简易电阻电容电感测量
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。
电阻电容电感基本知识及检测方法
电阻电容电感基本知识及检测⽅法常⽤电⼦元器件(电阻.电容,电感)检测⽅法与经验元器件的检测是家电维修的⼀项基本功,如何准确有效地检测元器件的相关参数,判断元器件的是否正常,不是⼀件千篇⼀律的事,必须根据不同的元器件采⽤不同的⽅法,从⽽判断元器件的正常与否。
特别对初学者来说,熟练掌握常⽤元器件的检测⽅法和经验很有必要,以下对常⽤电⼦元器件的检测经验和⽅法进⾏介绍供对考。
⼀、电阻器的检测⽅法与经验:1 固定电阻器的检测。
A 将两表笔(不分正负)分别与电阻的两端引脚相接即可测出实际电阻值。
为了提⾼测量精度,应根据被测电阻标称值的⼤⼩来选择量程。
由于欧姆挡刻度的⾮线性关系,它的中间⼀段分度较为精细,因此应使指针指⽰值尽可能落到刻度的中段位置,即全刻度起始的20%~80%弧度范围内,以使测量更准确。
根据电阻误差等级不同。
读数与标称阻值之间分别允许有±5%、±10%或±20%的误差。
如不相符,超出误差范围,则说明该电阻值变值了。
B 注意:测试时,特别是在测⼏⼗kΩ以上阻值的电阻时,⼿不要触及表笔和电阻的导电部分;被检测的电阻从电路中焊下来,⾄少要焊开⼀个头,以免电路中的其他元件对测试产⽣影响,造成测量误差;⾊环电阻的阻值虽然能以⾊环标志来确定,但在使⽤时最好还是⽤万⽤表测试⼀下其实际阻值。
2 ⽔泥电阻的检测。
检测⽔泥电阻的⽅法及注意事项与检测普通固定电阻完全相同。
3 熔断电阻器的检测。
在电路中,当熔断电阻器熔断开路后,可根据经验作出判断:若发现熔断电阻器表⾯发⿊或烧焦,可断定是其负荷过重,通过它的电流超过额定值很多倍所致;如果其表⾯⽆任何痕迹⽽开路,则表明流过的电流刚好等于或稍⼤于其额定熔断值。
对于表⾯⽆任何痕迹的熔断电阻器好坏的判断,可借助万⽤表R×1挡来测量,为保证测量准确,应将熔断电阻器⼀端从电路上焊下。
若测得的阻值为⽆穷⼤,则说明此熔断电阻器已失效开路,若测得的阻值与标称值相差甚远,表明电阻变值,也不宜再使⽤。
基于单片机电阻电容电感测量
基于单片机电阻电容电感测量基于单片机的电阻、电容和电感的测量是一种常见的电子设计任务,特别是在嵌入式系统和传感器应用中。
以下是简要的介绍,具体实现方式可能因应用、单片机型号和测量精度的要求而有所不同。
1. 电阻测量:使用单片机进行电阻测量的一种方法是通过构建电压分压电路,然后使用模拟输入通道或模数转换器(ADC)来测量分压后的电压。
基本步骤如下:•构建电压分压电路,将待测电阻与已知电阻串联。
•通过单片机的ADC模块测量分压电路的电压。
•使用欧姆定律和分压电路的关系计算待测电阻的阻值。
2. 电容测量:电容测量可以通过测量充放电时间常数来实现。
具体步骤如下:•将待测电容与已知电阻组成一个RC电路。
•使用单片机的定时器来测量电容充电或放电的时间常数。
•通过时间常数和电阻值计算电容值。
3. 电感测量:电感测量一般使用LC振荡电路来实现。
具体步骤如下:•将待测电感与已知电容组成LC振荡电路。
•通过单片机的定时器来测量振荡周期。
•通过振荡频率和已知电容值计算电感值。
注意事项:1.校准:对于精度要求较高的测量,建议在使用前进行校准。
2.信噪比:在测量中要注意信号质量和干扰,尤其是在电容和电感的测量中。
3.电源电压:确保单片机和测量电路的供电电压稳定。
4.选择合适的元件值:为了提高测量的精度,选择合适的已知电阻、电容和电感值。
5.滤波:可以在测量结果中引入滤波以降低噪声。
这仅仅是一个简要的概述,具体的实现可能因项目要求和硬件平台而有所不同。
在设计时,请仔细考虑电路的特性和单片机的性能。
电阻电容电感测量仪
总体原理方框图
• 如图一所示:
被测 电阻
RC振荡 器 单 片 机 msp
430g 2553
三路通道 选择开关
被测 电容
RC 振 荡 器
模 拟 开 关
AD4052
被测 电感
电容三点 式震荡器
数 字 显 示
图一
模块调试分析及数据分析
VCC
电阻电容模块:
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 小即可求得电阻电容的大小,利用公 1 f 式 ,如果固定电 (ln 2 ) C ( R 2 R ) 阻值,则可测得电容值,固定电容值, 电阻也利用同样的原理测得。该方案 硬件电路实现简单,能测出较宽的电 容电阻范围,完全满足题目的要求。 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 可直接输入单片机处理。测量数据也 满足误差在5%左右,经调试电路改进 误差达到更低。
RST DIS THR TRI CON GND 1
LM555CM
单片机模块:
在系统设计中,以MSP430G225 3单片机为核心的电阻、电容、电感 测试仪,将电阻,电容,电感,使用 对应的振荡电路转化为频率实现各个 参数的测量。由AD4052控制电 阻电容电感的换档测试。通过定时并 且计数可以计算出被测频率,再通过 该频率计算出被测参数。使用C语言 编程编写了系统应用软件;包括主程 序模块、显示模块、电阻测试模块、 电容测试模块和电感测试模块、键盘 模块、整形模块、模拟开关模块。在 测试时将被测参数通过本系统测量出 来的示值与参数的标称值进行对比, 进而可以知道系统的测试精度较高。
VCC L1 100mH R1 100kΩ Q1 C3 100nF C5 2N2222 C1 100nF R2 1.0kΩ 100nF R3 1.0kΩ C6 0.1µF 10nF C4 Q2 R5 100kΩ VCC 5V
电阻\电容和电感简易测量方法
电阻\电容和电感简易测量方法一、系统原理与结构系统框图结构如图1所示。
由单片机选择通道,向模拟开关送两位地址信号,取得振荡频率,然后根据所测频率判断是否转换量程,或是把数据进行处理后,送数码管显示相应的参数值。
二、测量Rx的Rc的振荡电路如图2所示,它是一个由555电路构成的我谐振荡器电路。
其振荡周期为:T=T1+T2=(In2)(R4+2Rx)C8,故此:Rx=1/[(21n2)C8f]-R4/2为使振荡频率保持在10Hz~100kHz频段(单片机计数的高精度范围),需选择合适的C8和R4值,同时要求电阻功耗不能太大。
在第一个量程选择:R4=200Ω,C8=0.22μF;第二个量程选择:R4=20Ω,C8=1000pF。
这样在第一量程中,Rx=100Ω时(下限)f=16.4kHz。
因为RC振荡的稳定度可达10-3,而单牌机频率最多误差一个脉中,所以由单片机测量频率值引起的误差在1%以睛。
量程转换原理为:单片机在第一个频率的记录中发现频率过小,即通过继电器转换量程。
再测频率,计算出Rx值。
在电路中采用了稳定性良好的独石电容,所以被测电阻的精度可达1%。
三、测量Cx的RC振荡电路测量Cx的RC振荡电路与测量Rx的振荡电路完全一样,若将图2中的R4的Rx换成R1、R2。
C8换成Cx,且R1=R2,则f=1/[3(1n2)R1Cx]。
两量程中的取值分别为:第一量程R1=R2=510Ω;第二量程:且R1=R2=10Ω。
这样取值使电容挡的测量范围很宽。
在电路中采用精密的金属膜电阻,其值的变化能够满足1%左右的精度,使得电容的精度也可以做得较高。
四、测量Lx的电容三点式振荡电路如图3所示,在电容三点式振荡器中,C1、C2分别采用1000pF和2200pF 的独石电容,其电容值远远大于晶体管极间电容,所以极间电容可以忽略。
根据振荡频率公式,对于10μH的电厂其频率约等于1.92MHz。
由于单片机采用6MHZ 晶振,最快只能计几百kHz的频率,因为在测电感这一挡时,只能用分频器分频后送单片计数。
最实用的电阻电感和电容的测量
RX
R2 R3 R4
R4
jCX
R3
jC2
CX
R4 R3
C2
② 谐量cs1,调节信号源频率使回路谐 振,则
jL 1 JC S 1
接入cx,保持信号源频率不变,调节cs至较小容量cs2,使回
路重新谐振,则
jL
1
J(CS 2 C X )
电阻、电感和电容的测量
一、阻抗的定义
1、基本定义:
2、电阻、电感和电容的等效模型 电阻 电容 电感
二、电阻的测量 1、电阻的分类
① 材料 碳膜电阻、金属膜电阻、绕线电阻等
② 外形 固定电阻、可变电阻、贴片电阻
③ 精度 普通电阻、精密电阻
④ 敏感电阻
光敏、压敏、热敏、气敏等
普通碳膜电阻 压敏电阻
功能开关
四、电容的测量
1、作用 旁路、滤波、谐振等
RC谐振
2、分类
涤纶电容
瓷介电容
3、电容的测量 ① 交流电桥
量程
接线 柱
功能
原理:电容串联电桥(韦恩电桥)
RX
1
jCX
R3
R2
1
jC2
R4
1
1
(RX jCX )R4 (R2 jC2 )R3
RX R4
R2 R3
贴片电阻 光敏电阻
热敏电阻
2、色环标注法
颜黑棕红橙黄绿蓝紫灰白金银无
色
色
1、 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 - - 2
3
-
100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 101 102
测量电容电感的方法
测量电容电感的方法测量电容和电感是电路测试和电子工程中常见的任务。
下面将介绍几种测量电容和电感的方法。
一、测量电容的方法:1. 直流法:使用直流电源和电压表测量电容。
连接直流电源正极至电容一极,再将电容的另一极接地,最后使用电压表测量电容两极间的电压。
然后根据充电公式Q = C ×V,其中Q 为电荷量,C 为电容,V 为电压,可以计算出电容的数值。
2. 交流法:使用交流电源和示波器来测量电容。
将交流电源接入电容,然后将示波器连接到电容上。
通过测量电容上的电压和电流的相位差,可以计算出电容的数值。
一种常见的交流法是使用RC串联电路,通过测量电压和电流之间的相位差来计算电容。
3. 桥路法:使用电容桥来测量电容。
电容桥是一种能够测量电容的电路,它的原理是通过调节电容的两个分支上的电阻来平衡电桥电路,使得电桥两侧电压为零。
然后通过调节电容的代表值来测量所需电容的数值。
电容桥可以是无源电容桥或有源电容桥。
二、测量电感的方法:1. 直流法:使用直流电源和电流表测量电感。
将直流电源连接到电感线圈,然后将电流表连接到电感两端,通过测量电流和电压之间的比值,可以计算出电感的数值。
根据直流电感计算公式L = ΔΦ/ ΔI,其中L 为电感,ΔΦ为磁通量的变化量,ΔI 为电流的变化量。
2. 交流法:使用交流电源和示波器来测量电感。
将交流电源接入电感线圈,然后将示波器连接到电感上。
通过测量电感上的电压和电流的相位差,可以计算出电感的数值。
一种常见的交流法是使用RL串联电路,通过测量电压和电流之间的相位差来计算电感。
3. 桥路法:使用电感桥来测量电感。
电感桥是一种能够测量电感的电路,它的原理类似于电容桥。
通过调节电感的两个分支上的电阻来平衡电桥电路,使得电桥两侧电压为零。
然后通过调节电感的代表值来测量所需电感的数值。
电感桥可以是无源电感桥或有源电感桥。
总结:测量电容和电感的方法主要有直流法、交流法和桥路法。
直流法是通过测量电容或电感上电流和电压之间的关系来计算其数值。
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。
简易电阻、电容、电感测量仪 ppt课件
555定时器构成多谐振荡器
▪ 根据555定时器构成多谐振荡器,产生脉冲波形,通过单 片机读取高低电平得出频率,通过公式换算得到电阻阻值。 由
得到公式:
f=1/ [(R1+2R2)*C*In2]
R2=1/2*[1/ (f*c*Ln2)-R1]
▪ 上述四种方案从对测量精度要求而言,方案一的测量精度 极差,方案二电阻测量范围较窄,方案三需要测量的电阻 值多,而且测量调节麻烦,不易操作与数字化,相比较而 言,方案四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四。
这些因素导致电阻测量范围较窄。
▪ 方案三:直流单臂电桥
在《电工基础课》中已经讲到,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,1 有以下关系 式成立:
R2
RX=
×R4
R3
Rx R4
R2 R3
D
E
S
图 直流单臂电桥原理图
R1
R3
◆优点:万用表操作简单但精度不高,直流单臂电桥的测
量精度较高;
禁止端 模拟信号接地端 数字信号接地端
电源+
CD4052接口电路
▪ CD4052真值表
▪ CD4052是一个双4选一的多路模拟选择开关,其使用真值 表如
引脚号 1245 11 12 14 15
9 10 3 13 6 7 8 16
CD4052各引脚分布图
CD4052引脚功能说明 符号
IN/N
INH VEE Vss VDD
CD4052引脚功能说明表
功能 Y 通道输入/输出端 X 通道输入/输出端
地址端 Y 公共输出/输入端 X 公共输出/输入端
电阻电容电感的认识与检测实验报告 -回复
电阻电容电感的认识与检测实验报告 -回复一、实验目的:1. 了解电阻、电容和电感的基本概念和特性;2. 掌握电阻、电容和电感的温度特性;3. 学会使用万用表和示波器检测电阻、电容和电感的性质。
二、实验器材:1. 电阻:选择几个不同阻值的电阻;2. 电容:选择几个不同容值的电容;3. 电感:选择几个不同电感值的电感;4. 万用表;5. 示波器;6. 直流电源;7. 接线板等。
三、实验步骤:1. 实验1:电阻测量(1) 用万用表测量所给电阻的阻值;(2) 测量不同电阻材料(如铜线、铁丝等)对电阻值的影响;(3) 测量温度对电阻值的影响。
2. 实验2:电容测量(1) 使用万用表测量所给电容的容值;(2) 建立一个简单的电容电路,用示波器观察电容充电和放电过程。
3. 实验3:电感测量(1) 使用万用表测量所给电感的电感值;(2) 建立一个简单的电感电路,用示波器观察电感的响应信号。
四、实验结果与分析:1. 实验1:电阻测量(1) 通过万用表测量出的电阻值应该与电阻上标注的阻值相近;(2) 不同电阻材料的电阻值可能会有差异,铜线的电阻值相对较小,铁丝的电阻值相对较大;(3) 随着温度的升高,电阻值可能会增大或减小,观察温度-电阻曲线的特性。
2. 实验2:电容测量(1) 通过万用表测量电容的容值应与实际容值相近;(2) 使用示波器观察电容充电和放电过程,对充电时间常数和放电时间常数进行分析。
3. 实验3:电感测量(1) 通过万用表测量电感的电感值应与实际电感相近;(2) 使用示波器观察电感响应信号,了解电感的特性。
五、实验结论:1. 电阻是阻碍电流通过的元件,通过测量其阻值可以了解其阻碍电流的大小;2. 电容是储存电荷的元件,通过测量其容值可以了解其储存电荷的能力;3. 电感是储存磁能的元件,通过测量其电感值可以了解其储存磁能的大小;4. 温度对电阻值的影响可能会使电阻值发生变化,不同材料的电阻值也会有所差异。
实验内容电阻电感电容的测量doc
电阻、电感、电容的测量一、目的1、学习使用兆欧表。
2、学习万用表的工作原理。
3、学习使用直流电桥,万用电桥。
掌握误差分析的计算方法。
4、设计一个简单的直流电桥。
二、原理(略)三、实验设备(1)直流毫安表1台(2)直流单臂电桥1台(3)直流双臂电桥1台(4)交流电桥1台1台(5)兆欧表(6)电阻箱4 1台(7)实验装置1台四、实验内容与步骤1、直流单电桥测量电阻○1将检流计调零,使其机械指零。
○2将30Ω的电阻接在QJ23型直流单电桥上x R的两个接线柱上,选择适当的比较臂,各档充分利用,以提高测量的精度,选用⨯0.01档○3调节“比较臂”的电阻为300Ω。
○4按下电源按钮B并锁住,按下按钮G,若指针向正的方向偏转,则应加大比较臂电阻,反之,则应减小电阻,直流检流计指针为零,说明此时电桥平衡,记下比较臂的电阻值。
○5分别将按钮G、B放松,将30Ω电阻换为51Ω、510Ω、200Ω,重复以上步骤,数据见表1。
表1、直流单电桥2、直流双电桥测量电阻○1在直流双电桥底部装入电池,并将被测电阻按电路图接在电桥相应的1C 、2C 、1P 、2P 接线柱上○2将开关K 扳到“开”的位置,稍等片刻,调节指零仪指针,使其指零。
○3选择量程因素为⨯1,调节步进盘读数为0.04,调节指零仪的灵敏度旋钮,使其处于最低位置,○4按下按钮 G 并锁住,用手按住B ,调节步进盘和滑线盘读数,调节指零仪的灵敏度旋钮,增加灵敏度,使其指针为零,记下步进盘和滑线盘的读数。
○5选择量程因素为⨯0.1,⨯0.01,重复步骤○4。
数据见表2。
表2、直流双电桥3、设计一个简单的直流电桥。
用三个电阻箱,一个电流表,以及利用实验装置上的直流稳压源组成一个简单的直流电桥。
如图1如图1所示。
其中,1R 、2R 、3R 和4R 构成四个桥臂,a 、b 、c 和d 是四个顶点,G 是电流表,E 是电源。
a 、b 两点之间接有电源,称电源对角线;c 、d 两点之间有接有检流计,称检流计对角线。
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。
4项目四:电阻电容和电感的测量
R R 2Rn
rR 2
(R3R4)
XR 1
rR3R4 R1 R2
由以上表达式可以看出,被测电阻由两部分组成,第一部分与单
臂电桥2020的/2/8 完全相同,第二项称为校正项
电桥的特点: (1)R1、R2、R3、R4的阻值均不低于10Ω的标准电阻,R1与 R3、R2与R4做成机械联动,保证 R 3与 R 4始终相等。
R1 R2
(2)连接Rn和Rx的导线尽可能的采用导电性良好的粗铜母线, 使r=0
由以上两项措施可以保证校正项式中等于零,完全相同,从而使 双臂电桥和单臂电桥的使用和计算完全相同。
2020/2/8
⑶、消除接触电阻和接线电阻的原因 ①、Cn1和C1 的接触电阻和接线电阻与电源电路相连接,由电桥 平衡的条件可知,对测量没有影响。 ②、Cn2和 C2接触电阻和接线电阻与连接线r相连接,由电桥平衡 的条件可知,对测量没有影响。 ③、Pn2和P2接触电阻和接线电阻与电阻R3、R4相连接,由电桥平 衡的条件可知,对测量没有影响。 ④、Pn1和P1接触电阻和接线电阻与电阻R1、R2相连接,由于接线 电阻和接触电阻的阻值R1,R2相比很小 ,因此可以忽略。 ⑷、QJ103型直流双臂电桥简介
D 损耗系数、P品质因数R等6
⑴交流阻抗电桥的结构原理图
P
Z4 Z3
如它图有4四R-个36所桥R5示臂,R分4别由交流阻 抗元件组成,一条对角线接电
U~
源⑵,交+一流条阻对抗角电U线桥接原检理-流计。
图 4-6 交流阻抗电
当图 对臂4- 复5阻高 抗阻 之积值相电等桥时电,原理图
检流计指针指零,电桥达到平衡时,即:
测量结果:被测电阻的大小等于比较臂的数值乘以比率臂的数 值
如何检测常用电子元器件
如何检测常用电子元器件常用电子元器件是电子设备中最基本的组成部分,可以分为被动元器件和主动元器件两大类。
被动元器件包括电阻、电容、电感和变压器等,主动元器件包括二极管、三极管、场效应管、集成电路等。
为了检测这些常用电子元器件,我们可以采用以下几种方法:1.测试电阻:-使用万用表的电阻档位测量,将被测电阻两端接入电路,测量其电阻值。
-通过电阻色环上的彩色环带,可以判断电阻的阻值范围和精度。
2.测试电容:-使用LCR电桥或LCR万用表测量,将被测电容两端接入电桥或万用表,可以测量电容的容值、电感和电阻等参数。
-使用示波器观察电容的充放电曲线,根据充电时间常数可以计算电容的容值。
3.测试电感:-使用LCR电桥或LCR万用表测量,将被测电感两端接入电桥或万用表,可以测量电感的电阻、电容和电感等参数。
-使用示波器观察电感对交流信号的响应特性,可以判断电感的质量和参数。
4.测试变压器:-使用交流电源和示波器,将待测变压器的输入输出端分别接入电源和示波器,观察输出信号的变化情况,并比较输入输出信号的电压变化比,可以判断变压器的电压变换比和效率。
5.测试二极管:-使用万用表的二极管测试档位,将二极管的正负极分别接入万用表的测试端,根据测试结果可以判断二极管的导通、正向压降、反向电流和反向击穿电压等参数。
-使用示波器观察二极管对交流信号的整流特性。
6.测试三极管或场效应管:-使用万用表的二极管测试档位或特殊的三极管测试装置,将三极管的引脚按照正确的顺序接入测试装置,可以通过测试装置的指示灯或显示屏上的参数值判断三极管的类型、正常工作与否、电流放大倍数等参数。
7.测试集成电路:-使用万用表或逻辑分析仪等设备,根据集成电路的引脚定义和功能手册,将集成电路的引脚接入相应的测试设备,可以对集成电路的电流、电压、时序等参数进行测试,判断其功能是否正常。
在进行电子元器件检测时,需要注意以下几点:-了解被测元器件的参数范围和测试方法,根据具体情况选择合适的测试设备和方法。
简易电容电感测量仪的制作
收稿日期:2005—09—10作者简介:纪丽凤(1971-),女,辽宁营口市人,工程师,主要从事电子技术教学研究.【学术研究】简易电容电感测量仪的制作纪丽凤1,张廷辉2(11辽宁信息职业技术学院,辽宁辽阳111000;21辽河油田,辽宁盘锦124000) 摘 要:介绍一种简易电容电感测量仪的原理、制作与使用注意事项.关键词:交流电桥法;信号源;平衡指示器;振荡器中图分类号:T M938 文献标识码:A 文章编号:1008-5688(2005)04-0017-01电容和电感都是构成电路的最基本元件,测量电容和电感可以用伏安计法、电桥法、谐振法等多种方法.本文中设计的电容电感测量仪采用交流电桥法,具有测量范围较宽、精度较高、工作稳定、使用方便的特点,而且制作调试简单容易.1 电容电感测量仪电路组成 电容电感测量仪既可以测量电容,又可以测量电感,由一个测量选择开关决定.电容测量范围为:5pF ~100μF ,共分7档量程;电感测量范围为:5μH ~100H ,共分7档量程;可通过量程开关选择.各档位测量范围见表1.图1为电容电感测量仪电路原理图.电路中使用了4个集成运算放大器,分别构成信号源和平衡指示器.电阻R 10~R 17、电位器R P 、电容器C 5以及被测电容或电感等构成测量电桥.S 1是量程开关,S 2是测量选择开关.构成电桥桥臂的阻容元件阻值或容量必须准确,以保证测量精度. 表1S 1档位测C 测L 1100μF 011mH 210μF 1mH 31μF 10mH 31μF 10mH 4011μF 100mH 50101μF 1mH 61000pF 10H 7100pF 100H 2 测量原理分析211 测量原理测量原理如图2所示.被测元件阻抗Z X 与已知元件阻抗Z A 、Z B 、Z C 构成电桥的4个臂,电桥的一组对角线A 、B 间接交流信号源,另一组对角线C 、D 间接平衡指示器.当Z X Z C =Z A Z B 时,电桥平衡,C 、D 间电(下转75页)第7卷第4期2005年10月 辽宁师专学报Journal of Liaoning T eachers College V ol 17N o 14Oct 12005明:实验组台阶指数成绩高于对照组.说明登山运动处方在实施过程中主要是走、跑交替的耐力性运动,它可以有效提高实验对象的耐力素质.增强学生的心肺功能.31113 登山运动处方对身体素质指标的影响实验前后,实验组在50m 、800m 、腰、腹和下肢各关节灵活性、坐位体前屈几方面素质上有显著提高.其中在耐力和灵活性上呈非常显著性差异,这说明了学生平时参加运动的机会很少,尤其在速度、耐力和灵敏素质方面的锻炼较少.这样一旦运动起来很容易表现出显著性.同时,由于高职学生的专业特点,更加约束了他们参加运动的时间和效果.因此,以灵活多样的运动形式和内容,适时地增加学生参加运动的时间和机会,能够全面发展学生的身体素质.312 登山运动处方对人文知识掌握的影响本实验目的之一是通过本地域登山运动处方的实施,提高学生人文素质.从实验前后28名学生试卷成绩分析来看,说明了对人文知识的掌握还须有一个认识与强化的过程,通过实验组和对照组的成绩提高的差值来看,所施加学生当导游员的因素(导游员准备、导游等过程),也使学生的综合能力得到了充分地培养与提高.比如:语言表达能力,收集和处理材料的能力、随机应变的能力等.同时,在人文知识掌握的全过程中,注重学生智商和情商的有机融合,而同学们人文素质的积累就是情商的本质表现,这个智,的确达到了本次实验的目的.4 结论(1)本论文所设计的登山运动处方可改善高职学生身体状况,减少腹部、腰部皮褶厚度;可明显提高台阶指数,增强心肺功能;学生的耐力、灵活性和下肢爆发力得到明显改善.(2)在登山运动处方实验中,学生当导游员,可以强化学生对本地域人文知识的掌握.提高高职学生热爱家乡,为本地区经济建设服务的意识.(责任编辑 刘国忠,朱成杰)(上接17页)位差为零.由于Z A 、Z B 、Z C 已知,所以可测出Z X .212 电容的测量测量电容采用惠斯顿电桥,见图3.C X 为被测电容,C 0为标准电容,R A 、R B 为标准电阻,U 是交流信号源,P 是做平衡指示用的电流表.电桥平衡条件为C X R A =C 0R B ,当电桥平衡时,C X =(C 0R B )/R A .213 电感的测量测量电感采用马克斯韦电桥,如图4所示.L X 为被测电感,C 0为标准电容,R A 、R B 为标准电阻.电桥平衡条件为L X /C 0=R A R B ,当电桥平衡时,L X =C 0R A R B .为了简化电路、方便使用,本测量仪忽略了电容电感的损耗问题,完全可以满足业余测量对精度的要求.214 信号源和平衡指示器原理集成运放IC l -1等构成文氏桥振荡器,产生116kH z的正弦波作为测量电桥的信号源(见图5).IC i -2为缓冲放大器,以隔离电桥电路对振荡器的影响.IC 2-1和IC 2-2构成两级放大器,将电桥C 、D 间检测到的信号进行放大,总增益68dB (2500倍),使测量仪具有很高的检测灵敏度,易于调节电桥平衡,提高测量精度.放大器的输出接压电蜂鸣器B ,作为电桥平衡指示.电桥完全平衡时,蜂鸣器无声.信号源输出经变压器T 1耦合至电桥AB 间,电桥CD间的检测信号经变压器T 2耦合至平衡指示器,这样信号源与平衡指示器便可以有公共接地点,以便用一组直流电源供电,示意图如图6所示.(责任编辑 王立俊,王 巍)李雪松,等高职学生登山运动处方实践研究75 。
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。
简易电阻、电容和电感测试仪设计原理
简易电阻、电容和电感测试仪设计原理简易电阻、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.基本要求(1)测量范围:电阻100Ω~1M Ω;电容100pF 100pF~~10000pF 10000pF;电感;电感100μH ~10mH 10mH。
(2)测量精度:±5% 。
)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。
三、设计步骤三、设计步骤1、分模块测量电路的设计原理(1)电阻测量电路的基本原理电阻测量仪的关键技术是电阻测量仪的关键技术是R X /V 转换器,转换器,R R X 即所需测量的电阻,无论电路多么复杂,总可以把与R X 相并联的元件等效为两只互相串联的电阻R 1和R 2。
由此构成三角形电阻网络,其原理图如下所示:上图中R 0为量程电阻,只要使R 1两端呈等电位,此时U R1=0=0,则,则R 1相当于开路,路,R R 2变成运放的负载电阻,变成运放的负载电阻,R R 1和R 2就不起分流作用,这样即可直接测就不起分流作用,这样即可直接测 R R X 的阻值。
的阻值。
E E 为测试电压,为测试电压,I I S 为测试电流,设流过R X 和R 1的电流分别为I X 和I 1,根据基尔霍夫定律可知:,根据基尔霍夫定律可知:I S =I X + I 1又根据“虚地”原理,则又根据“虚地”原理,则U R1= I 1 R 1=0故I 1=0=0,可忽略不计。
由此得到:,可忽略不计。
由此得到:,可忽略不计。
由此得到:I S =I X再考虑到C 点接地,则D 点为“虚地”,因此:点为“虚地”,因此:I S=E/ R0进而推导出:进而推导出: U X= I X R X= I S R X= (E/ R0)·R X显然,只要能得到RX 两端的电压UX,就能求出RX的值,即:的值,即: R X= U X/(E/ R0)= U X R0/ E这就是电阻测量的基本原理。
简易数字式电阻电容和电感测量仪设计方案
简易数字式电阻电容和电感测量仪设计方案设计一个简易的数字式电阻、电容和电感测量仪可以分为以下几个步骤:1.设计测量电路:首先,需要设计一个测量电路,电路可以使用基本的电压和电流测量技术。
电阻测量可以使用恒流法或恒压法,电容测量可以使用充放电法或交流法,电感测量可以使用交流法。
根据选择的测量方法设计合适的电路。
2.选取合适的传感器:为了实现数字化测量,需要选择合适的传感器。
电阻可以使用电阻表,电容可以使用电容计,电感可以使用电感表。
根据需要选择合适的传感器并进行调试和校准。
3.连接传感器与微控制器:将选取的传感器与微控制器进行连接,确保传感器的输出信号可以被微控制器读取。
可以使用模拟输入通道或数字接口来连接传感器和微控制器。
4.编写微控制器程序:根据测量电路和传感器的特性,编写微控制器的程序,实现测量功能。
程序中需要包括对传感器信号的处理、测量结果的计算和存储等功能。
5.设计用户界面:为了方便使用,可以设计一个简单的用户界面。
可以使用液晶显示屏、按键或触摸屏等组件来实现用户界面。
用户界面可以用来选择测量类型、显示测量结果等。
6.调试和测试:将硬件和软件部分进行集成,并进行调试和测试。
确保测量准确性和可靠性,对测量仪进行必要的校准和调整。
总结:设计一个简易的数字式电阻、电容和电感测量仪需要选择合适的测量电路和传感器,采集传感器信号并经过微控制器处理、计算和显示。
同时需要设计合适的用户界面,实现用户操作和结果显示。
最后进行调试和测试,确保测量仪的准确性和可靠性。
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。
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,围:100欧~1M欧;3.(基本要求)电容容值测量,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。
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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VRx 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构成单稳态的方案图3 555定时器构成单稳态根据555定时器构成单稳态,产生脉冲波形,通过单片机读取高低电平得出频率,通过公式换算得到电阻阻值。
由f=1/ [(R1+2R2)*C*In2]得到公式:R2=1/2*[1/ (f*c*Ln2)-R1]上述三种方案从对测量精度要求而言,方案一的测量精度极差,方案二需要测量的电阻值多,而且测量调节麻烦,不易操作与数字化,相比较而言,方案三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三。
1.2.2 电容测量方案方案一:直接通过串联路原理。
通过电容换算的容抗跟已知电阻分压,通过测量电压值,再经过公式换算得到电容的值。
原理同电阻测量的方案一。
方案二:交流电桥平衡原理(原理图同图2)通过调节Z1,Z2使电桥平衡。
这时电表的毒水为零。
通过读取Z1,Z2,Zn的值,即可得到被测电容的值。
方案三:555构成单稳态原理根据555定时器构成单稳态,产生脉冲波形,通过单片机读取高低电平得出频率,通过公式换算得到电容值。
由f=1/ [(R1+2R2)*C*In2]得到公式:Cx=1/ [c*Ln2 (R1+2*R2)]本设计采用方案三。
1.2.3电感测量方案方案一交流电桥测量(原理同电容测量)方案二电容三点式构成正弦波原理图3 电容三点式根据电容三点式公式LCC*21C2*C1210f+=π从而可得电感的计算公式()21C2*C1212CCfL+=π方案三谐振法测量图4 谐振法测量1.2.4 显示方案方案一:采用点阵式液晶显示器(LCD)显示。
方案二:采用发光二极管(LED)显示。
由于led只能显示简单的数字与简单的特殊字符,基于本设计题目要求,需要显示的测量量多,而且测量的量程范围大,明显led无法方便明了的显示,所以本设计采用的是lcd1602液晶显示,1602具有低功耗节能的作用,而且能够更好的显示出我们所需要的测量显示。
1.3 方案论证1.3.1 总体思路本设计是基于单片机A T89S52智能处理,根据单片机的外接按键控制测量电路的选择,通过ne555定时器构成的多谐振荡器和电容反馈式三点式构成的振荡电路长生的一定频率的波。
再通过单片机的I/O口对高低电平的捕获读出频率,再通过程序算法处理换算成电阻电容电感的值,然后再通过单片机送给1602液晶显示。
RLC简易测量仪设计的关键问题是:如何完成RLC的测量。
RLC简易测量仪设计的核心问题是:如何产生转化电路输出频率。
1.3.2 设计方案系统方框图如图5所示。
图5 系统方框总图2. 单元电路设计简易电阻电容电感测量仪功能:测量并显示被测电阻电容电感的值。
简易电阻电容电感测量仪所需器件:ne555定时器,8015三极管,1602液晶显示,单片机AT89S52。
被测量RLC 电路频率f 单片机显示RLC图6 测量原理框图2.1 电阻测量电路电阻的测量采用“脉冲计数法”,如下图所示由555电路构成的多谐振荡电路,通过计算振荡输出的频率来计算被测电阻的大小。
555接成多谐振荡器的形式,其振荡周期为:T=t1+t2=(ln2)(R1+Rx)*C1+(ln2)Rx*C1得出:即:电路分为2档:1.100≤Rx<1000欧姆:IOA5设置为高电平输出,IOA7设为低电平输出;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 <16K2.1000≤Rx<1M欧姆:IOA6设置为高电平输出,IOA8设为低电平输出。
R1=20k欧姆;C1=103PF;Rx =(1.443*(1e+8))/(2* fx)-(1e+4)图7 电阻测量电路2.2电容测量电路电容的测量同样采用“脉冲计数法”,如下图所示由555电路构成的多谐振荡电路,通过计算振荡输出的频率来计算被测电容的大小。
555接成多谐振荡器的形式,其振荡周期为:T=t1+t2=(ln2)(R1+R2)*Cx+(ln2)R2*Cx我们设置R1=R2;得出:即:电路分为2档:R1=510K欧姆:IOA10设置为高电平输出;R4=R6;Cx= (0.94*(1e+6))/ fx;对应的频率范围为:9.4K≤fx <0.94KR1=100K欧姆:IOA9设置为高电平输出;R5=R6;Cx =(4.81*(1e+6))/ fx;对应的频率范围为:480Hz≤fx <4.8K图8 电容测量电路2.3 电感测量电路电感的测量是采用电容三点式振荡电路来实现的。
三点式电路是指:LC回路中与发射极相连的两个电抗元件必须是同性质的,另外一个电抗元件必须为异性质的,而与发射极相连的两个电抗元件同为电容时的三点式电路,成为电容三点式电路。
得出:即:Lx=(38*(1e+6))/ f02图9 电感测量电路2.4 液晶显示电路3. 软件设计3.1 程序流程4. 系统测试4.1 测试仪器与设备测试用仪器与设备如下:双通道示波器,数字示波器,万用表,单片机最小系统,函数信号发生器proteus仿真软件,keil单片机编程软件,multisim仿真软件。
4.2 指标测试首先按照电路图连接好电路,首先选择好测量电阻电路:1、调节滑动变阻器,测量不同阻值的电阻产生的多谐振荡脉冲波的频率。
将结果记录下表1中。
表 12、替换不同电容,测量不同电容产生的多谐振荡脉冲波的频率。
将结果记录表2中。
3、替换不同电感,测量不同电感产生的震荡波的频率。
将结果记录表3中。
4、利用函数信号发生器产生一定频率有效值为4V的正弦波输入单片机,按键测试液晶显示的数值,并记录表中。
5、各分立电路级联测试,测量电阻电容电感时直接在液晶上分别显示设计装置得到的电阻电容电感的值。
5 结论经过团队的几天的不懈努力,终于将电阻电容电感简易测量仪制作完成,本设计完成了设计要求基本部分的全部要求,发挥部分大部分要求。
整个装置电路简单,测量可靠,稳定性好,使用继电器控制开关实现一定智能化,使用液晶显示,使显示更加明朗清晰。
参考文献:[4]童诗白,华成英,模拟电子技术基础.高等教育出版社。
2006.5第四版[5]阎石,数字电子技术基础. 高等教育出版社2006.5 第五版附录:附录1.主要元器件清单附录2:程序清单#include <reg52.h>#include "1602.h"#define DataPort P0#define ADCPort P2#define uchar unsigned charsbit button_r=P1^0;sbit button_c=P1^1;sbit button_l=P1^2;sbit button_q=P1^3;sbit UP=P2^0;sbit LED_R=P1^4;sbit LED_C=P1^5;sbit LED_L=P1^6;sbit LED_Q=P1^7;sbit RS=P3^0;sbit RW=P3^1;sbit EN=P3^2;sbit START=P3^7;unsigned char func;unsigned long int R,C,L,f,y;uchar i=0;uchar aa,bb,cc;//uchar code aa[5]="free";uchar code meun[2][16]={" is: ","00000000 "}; uchar code m[10]="0123456789";unsigned char T0count;unsigned char timecount;bit flag;void pinlv();void Intar_T0T1(void){flag=0;timecount=0;T0count=0;TH0=0;TL0=0;TR0=1;TR1=1;}void delay1(void){int i;for(i=80;i>0;i--);}void delay_ms(uchar t){unsigned char i;while(t--)for(i=0;i<120;i++);}void WriteData(uchar dat){EN=0;RS=0; //********RS寄存器选择输入端,当RS=0;当进行写模块操作,指向指令寄存器。