1) 双电层超级电容器的工作原理双电层电容是在电极/溶液界面通过电子或离子的定向排列造成电荷的对峙所产生的。
对一个电极/溶液体系,会在电子导电的电极和离子导电的电解质溶液界面上形成双电层。
当在两个电极上施加电场后,溶液中的阴、阳离子分别向正、负电极迁移,在电极表面形成双电层;撤消电场后,电极上的正负电荷与溶液中的相反电荷离子相吸引而使双电层稳定,在正负极间产生相对稳定的电位差。
这时对某一电极而言,会在一定距离内（分散层）产生与电极上的电荷等量的异性离子电荷,使其保持电中性;当将两极与外电路连通时,电极上的电荷迁移而在外电路中产生电流,溶液中的离子迁移到溶液中成电中性,这便是双电层电容的充放电原理。
根据双电层理论,双电层的微分电容约为20µF/cm2,采用具有很大比表面积的碳材料可获得较大的容量。
电容式液位仪设计
电容式液位仪设计摘要：该液位计利用不同介质具有不同的介电常数的特性，使液面高度变化改变电容大小，建立线性方程，使得能通过检测电容大小检验出液面高度。
本液位计一共分六个部分，由RC文氏震荡电路，衰减电路，微分电路，滤波电路，整流电路和单片机检测显示部分组成。
其中电容板与运放组成微分电路，电容的大小与电路的输出大小呈线性。
单片机通过检测整流后的输出，得出页面高度。
此题的重点是设计合理的滤波电路，难点是如何提高精度。
2.方案论证本设计主要任务是测量平行探针的电容。
并探索电容的容量与液体高度的关系。
电容式传感器检测电路主要有交流半桥式检测电路、充放电检测电路、基于V/T变换的电容测量电路，交流锁相放大电容测量电路，分别论证如下。
方案1：交流半桥式检测电路AC电桥电容测量电路如图2所示，其原理是将被测电容在一个桥臂，可调的参考阻抗放在相邻的一个桥臂，二桥臂分别接到频率相同/幅值相同的信号源上，调节参考阻抗使桥路平衡，则被测桥臂中的阻抗与参与阻抗共轭相等。
图2 交流半桥式检测电路这种电路的主要优点是：精度高，适合作精密电容测量，可以做到高信噪比。
方案2：充放电检测电路充/放电电容测量电路基本原理如图3所示。
由CMOS开关S1，将未知电容Cx充电至Ve，再由第二个CMOS开关S2放电至电荷检测器。
在一个信号充/放电周期从Cx传输到检波器的电荷量Q=Ve·Cx，在时钟脉冲控制下，充/放电过程以频率f=1/T重复进行，因而平均电流Im=Ve·Cx·f，该电流被转换成电压并被平滑，最后给出一个直流输出电压Vo=Rf·Im=Rf·Ve·Cx·f(Rf为检波器的反馈电阻) 。
图3 充放电检测电路方案3 基于V/T变换的电容测量电路V/T变换的电容测量电路基本原理如下图所示。
图4 电容检测电路电流源Io为4DH型精密恒流管，它与电容C通过电子开关K串联构成闭合回路，电容C的两端连接到电压比较器P的输入端，测量过程如下：当K1闭合时，基准电压给电容充电至Uc=Us，然后K1断开，K2闭合，电容在电流源的作用下放电，单片机的部计数器同时开始工作。
低功耗高精度电容式加速度计系统的设计与研究的开题报告
低功耗高精度电容式加速度计系统的设计与研究的开题报告一、选题背景加速度计是测量物体加速度的关键设备。
目前，由于人们对生活质量和健康的要求越来越高，加速度计在医疗、航天、汽车、智能手环等领域的应用越来越广泛。
但是，由于传统的加速度计功能单一、功耗较高等问题，在实际应用中存在一系列的限制。
因此，开发一种低功耗高精度电容式加速度计系统，已经成为了当前重要的发展方向和研究热点。
二、选题意义目前多数加速度计使用压电晶体或微机械加速度计，这些传感器的容错性较差，而且易受干扰，其测量的精度和灵敏度都有所限制。
而电容式加速度计作为一种新型的加速度测量方法，能够准确测量物体的加速度。
因此，设计一种低功耗高精度电容式加速度计系统，能够大幅度提高现有传感器的灵敏度和准确度。
三、研究目标本研究旨在设计一种低功耗、高精度、全数字化的电容式加速度计系统。
该系统将采用微电子技术、信号处理技术和计算机控制技术等多种技术手段，结合传感器设计、信号采集、信号处理机制的优化等多个方面，来实现对物体加速度的高精度测量。
具体研究内容包括：1.设计和制作电容式加速度计传感器2.研究传感器对加速度的灵敏度影响因素3.研究传感器的有效容量和采样率的选择4.研究数据采集和信号处理算法5.优化系统功耗并开发可供使用的电源管理系统四、研究方法1.进行理论分析和实验验证，确定系统各项设计指标2.设计并测试电容式加速度计传感器3.研究传感器的灵敏度、信噪比和动态响应等性能指标4.设计和搭建低功耗的数据采集和信号处理系统5.对系统的功耗进行分析和优化6.对系统进行综合测试和性能评价五、预期成果1.一套完整的低功耗、高精度电容式加速度计系统的设计方案2.制作并测试出一种高性能的电容式加速度计传感器3.对传感器灵敏度、信噪比和动态响应性能等进行详细的实验研究和机理分析4.开发出一种高效的数据采集和信号处理算法5.进行功耗分析和优化，设计出一种有效的电源管理策略六、研究进度计划1.前期准备（2个月）：系统调研和技术方案制定2.传感器设计和制作（4个月）：选取材料、设计和制作传感器3.传感器性能测试（2个月）：对传感器进行实验研究和性能测试4.数据采集和信号处理算法研究（3个月）：开发高效的数据采集和信号处理算法5.电源管理系统设计（2个月）：设计合理的电源管理策略6.系统集成和测试（3个月）：对整个系统进行集成和性能测试七、参考文献1. 张阳,孙冬梅. 低功耗高精度MEMS三轴加速度计系统设计[D].浙江大学,2013.2. 周丽,苗长虹,臧会坤. 基于MEMS的低功耗高精度三轴加速度计设计[J].光学精密工程,2011,19(2):320-328.3. 李亮,金洪通,王立民. 一种MEMS电容式加速度计的设计与实现[J].电子科技,2012(11):72-79.。
万用表测量电阻电容电感
待测电感与基准电感的差距越小，测量就越准确，因此对于不同电感值电感，应当采用不同的基准电感。电路的切换仍然用继电器来控制，在此为避免重复，继电器部分不再重述，与切换电阻的方法是完全一样的。为了简化电路，我们采用两个量级的基准电感10mH和10 。电路如图表10
4
在我们的万用表中，各种各样的器件都需要稳定的不同的电源供给，而我们可用的电压只有 ，为了得到这些不同的电压，我们自己搭建了几个稳压电路。
I、5V电压
在实际中应用很广泛的是7805芯片，在此我们选用该芯片提供5V电压。
I I、-5V电压
我们采用7660来提供-5V电压
I I I、12V电压
由于我们可用的电压只有 一种，如果直接从15V稳压到5V，不仅稳压效果不好，而且7805会严重发热，甚至芯片被烧坏。为此，我们采用多级稳压，先将15用7812稳压到12V在将12V电压稳到5V。稳压模块的电路图如图表4
程序框图：
图表15
五、设计效果
经过测试，我们可以测量100 -1M ，误差在%以内；
可以测量1-20 的小电阻，误差在5%以内；
可以测量100
误差分析
本系统误差主要由恒流源、AD真有效值转换、双积分ADC器件等几个方面所带来的误差。AD真有效值转换，在误差允许的范围内可以将所测交流电压转换成对应的真有效值，但不可避免地受到环境温度的影响，造成转换时可能引起误差；由于环境温度的改变，在用恒流法测电阻时，会引起恒流源不为一个定值，导致所测电阻流过恒流源所产生的电压有所偏差，特别是在测小电阻时，插槽与被测小电阻之间的接触电阻会引起测量的较大误差；双积分ADC器件与前端处理电路同样受到温度、电磁场、工频干扰的影响，会引起数据的不稳定。
JDC智能化精密电容测微仪
JDC智能化精密电容测微仪
赵树忠;郑义忠
【期刊名称】《实用测试技术》
【年(卷),期】1996(022)005
【摘要】ＪＤＣ智能化精密电容测微仪赵树忠，郑义忠（河北承德石油高等专科
学校，０６７０００）ＪＤＣ智能化精密电容测微仪是天津大学精仪系最新研制出来的一种高精度、可测量多种工程参数的智能比测量仪器。
它具有量程大、线性好、动态范围宽、功能强等一系列特点，特别适合于...
【总页数】3页(P42-43,24)
【作者】赵树忠;郑义忠
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TM934.2
【相关文献】
1.精密电容测微仪无基准校正研究 [J], 傅敬业;赵玉春;李跃平;闫明;郑义忠;叶声华
2.智能化电容测微仪在动压陀螺马达测量中的应用 [J], 王任大;郑义中
3.精密电容式测微仪及其应用 [J], 樊玉铭;赵淑兰
4.利用精密 LCR 仪测电容器的电感 [J], 刘金亮
5.数字化精密电感测微仪的设计 [J], 许才浩;邓小雯;邹春龙;袁杰
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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。
基于单片机的电容测量
基于单片机的电容测量随着科技的不断发展，单片机已经成为了现代电子技术中不可或缺的一部分。
它具有高效、集成度高、处理能力强等优点，被广泛应用于各种嵌入式系统中。
而电容测量作为电子测量中的重要组成部分，对于单片机来说具有重要的应用价值。
本文将介绍一种基于单片机的电容测量方法。
一、单片机与电容测量概述单片机是一种集成电路芯片，内部集成了计算机的基本单元，包括中央处理器、存储器、输入输出接口等。
它能够实现各种数字信号处理、控制、通信等功能，具有体积小、功耗低、可靠性高等优点。
而电容测量则是通过测量电容值来实现对被测物体参数的检测，常被应用于各种物理量、化学量、生物量等的测量。
二、基于单片机的电容测量系统设计基于单片机的电容测量系统主要包括单片机、测量电路和显示模块三个部分。
其中，单片机作为核心控制单元，负责处理测量数据并控制整个系统的工作流程；测量电路包括电容传感器和信号处理电路，用于实现电容值的测量；显示模块则将测量结果显示出来。
1、单片机选型与编程在基于单片机的电容测量系统中，单片机的选型与编程是至关重要的环节。
常见的单片机型号包括STM32、PIC、AVR等，其中STM32系列单片机具有处理速度快、功能丰富、易于开发等优点，因此被广泛应用于各种嵌入式系统中。
在编程方面，一般采用C语言或汇编语言进行编程，其中C语言由于可读性强、易于维护等特点而得到广泛应用。
2、测量电路设计测量电路是实现电容测量的关键部分，主要包括电容传感器和信号处理电路。
电容传感器是将被测物体转换为电容值的变化，而信号处理电路则将这种微小的电容变化转化为可读的电压信号，并传输给单片机进行数据处理。
常用的信号处理电路包括放大器、滤波器、运算放大器等。
3、显示模块设计显示模块用于将测量结果显示出来，一般采用LED或LCD显示屏。
其中，LED显示屏具有亮度高、寿命长、功耗低等优点，而LCD显示屏则具有显示清晰、色彩丰富等优点。
在基于单片机的电容测量系统中，一般采用LED显示屏作为显示模块。
电容器高温高压老化试验测试方案 5000V
电容器高温高压老化试验测试系统方案一、设备需求1、老化用高压电源电压范围：1000V～5000VDC；2、每路老化电容器充电电流：小于1mA；3、每次老化电容器数量：最多1000只；4、高温老化箱温度：小于180℃；5、短路检测：老化过程中自动检测每路老化电容器漏电流。
当漏电流超过100uA 时判断为电容器短路，系统自动切断该路老化电压，并在LCD显示器上进行该路短路提示；6、开路检测：老化过程前自动检测每路老化电容器是否接触良好。
老化过程中自动检测每路老化电容器是否开路。
当存在此故障时，可自动切断该路老化电压（也可选择不切断），并在LCD显示器上显示；7、当某路老化电容器存在短路或开路故障时不能影响其它电容器的老化进程，系统正常运行；8、系统老化结束时可以自动对每路电容器进行放电并检测电容器残留电压，当所有电容器残留电压均低于30V（可设定）时系统给出放电完毕指示；9、系统自动控制高温老化箱启动、温度调节、关闭等动作（高温老化箱需具备通讯控制功能）；10、老化过程中系统具有老化时间显示；11、老化过程即时显示当前老化电压、高温箱老化温度（高温老化箱需具备通讯控制功能）；12、老化过程中可独立测试并显示选定的某路老化电容器的漏电流和电容值；13、老化结束系统输出每路电容器短路、开路、合格的指示；14、系统自动记录老化过程中每路电容器漏电流、电容量的数据记录，并可显示漏电流、电容量的变化曲线；15、每次老化电容器合格、不合格、漏电流、电容量值均可记录、打印、存储、调用和分析；二、设计方案及实现过程1、概述本老化测试系统是一种最先进的电容器高温高压老化测试系统，可以实现对各种封装的电容器进行边高温高压老化边测试容量的功能。
系统由一个具备最大容量为24个插槽的单柜型高温老化试验箱和24组具备强大功能的驱动控制模块以及4台5000V高压电源组成。
高温老化试验箱的插槽间距为100mm，型号为广州五所生产的PH-401；驱动控制模块完成高压电源电压检测、漏电流检测、电容量检测、短路检测、开路检测、电容器充放电切换阵列等功能。
电容器测试中一种精密的相差检测方法
８ Ｓ５ ２ １ ５的 地 址 信 号 为 ６位 倍 频 方
波 。 其 内 部存 储 了 四 组 不 同相 位 的 正 弦 信 号 ， 变 Ｐ 、 ｌ的 状 态 ， 可 改 ｏＰ 即
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一种精密电容测试系统设计
作者：黄敏鲍旭强刘晶晶
来源：《中国测试》2017年第06期
摘要：该文介绍一种基于自动平衡电桥的精密电容测试系统设计方法，通过对激励信号与自动平衡电桥输出信号进行鉴相分析，给出被测电容值的计算方法。
为使鉴相器处于最佳工作点，得到精度更高的电容值测量结果，系统对自动平衡电桥输出信号进行反馈，并根据反馈结果，结合标准电阻选择与程控放大器对信号进行调理。
最后，在1 MHz的测试频率下对系统的电容测试精度进行验证，得出设计的电容测试系统具有较高的测试精度。
关键词：电容测试；自动平衡电桥；程控放大器；鉴相分析
文献标志码：A 文章编号：1674-5124（2017）06-0079-04
0 引言
电容是基本元器件，其特性直接影响产品的质量。
以前，电容的测量工作是给出不同的测试条件，用测量仪器人工逐点记录，然后对测量数据进行人工或计算机辅助分析与处理。
这需要投入大量的人力和物力，效率低，特别是当需要掌握连续变化条件下的某些参数时，难以达到测试要求。
随着表面贴装器件（SMD）的广泛应用，电路工作频率的不断提高，各类仪器日趋小型化、智能化，人们对测试仪的测试过程和精度有了更高要求[1]，使得电路中电感、电容、电阻（LCR）元件量值准确可靠的测量成为迫切需要解决的问题。
由于元器件在不同的信号频率下，其性能和技术指标会发生变化。
尤其在高频段，元器件参数以及元器件所表现出的特性变化更大。
此外，元器件虽然能满足出厂时的技术指标，但装入实际电路中会表现出不同的特性。
因此，了解电容在实际工作下的性能特性，设计出高质量的电路，有助于提高产品的性能和可靠性。
传统的电容检测方法有普通电桥法、谐振法等[2]。
普通电桥法测电容是由电容组成四边形测量电路，把4条臂称为桥臂，在四边形的一条对角线两端接上电源，另一条对角线两端接指零仪器。
调节臂上某些电容的参数值，使指零仪器的两端电压为零，此时电桥达到平衡。
利用电桥平衡方程，即可根据桥臂中已知元件的数值求得被测元件的参量。
普通电桥法需要人眼观察仪器指零，利用主观判别来达到平衡的条件，因而测量误差大，花费的时间长。
谐振法测电容是利用含电容的一端口电路使其在特定条件下出现电压电流同相位的来测量。
谐振法测电容与普通电桥法一样，需要人眼观察电压与电流达到同相位，利用主观判别达到谐振的条件，因而有测量精度低，谐振条件难达到的缺点。
为了克服传统测试方法的缺点，使测量数据更全面和准确，实现电子材料与元件特性测量与数据分析的自动化与智能化，所以本文根据相关技术和实际工作经验，在综合国内外有关文献的基础上[3-5]，设计了精密电容测试系统，该系统配合自动平衡电桥、模数转换电路、现场可编程门阵列（FPGA）和微处理器（MCU）。
实验中系统工作稳定可靠，满足设计要求。
2.3 误差分析与消除
本测试系统的误差取决于以下4个方面：标准电阻的准确度；DUT没有专门测量的夹具，会产生误差；选择标准电阻的继电器电路会有误差；温度漂移、随机误差[9]。
1）标准电阻的消除：标准电阻有多个档位，10，
100，300 Ω、1，3，10，100 kΩ，由于鉴相器对两个信号的幅度差值有要求，当差值过大时影响测量精度，因此在测量时使用AD9057来挑选最适合的电阻档位时，针对不同的被测件阻抗，选取合适的阻值，使输出的信号幅度与参考信号V2尽可能地接近。
并可防止信号被运放过度放大，导致信号变形。
从而最大限度地减小测量误差，使测量结果更为精确。
2）测量夹具的误差消除：对于非专业的测量夹具以及测试电路本身的分布参量，可能比被测的元件的值还要大，这时不能通过硬件方法来消除误差[10]，可以采用软件校准，即先把所有标准件的校准数据提取出来放在存储器中，测量时根据DUT的阻抗范围调出相应的校准数据进行校准处理。
3）系统误差消除：V1与V2本应该是一路信号，但是V1在经过继电器之后信号由于干扰信号会发生变化形成VA，使用程控放大器来调节信号使VA与V1相等，这样就可以尽可能地排除系统误差。
另外由于测量误差的存在，尤其是随机误差的不可避免性，对线性相关的两个物理量（测试仪测量结果与本系统测量结果）进行直线拟合时，其拟合结果往往具有一定的截距，不同的拟合直线斜率k会影响拟合误差大小。
因此当|k|1时采用最小距离平方和法来减小线性数据拟合的误差。
2.4 系统测试结果
为了验证本文提出的电容测试系统的可行性，在1～100 pF内选取一系列电容样本进行测试。
由于一般电容的精度较低，本文采用对比测试以排除样本自身精度的影响，本文设计系统的测试结果与日置3522-50LCR测试仪测量结果进行对比，测试对比如表1所示。
由对比表可得出，本测试系统在1～30 pF的电容范围内的测量误差
3 结束语
电容测试一直以来都是阻抗测试的重点与难点，传统的电容测量方法已经不能满足现代电子行业测试精度与自动测试的需求。
本文提出的电容测试系统采用结合自动平衡电桥阻抗测量技术与信号鉴相技术，通过对鉴相输入信号的采集与判断，对信号进行调理，使测试系统具有良好的工作特性。
本文设计的电容测试系统结构简单，能够对电容值进行自动测试，具有较理想的测试精度。
参考文献
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（编辑：李妮）。