电容测试仪的设计
电容测试仪课程设计
电容测试仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电容测试仪的基本原理，掌握其操作方法和使用步骤。
2. 学生能运用电容测试仪进行电容器的测量，并准确读取测量结果。
3. 学生了解电容器的容值范围及其在电子电路中的应用。
技能目标：1. 学生能够独立操作电容测试仪，进行实际电容器的测量，并解决简单测量问题。
2. 学生通过实际操作，培养观察、分析、解决问题的能力。
3. 学生能够运用所学的知识，设计简单的电容测试实验，提高实验操作技能。
情感态度价值观目标：1. 学生通过本课程的学习，培养对物理实验的兴趣和热情，提高学习积极性。
2. 学生在团队合作中，学会相互尊重、沟通协作，培养团队精神。
3. 学生了解电容测试仪在电子测量领域的作用，认识到科技对生活的影响，增强社会责任感和创新意识。
课程性质分析：本课程为物理实验课，旨在帮助学生将理论知识与实际操作相结合，提高学生的实践能力和动手能力。
学生特点分析：初三学生已具备一定的物理知识和实验技能，对新鲜事物充满好奇心，但操作熟练度有待提高。
教学要求：1. 教学内容与课本紧密结合，注重实践操作，提高学生的动手能力。
2. 教师应引导学生主动参与实验，培养学生的学习兴趣和探究精神。
3. 教学过程中，注重培养学生的团队合作意识和沟通能力。
二、教学内容1. 电容测试仪基本原理- 电容器的定义及工作原理- 电容测试仪的工作原理与测量方法2. 电容测试仪的操作方法与使用步骤- 电容测试仪的连接与准备- 电容测试仪的操作流程- 电容器的测量及结果读取3. 实际操作：电容器测量- 选择不同容值的电容器进行测量- 学生分组操作，相互协作，完成测量任务4. 电容测试仪在电子电路中的应用- 电容器在电子电路中的作用- 电容器容值对电路性能的影响5. 教学案例分析- 分析实际测量中可能遇到的问题及解决方法- 讨论测量结果与理论值的偏差原因6. 课堂小结与作业布置- 总结本节课的重点知识- 布置与教学内容相关的作业，巩固所学知识教学内容安排与进度：第一课时：电容测试仪基本原理及操作方法学习第二课时：实际操作：电容器测量第三课时：电容测试仪在电子电路中的应用及案例分析教材章节关联：本教学内容与教材中“电容器”章节相关，涵盖了电容器的原理、测量及应用等方面，有助于学生深入理解电容器相关知识。
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。
数字电容测试仪课程设计
数字电子技术课程设计报告项目名称：数字电容测试仪班级：1611电子姓名：李瑞（2016111123）程家豪（2016111104）胡焱（2016111115）胡永凯（2016111116）指导老师：王正强1.1引言电容器在电子线路中得到广泛的应用，它的容量大小对电路的性能有重要的影响，此次我们的课程设计就是用数字显示方式对电容进行测量。
它由测试电路和显示电路两部分组成。
通过使用测试电路中555定时器做多谐振荡器，电容配合电阻充放电产生一系列的方波脉冲，再通过计数器记数算出电容的值，从而实现数码管显示被测电容的容值。
该电容测量仪相对比较直观，且误差较小，将在电容测量方面显示出它读数方便，精确的优越性。
1.2设计任务及要求1.2.1基本要求(1)被测电容的容量在0.01μF至100μF范围内。
(2)设计测量量程。
(3)用3位数码管显示测量结果，测量误差小于20%。
1.2.2发挥部分（选做）(1)另增一个测量量程，使被测电容的容量扩大到100PF至100μF范围内。
(2)测量误差小于10%。
1.2.3设计任务及目标（1）根据原理图分析各单元电路的功能；（2）熟悉电路中所用到的各集成块的管脚及其功能；（3）进行电路的装接、调试，直到电路能达到规定的设计要求；（4）写出完整、详细的课程设计报告。
2．1设计原理本设计中用555振荡器产生一定周期的矩形脉冲作为计数器的CP 脉冲也就是标准频率。
同时把待测电容C 转换成宽度为tw 的矩形脉冲，转换的原理是单稳态触发器的输出脉宽tw 与电容C 成正比。
用这个宽度的矩形脉冲作为闸门信号控制计数器计数，合理处理计数系统电路，可以使计数器的计数值即为被测电容值。
或者把此脉冲作为闸门时间和标准频率脉冲相“与”，得到计数脉冲，该计数脉冲送计数—锁存—译码显示系统就可以得到电容量的数据。
外部旋钮控制量程的选择。
用计数器控制电路控制总量程。
2．2单元电路设计分析2.2.1用555定时器构成的多谐振荡器电路图及其输出波形如图2所示，其工作原理如下：由图2所示，可以求得电容C1上的充电时间T 1和放电时间T 2：T 1=（R 1+R 2）C ㏑2≈0.7（R 1+R 2）CT 2=R 2C ㏑2≈0.7R 2C所以输出波形的周期为T=T 1+T 2=（R 1+2R 2）C ㏑2≈0.7（R 1+2R 2）CR 1=4.7k ，R 2=12k ，T≈2ms振荡频率f=1／T≈1.44／[（R 1+2R 2）C]≈500Hz 占空比q=（R 1+R 2）／（R 1+2R 2）≈58.2％定时电路多谐振荡器计数器译码器数码显示器微分电路自动调零图1原理框图被测电容图2多谐振荡电路及输出波形2.2.2用555定时器构成的单稳态电路用555定时器构成的单稳态触发器及其工作波形如图3所示，其工作原理如下：接通电源瞬间，V c=0，输出V o=1，放电三极管T截止。
数字式电容测试仪的设计
寡人猪八戒设计摘要本设计是基于555定时器，连接构成多谐振荡器以及单稳态触发器而测量电容的。
C。
其脉冲输入信号是555定时器构单稳态触发器中所涉及的电容，即是被测量的电容x成的多谐振荡器所产生。
信号的频率可以根据所选的电阻，电容的参数而调节。
这样便C值的可以定量的确定被测电容的容值范围。
因为单稳态触发器的输出脉宽是根据电容x不同而不同的，所以脉宽即是对应的电容值，其精确度可以达到0.1%。
然后在电路中加入一个由LM741以及一个电容和一个电阻构成的阻容平滑滤波器，将单稳态触发器输出v与被测量的电容值呈线性关系。
最后是输出电压的数字的信号滤波，使最终输出电压ov输入到7448译码器中翻译成BCD码，输入到LED数码管中显示出来。
化，将o关键词：:电容，555定时器，滤波器，线性，译码器，LED数码管目录引言 (3)第1章毕业设计指标 (4)第2章毕业设计原理 (4)2.1设计原理框图 (4)2.2 方案设计 (5)2.3 模块介绍 (5)2.3.1 控制器电路 (5)2.3.2 时钟脉冲发生器 (6)2.3.3 计数和显示电路 (8)第3章单元电路的设计 (9)3.1 直流稳压电源设计 (9)3.1.1整流电路采用直流稳压电源设计思路 (9)3.1.2直流稳压电源的原理框图分析 (10)3.1.3直流稳压电源特点 (10)3.2 产生波形设计方案 (11)3.2.1 由555定时器搭建多谐振荡器 (11)3.2.2由555定时器搭建单稳态触发器 (12)第4章设计的步骤和过程 (14)4.1 设计制作的过程 (14)4.2 时钟及控制信号的关系等 (14)第5章设计的仿真与运行结果 (15)5.1 电路的调试 (15)5.2 仿真测量 (16)5.2.1 仿真测量实验一 (16)5.2.2 仿真测量实验二 (16)5.3 结果分析 (17)第6章芯片介绍 (18)6.1 555芯片功能介绍 (18)6.2 74LS160芯片介绍 (19)第7章结论 (21)7.1 设计过程中遇到的困难及解决办法 (21)7.2 毕业设计心得体会 (21)第8章参考文献 (22)附录 (23)附录A (23)附录B (24)引言随着电子技术的发展，当前数字系统的设计正朝着速度快、容量大、体积重量轻的方向发展。
毕业设计论文电容测试仪设计
编号毕业设计题目电容测试仪设计学生学号系部专业班级指导教师电容测试仪设计摘要随着电子工业的发展，电子元器件急剧增加，电子元器件的适用围也逐渐广泛起来，在应用中我们常常要测定电容的大小。
因此，设计可靠，安全，便捷的电容测试仪具有极大的现实必要性。
在系统硬件设计中，以STC89C52RC单片机为核心的电容测试仪，使用对应的振荡电路转化为频率实现参数的测量。
电容是采用555多谐振荡电路产生的，将振荡频率送入STC89C52RC的计数端端口，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。
在系统软件设计中，是以Keil4.0为仿真平台，使用C语言编程编写了运行程序；包括主程序模块、显示模块、电容测试模块。
最后，实际制作了一台样机，在实验室里进行了测试，结果表明该样机的功能和指标得到了设计要求。
关键词：单片机，555多谐振荡电路，1602液晶屏The design of Capacitance testerAbstractWith the development of electronic industry,electronic components rapidly increased the scopeof electronic components widely up gradually,in applications we often measured capacitors size.Therefore,the design of reliable,safe,convenient capacitance tester of great practical necessity.In the system hardware design,take the MCS-51 monolithic integrated circuit as the core resistance,the use correspondence's oscillating circuit transforms for the frequency realizes each parameter survey. And the electric capacity is use 555 multi resonant circuits to produce,the oscillation frequency will send STC89C52RC the counting to be neat,through and fixed time counts may calculate by the frequency measurement rate,figures out again through this frequency meter is measured the parameter.In system's software design is take Keil4.0 as the simulation platform,used the C language programming has compiled the system application software;including master routine module,display module,display module,electric capacity test module and inductance test module.Finally,the actual production of a prototype,tested in the laboratory results show that the prototype of the functions and indicators are the design requirements.Key Words：Single slice of machine;555 multi resonant circuit; 1602 dynamic display module目录摘要 (ⅰ)Abstractⅱ第一章引言 (1)1.1 设计背景及意义 (1)1.2 电容测试仪的发展历史和研究现状 (1)1.3 本设计所做的工作 (1)第二章电容测试仪的系统设计 (3)2.1 电容测试仪设计方案比较 (3)2.2 系统的原理框图 (4)第三章电容测试仪系统的硬件设计 (5)3.1 RC振荡电路的设计 (5)3.1.1 555定时器简介 (5)3.1.2 RC振荡电路的设计 (8)3.2 单片机电路的设计 (9)3.2.1 单片机的选择-STC89C52RC (9)3.2.2 单片机时钟电路设计 (11)3.2.3 单片机复位电路设计 (13)3.2.4 单片机定时器/计数器设置 (15)3.3 显示电路的设计 (16)3.3.1 液晶显示器的选择 (16)3.3.2 显示电路设计 (17)第四章电容测试仪系统的软件设计 (18)4.1 主程序流程图 (18)4.2 频率参数计算的原理 (18)第五章PCB板的设计及系统的调试 (20)5.1 Protel99SE介绍与PCB板的设计 (20)5.2 系统的调试 (22)5.3 系统的测试 (23)第六章总结与展望 (25)6.1 工作总结 (25)6.2 技术展望 (25)参考文献 (27)致 (28)附录 (29)附录系统原理图及PCB (29)第一章引言1.1 设计背景及意义目前，随着电子工业的发展，电子元器件急剧增加，电子元器件的适用围也逐渐广泛起来，在应用中我们常常要测定电容的大小。
简易数字电容测试仪的设计
电平跳变为高电平 ， 电路进入暂稳态 ， 放 电三极管Ｔ 截止。 此后 电容 ｃ 充电， 当 充 电至 ＝ ＿ 时， 电路的输出端 电压 由高 电平翻 转为低 电平 ， 同时Ｔ 导通 ， 于是电容 ｃ 放 电， 电路返回到稳定状态 。
２
２
如 果 忽 略Ｔ的饱 和压 降 ， 则 从 零 电平上 升 到 ＿ 的 时 间 ， 即
２系统概述
２ ． １ 测 量 系统构 成 该系统主要 由标准脉冲发生器 、 单稳态触发器、 测量控制 电路 、 计数器 、 译码器和显示器等部分组成。 其原理 图如（ 图１ ） 所示。 ２ ． ２系统 的 总体 方 案设 计 利用 ＮＥ ５ ５ ５ 电路 的多 谐 振 荡器 或 单 稳 态 电路 来 测量 。 本 方 案 采 用 单 稳 态 触 发 器 或 电容器充放 电规律 等， 可 以 把 被 测 电 容 的大小转换成脉 冲的宽 窄 ， 即控 制 脉冲宽 度Ｔｘ严格 Ｃ Ｘ成 正 比。 只要 把 图 １ 数 字 电容 测 试 仪 的原 理 框 图 此脉冲 与频率 固定 不变 的方 波 即 时钟 脉冲相 与 ， 便 可 得 到计 数脉冲 ， 把 计 数脉冲送给计数器 计数 ， 然 后 再 送 给 显示 器 显示 。 如果 时 钟 脉 冲 的 频 率 等 参数 合适 ， 数字 显 示器 显示 的数字Ｎ 便是 Ｃ Ｘ的大 小 。 简易 数 字 式 电 容测试仪主要分为 六大 板 块 ： 由５ ５ ５ 定 时器 构成 的多 谐 振
为输 出电压 的脉宽 ｔ 。
Ｔｗ ＝ＲＣｘ ｌ ｎ ３ １ ． １ ＲＣｘ
３ ． ２计数 、 译 码 和 显示 电路 （ １ ） 计 数器 。 计数器主要用来对时钟进行计数并送入显示 电路 显示 。 ４ ５ １ ８ ： ￣ ： ｇ Ｔ ． Ｂ Ｃ Ｄ 码同步十进制计数器 ， 每个计数器包含两个时 钟输入端 ： Ｃ Ｐ 和Ｅ Ｎ。 Ｃ Ｐ 用于上升沿触 发， 要求Ｅ Ｎ＝１ ； Ｅ Ｎ用于下降 沿触发 ， 要求 Ｃ Ｐ ＝Ｏ 。 Ｃ Ｒ是异步复位 端 ， 高 电平有效 ， 正常计 数时 Ｃ Ｒ＝ Ｏ 。 这里 ， 我们要测量的 电容范围是０ ￣ Ｊ ９ ９ ９ ｐ Ｆ， 需要三位十进 制 计数 器 进 行 级联 。 其级联 的方 法 是将 低 位 的Ｑ ３ 端 接高 位 的Ｅ Ｎ端 ， 高 位 计 数器 的 Ｃ Ｐ 端接地。 其 输 出 端Ｑ３ Ｑ ２ Ｑ１ Ｑ Ｏ 输出８ ４ ２ １ Ｂ Ｃ Ｄ 码， 接 显 示译码器 的代码 输入端 。 电路 图比较简单 ， 在这里就不再赘述 了。 （ ２ ） 译码 器 电路 。 译 码 显 示 电路 的 设计 比较 简 单 ， 选 用４ ５ １ １ ， 该 译 码器 为Ｂ Ｃ Ｄ一七段 锁存 ／译 码 ／驱 动 器 ， 其 数据 输 入端 接计 数器 Ｑ３ Ｑ ２ Ｑ１ Ｑ Ｏ 端输出的Ｂ Ｃ Ｄ 码， 译码器 的输 出端接共 阴极七段半导体 数码 显 示 器 。
毕业设计(论文)基于单片机的电容测量仪设计
2.3.2基于AT89C51电容测量系统复位电路
MCS-51的复位是由外部的复位电路来实现的。MCS-51单片机片内复位，复位引脚RST通过一个斯密特触发器用来抑制噪声，在每个机器周期的S5P2，斯密特触发器的输出电平由复位电路采样一次，然后才能得到内部复位操作所需要的信号。
利用多谐震荡原理测量电容的方案硬件设计比较简单，但是软件实现相对比较复杂，而直接根据充放电时间判断电容值的方案虽然基本上没有用到软件部分，但是硬件却又十分的复杂。而且他们都无法直观的把测量的电容值大小显示出来。
根据上面两种方案的优缺点，本次设计提出了硬件设计和软件设计都相对比较简单的方案：基于AT89C51单片机和555芯片的数显式电容测量。该方案主要是根据555芯片的应用特点，把电容的大小转变成555输出频率的大小，进而可以通过单片机对555输出的频率进行测量。本方案的硬件设计和软件设计都相对简单。
反向器单稳态触发器显示窄脉冲触发器秒脉冲发生器译码器记数器标准记数脉斱案三基亍at89c51单片机和555芯片构成的多谐振荡申路申容测量返种申容测量斱法主要是通过一块555芯片来测量申容让555芯片工作在直接反馈无稳态的状态下555芯片输出一定频率的斱波其频率的大小跟被测量的申只要我仧能够测量出555芯片输出的频率就可以计算出测量的申容
2.面向应用和现代市场营销模式还没有真正建立起来。本土仪器设备厂商只是重研发，重视生产，重视狭义的市场，还没有建立起一套完整的现代营销体系和面向应用的研发模式。传统的营销模式在计划经济年代里发挥过很大作用，但无法满足目前整体解方案流行年代的需求。所以，为了快速缩小与国外先进公司之间的差距，国内仪器研发企业应加速实现从面向仿制的研发向面向应用的研发的过渡。特别是随着国内应用需求的快速增长，为这一过渡提供了根本动力，应该利用这些动力，跟踪应用技术的快速发展。
电容测试仪设计【开题报告】
毕业论文开题报告电子信息工程电容测试仪设计一、课题研究意义及现状目前，随着电子工业时代的发展，电子组件的急剧增加，电子的应用范围也越来越广,在应用中我们常常要用到容量大小不一的电容。
电容的测量仅仅用电容表已经满足不了而且不准确，那种高精度的仪器给在校大学生和普通大众使用又不实用。
因此，要测试电容的大小，设计一个可靠，简单的电容测试仪。
电容的测试发展已经很久，方法众多。
传统的电容测量方法有电桥法和谐振法两种。
前者精度高但速度慢；后者电路简单，速度快但精度低。
选择这个课题主要是想研究出一种高效率高精度的电容测试仪。
比较各种电容的测试方法，我选出了把测试电容的模拟量转化为数字量，这种数字量比较容易处理，使仪表实现智能化，避免由于传统的指针读数引起的误差电容的未来发展趋势为电容测量仪朝着小型化、轻型化方向发展。
全面实现数字化和自动化；参数自设定计术；过程自优化技术；故障自诊断技术；相关配套行业朝着专业化，规模化发展，社会分工更明显。
通过这次的课题研究让我把所学的理论与实际相结合起来，提高自己的动手能力和独立思考能力。
在现实社会中，实际的动手能力至关重要，而这种实际能力的培养单靠教学是远远不够的。
二、课题研究的主要内容和预期目标本课题来源于实验室，通过对本课题的研究，对我们今后相关课程的理论教学改革和实验教学改革可以起到积极的推动作用，并打下坚实的基础。
设计和实现一个电容测试仪-电容表。
将测电容变为测频率，即进行C-F转换，然后设计一个频率计，通过测频率F来显示或计算出电容的大小。
1：通过计算机软件的仿真。
2：能测试电容的范围为1000PF~1000uF，测试精度为10%3：通过3位数码管显示。
4：要搭建硬件电路，并进行实测。
三、课题研究的方法及措施实现一个电容测试仪-电容表。
将测电容转变为测频率，即进行C-F转换，然后设计一个频率计，通过测频率F来显示或计算出电容的大小。
电容转频率的电路是利用555芯片的单稳态触发器或电容的充放电规律等，可以把被测电容的大小转换成脉冲的宽度。
便携式超级电容智能测试仪的设计概述
ｌ 应用前景和学术价值 线， 这些都使得仪器的可操作性大大提高而且 （ ｃ 协同工作 ， Ｐ ） 下位机 和上位机之间的通讯采 超 级电容 既具有 电容 的大 电流快速充 放 易用、 灵活 。 ， 用 当前较为 流行 的通用 串行总线 （ Ｓ ）下 位 ＵＢ。 电特性， 同时也具有 电池的储能特性 ， 并且重 复 ２ 国内外研究概况、 水平 和发展趋势 机核心处 理器 为美 国 Ｍ ｅ ｃ ｉ 公 司生产 的 ８ ｉ ｏｈ ｒ ｐ 使用寿命长 ， 电时利用移动导体问的电子（ 放 而 超级 电容是近些年才批 量生产的一种无源 位单 片机 ＰＣ ８ ＇ ５ ，８引脚 ，集成 １ 通 道 １１Ｆ５０２ ２ ｌ 不依 靠化学反应 ） 释放 电流 ， 从而为设备提供 电 器件，国内对其参数测量的专用 测量工具还不 ｌ 位 ＭＤ转换及 Ｕ Ｂ等功能模块 。上位 机采 Ｏ Ｓ 源。 多， 常见 的是小 容量 （ ０ ０ 拉 以下 ） １０ 法 测量 仪 用普通 的具有 Ｕ Ｂ功 能的个人 电脑 ， Ｓ 安装 相应 超级 电容与 电池 比较 ， 有如下特性 ： 器， 或用电池测试工具 替代 ， 但受 到了电压 、 电 软件即可实现超 级电容测试仪 的多种功能。 １ 低 串联等效 电阻（ ０ Ｓ ）功率密 流、 ． １ Ｌ ｗ Ｅａ ， 采样时间等制约 ， 果不理 想。本文设计 的 效 ４３ ． 下位机 中的核心处理器 ＰＣ ８ ＇ ５ 主 Ｉ １ Ｆ５ ０ ２ 度 （ ｗ Ｄ ｎ ｉ） 离子电池的数十倍 以上 ， 测试仪是专为超级 电容量 身订做的，没有容量 要完成从通用串行总线 （ Ｓ ） 接收上位 机对 Ｐ ￣ ｅ ｓｙｌ ｏ ｔ； ￣ ＵＢ上 适 合大电流放 电 ，一 枚 ４ Ｆ电容能释 放瞬 问 的限制 ， （ ． ７ 可根据需要实 现相应 功能 。 系统所采用 其发出的指令 ， 并根据指令完成对电容充 电、 放 电流 １Ａ以上 ） ８ 。 的虚拟仪器技术 、 Ｓ 通信技术等 ， ＵＢ 均是较为先 电的 Ｉ ／ 锚以及多通 道 ＭＤ采样 等功 能 ， Ｏ控 再 １ 超 长 寿命 ，充 放 电大 于 ５ 万 次 ， ． ２ ０ 是 进的技术手段。 通过通用串行 总线（ ｓ ） Ｕ Ｂ 将数据传送 回上位机 Ｌ－ｏ 电池 的 ５ ０ ， Ｎ － Ｈ和 Ｎ＿ ｄ ｉ ａ Ｉ ０ 倍 是 ｉＭ ｉ 电池 ｃ ３研究内容和技术关键 （ ｃ 中 ， 程序 由 Ｃ语言实现。 Ｐ ） 全部 ． 的 １０ 倍 ， ０ ０ 如果对 超级 电容每 天充放 电 ２ 次 ， ０ ３ 研究 内容 ． １ ４ 上 位机主要 完成对下位 机发送指定指 ． ４ 连续使用可达 ６ 年 。 ８ 本文设计的测试仪可完成对超级电容的相 令功能 ， 控铜下位机对 电容充电或放电， 并根据 １ 可以大电流充电 ， ． ３ 充放 电时问短 ， 对充 关参数进行测量 ， 主要包括 电容容量（ 参数 充电 从 Ｕ Ｂ上读 取的 ＭＤ转换 数据 进行计 算 ， Ｓ 分 电电路要求简单 ， 无记忆效应 。 和放电 ）充放电时问， ， 电容 内阻等 ， 也可对电容 析 ， 电容相关参数 ， 得到 并可根据相关数据绘制 １ 免维护， ． ４ 可密封 。 进行恒流充电及恒 流放 电， 并可绘制电压、 电流 电压、 电流 曲线 ， 支持出 线的保存及打 印输 出等 Ｉ １ ． ５温度范 围宽 — ０ ～ ７ ＇ 一般 电池 及 时问 曲线 ， ４℃ ＋０ Ｅ， 也可对测量数 据进 行保存 、 读取 、 功能， 支持数据的存档 、 比较 、 筛选等功能 ， 上位 是 — ｏ 一６ ℃。 ２℃ ０ 比较、 筛选等。 机程序 由 Ｖ Ｂ实现 。 本文 设计 的测试 仪是 超级 电容研发 过程 样机分下位机和上位机两部分 ，下位机 中 ４ 方案 确定后开 始按步骤实现各部 分结 ． ５ 中不可缺少的工具 ， 对生产超级 电容所采用的 的核心处理器 ＭＣ Ｕ主要 完成接 收上位机对其 构， 首先完成下位机的硬件电路设计 ， 然后搭建 不 同材料进行 比较 以及掌握超级 电容各种性能 发出的指令 ， 并根据指令完成对电容的充 、 电 电路并对 其进行 调试 ，硬 件调试成 功后制 作 放 参数起到了至关重要 的作用 。 另外 ， 测试仪也可 的控镧 以及 Ａ Ｄ采样等功能 ， ／ 再将数据传送 回 Ｐ Ｂ ， Ｃ 板 焊接元器件 ， 完成下位机的硬件部 分。 应用于教学环节 ，让学生更深入的了解超级电 上位机中 ， 上位机主要完成对下位机 发送指定 然后进行软件部分的设 计 ， 包括下位机单片机 容电压 、 电流等参数特性 。 指令功能 ， 控锚下位 机对 电容充 、 电 ， 放 并读取 程序和上位机系统软件 ，同时对两部分程序进 测试 仪采 用虚拟仪器技术 ， 缩小 了仪器的 ＭＤ转换数据进行计算 ， 分析 ， 到电容相关参 行联机测试 。 得 反复调 试各项 功能， 直至整个系统 体积 ， 降低了系统 的成本 ， 避免了传统的箱柜式 数。 调试完成。 笨重的结构 。 虚拟仪器与传统仪器相 比， 具有高 采 用 恒 流 充 电 ，充 电 电流 分 为 ５ ｍ 、 ０ Ａ ５ 结论 效、 开放 、 易用灵 活、 功能强大 、 性价 比高 、 可操 １０ Ａ ２ ０ Ａ ５（ Ａ和 ｌ ０ｍ 、０ ｍ 、 ｋ ０ｎ Ａ五个档位 ， 电容容 经过实践 ， 照本 文设计的方案已完成了 按 作性好等 明显优点 ， 具体表现为 ： 量根据公式 ｃ ＝伽 ， 其中 Ｑ ｔ 以 ｃ ｔ 。 便携式超级电容智能测试 仪样机一台 ，可以完 ＝Ｉ 所 ， ＝ＩＵ ， 智能化程度 高， 处理 能力强。虚拟仪器 的 Ｉ 为预先选定 的充电或放 电电流 ，和 Ｕ为测得 成对超级电容的相关参数 进行测量 ，包 括电容 ｔ 处 理能力和智能化程度主要取决于仪器 软件水 的充 、 电时问和充放电电压 值。 放 容量（ 电和放电 ）充放 电时间 ， 充 ， 电容内阻等 ， 平。 户完全可 以根据实际应用需求 ， 先进 的 用 将 ３ 技术关键 ． ２ 也可对电容进行恒 流充 电及恒流放电 ，并可绘 信 号处理算法 、人工智能技术 和专 家系统应用 虚拟仪器技 术 ； 镧电压、 电流及 时问曲线 ， 也可对测量数 据进行 于仪器设计与集成 ，从而将智能仪器水平提高 上位机和下位机之 间的 Ｕ Ｂ Ｓ 通信技术 ； 保存 、 取、 读 比较 、 筛选等 。 充分证明了本文方案 到一个新 的层次。 下位机硬件电路的设计 ， 包括恒流充电 、 恒 的可行性 。下一步 ， 作者将继续完善方案 ， 一 进一 复用性强 ， 系统 费用低 。应 用虚拟仪器思 流放 电以及当电流较大 时对导线 电阻产生的影 步提高测量精度 。 增加充 、 电流档位 ， 放 并对测 想 ，用相同的基本硬 件可构造多种不 同功能 的 响进行修正 ； 试仪其他 功能进行扩展 。 测试分析仪器 ， 如同一个高速数 字采样器 ， 可设 单片机 ＭＩ转换误差的修正 ； ） 参考文献 计 出数字示波器 、 分析仪 、 逻辑 计数 器等多种仪 上位机对数据 的分析 、 处理 及计算。 Ｉ （ 拿大）． 康雏． ｌ加 １ Ｂ Ｅ 电化学超级电謇器： 学原 科 器。 这样形成的测试仪器系统 功能更 灵活、 更高 ４ 方案设计与实现 理及技 术 应 用 【 ．北 京 ：化 学工 业 出版 社， ＭＪ 效、 更开放 、 系统费用更低 。通过与计算机 网络 ４１ 目的总体方案采用 了虚拟仪器技 术， ２０ ， ．项 ０５ 。 ９ 连接 ， 还可实现虚拟仪器 的分布式共享 ， 更好地 采 用 此方 案 的原 因 是 可 以 充 分发 挥 上 位 机 【 赵 勇． ２ ｌ 虚拟仪 器软件 平 台和发展趋 势ｌ． Ｊ 国外 Ｊ 发挥仪器的使用价 值。 （ ｃ 强大 的计算能力 和软件 的计算技 术 ， Ｐ） 实现 电子澳 量技 术， ０ ， ） ｊ ２ ２ １ ０ （． 可操作性强 ， 易用灵活 。虚拟 仪器面板可 包括数据库统计 ， 图表分析 ， 存储打印等多种功 『 张念淮 ． Ｂ总线接 口开发 指 南 ｌ 京： ３ １ Ｕ Ｓ 。 北 国 由用户定义 ，针对不 同应用可 以设计不同的操 能 。本项 目中的 下位机核 心 处理器 采用 ８位 防工业 出版社，９ ９ １９ ． 作显示界面。使用计算机 的多媒体处理能力可 Ｍ Ｕ 实现 Ｉ Ｃ， ／ 制、 Ｏ控 信号采集 、 ＭＤ转换 、 数据 作者 简介 ： 王冠 然０９２ 】男 ， 理 实验 ８一， 助 以使仪器操作 变得更加直 观 、 简便 、 于理解 ， 传输等功能。 易 师 ， 从事计算机控 技术研究。 主要 测量结果可以直接进入数据库系统或通过网络 ４ 根据总体方案采用的虚拟仪器技术 ， ． ２ 设 基金项 目： 黑龙 江大学素 年 学基金项 目， 辞 发送。 测量完后 还可打 印、 显示所需 的撤表或曲 计了系统 的具体结构 ，将采甩下位机和上位机 项 目编号 Ｑ ２ ０ ￣ 。 Ｌ ０ ８ ８
简易数字电容测量仪
电子技术课程设计报告——简易数字电容测量仪的设计设计题目：简易数字电容测量仪班级学号：学生姓名：目录一、预备知识.................... 错误!未定义书签。
二、课程设计题目：简易数字电容测量仪的设计错误!未定义书签。
三、课程设计目的及基本要求...... 错误!未定义书签。
四、设计内容提要及说明.......... 错误!未定义书签。
4.1设计内容........................................ 错误!未定义书签。
4.2设计说明........................................ 错误!未定义书签。
五、原理图及原理说明 ........................ 错误!未定义书签。
5.1功能模块电路原理图..................... 错误!未定义书签。
5.2模块工作原理说明 ........................ 错误!未定义书签。
六、调试...........................................................................错误!未定义书签。
七、设计中涉及的实验仪器和工具.... 错误!未定义书签。
八、课程设计心得体会 ........................ 错误!未定义书签。
九、参考文献 ........................................ 错误!未定义书签。
一、预备知识关于数字式简易数字电容测试仪的设计，我们提出了三种设计方法和思路。
在具体操作中，经过对资料的收集、分析，研究与对比，最终选择了简单易懂，而且精度较高的方法，即门控法。
本方法的基本理论是单稳态触发器电路的输出脉宽wt与电容C成正比，再通过一系列的控制，计数，锁存，显示电路实现了对电容的一般测试与数字显示。
在本次数电课程设计的同时，对于中大规模集成电路从认识到分析、再到整体框图设计、单元模块设计、最终到电路的模拟和实际电路的成形有了一定的认识，同时使我们在电子设计方面有了一定的实际动手能力，也为这次数电课程设计打下了坚实的基础。
简单电阻,电容和电感检验测试仪设计
课程设计任务书学生姓名：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 LM337NE555 NE5532STC89C52 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 (11)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 (14)3.4NE5532的介绍 (17)3.5STC89C52的介绍 (18)3.6TLC549的介绍 (20)3.7ICL7660的介绍 (23)3.81602液晶的介绍 (24)4、单元电路设计 (26)4.1直流稳压电源电路的设计 (27)4.2电源显示电路的设计 (28)4.3电阻测量电路的设计 (29)4.4电容测量电路的设计 (30)4.5电感测量电路的设计 (31)4.6电阻、电容、电感显示电路的设计 (32)5、程序设计 (33)5.1中断程序流程图 (33)5.2主程序流程图 (34)6、仿真结果 (34)6.1电阻测量电路仿真 (34)6.2电容测量电路仿真 (35)6.3电感测量电路仿真 (36)7、调试过程 (37)7.1电阻、电容和电感测量电路调试 (37)7.2液晶显示电路调试 (38)8、实验数据记录 (38)心得体会 (40)参考文献 (41)附件 (42)附件1：电路图 (42)附件2：元件清单 (43)附件3：程序代码 (45)附件4：实物图 (64)摘要近几年来，电子行业的发展速度相当快，电子行业的公司企业数目也不断增多。
简易电容测试仪的设计
仪 的 设计 与 实现 【 Ｊ ］ ． 硅谷 ， ２ ０ ｌ ｌ （ １ ） ： ４ ７ ．
［ ２ 】郝鹏 ， 王大明． 基 于５ １ 单片机的电阻、 电
容、 电感 测 试仪 ［ Ｊ ］ ． 科 技致 富 向导 ， ２ ０ １ １
（ ２ ０ ） ： ９ ６ ．
【 ３ ］渠艳 霞 ． 基 于 单 片 机控 制 的 电阻 电 容 测 试 仪的 设计 ［ Ｊ 】 ． 总裁， ２ ０ ０ ９ （ ４ ） ： １ ４ １ —１ ４ ２ ． ［ ４ ］徐 思 成 ． 一 种 基 于单 片 机 智 能 电 容测 试
大小 ， 采用４ 位７ 段 数 码 管进 行 显 示 。 为 增加
数 码 管 亮度 ， 选 取７ ４ Ｌ Ｓ ２ ４ ５ 芯 片 增加 驱 动 电
流。
图１ 多谐 振荡 器原 理 图
被
＿ ． ｊ ＼ Ｉ ＼ 】 多谐振荡 ｌ ：
。
—
Ｉ ＼Ｉ ： ： ： 极管指示灯 Ｉ
①作者 简 介 ： 黄璞（ １ ９ ８ ２ 一） ， 女， 汉， 湖 北 省宜 昌市 人 ， 鄂 东 职 业技 术 学 院 ， 讲师 ， 主要 从 事 工 业 控 制 与检 测 技 术方 面 研 究 。 黎会 鹏（ １ ９ ８ １ 一） ， 男， 汉， 湖北省 荆门 市人 ， 鄂东 职业 技术 学院 ， 讲师， 主要 从事 嵌入 式 系统设 计方 面研 究 。
圆圆
ห้องสมุดไป่ตู้
动 力 与 电 气 工 程
简易 电容 测 试 仪 的设 计 ①
黄璞 黎会鹏 （ 鄂 东职业 技术 学院机 电系 湖北黄 冈
４ ３ ８ ０ ０ ０ ）
摘 要： 介 绍 了一种基于Ａ Ｔ８ ９ ｃ ５ １ 单 片机的电容测试 仪的硬 件结 构和设计思 想 。 该方案是根． ｔＮ Ｅ５ ５ ５ 芯 片多谐振 荡电路 的应 用特点 ， 把电 容的大小转 变成频率的大 小， 进 而可 以通过 单片机 对输 出的频率进行 测量 ， 再通 过该频率计算 出被 测参数 。 该 测量仪具有 结构简单， 成本 低廉， 精度 较 高 ， 方便 实 用等特 点 。 ’ 关键 词 ： 电 容 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ １ Ｎ Ｅ５ ５ ５ 中 图分 类号 ： ＴＰ ３ ０ ４ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ６ ７ ２ －３ ７ ９ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８ （ ｂ ） －０ １ ２ ２ —０ ２
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。
电容测试仪的设计
电容 测试 仪 的功 能和 框 图
该 电容 测 试 仪 的功 能是 测 试 电容 器 的容 量 ，用 三位数 字 显示 测 量结 果 ，量 程 为 １ Ｆ～ ９９９￣Ｆ，测 量 时间不 大 于 ２ｓ，电源 电压 ＋９Ｖ。
有 的数 字 万用 表没 有 电容档 ，无 法测 量 电容值 ； 有 的数 字万 用表 设 有 电 容 测 量 功 能 ，通 常其 电容 档 的测 量值 最 大 为 ２０ｔ￣Ｆ，测 量 范 围 较 窄 ；而 用 指 针 式 万用 表 电阻 档 ，只能 判 断电容 的好 坏 ，不 能测量 电容 的 容 量 。
第２３卷 第 ３期 ２０１１年 ９月
武 汉工 程 职 业 技 术 学 院 学 报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＷ ｕｈａｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ
ＶＯ１．２３ Ｎ ｏ．３ Ｓｅｐｔｅｍ ｂｅｒ ２０１ １
电容 测 试 仪 的设 计
李 晓虹 ’
（武 汉工程 职 业技 术 学院 湖 北 武汉 ：４３００８０）
Ｃ
图 Ｉ 电 容 测 试 仪 整 机 框 图
２．１ 时钟脉 冲产 生 电路
由 ＮＥ５５５定 时器 Ｕ１、电容 Ｃ１、Ｃ２、电阻 Ｒ１、Ｒ２
组 成 时钟 脉 冲产生 电路 ，电路 接 通 电源后 在 Ｕ１的 ３ 端 产 生 了连续 的 时 钟 脉 冲 Ｙ１，周 期 Ｔ≈ ０．６９３（Ｒ１
信 号经 与非 门 Ｕ３：Ｂ、反 相 器 Ｕ３：Ｃ（由一 个 与 非 门
连 接而 成）由 Ｕ３的 １Ｏ端输 出计 数 脉 冲 Ｙ４，波 形 如
电阻电容测试仪课程设计
电阻电容测试仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解电阻电容的基本概念，掌握其物理意义和单位。
2. 学生能够掌握电阻电容测试仪的工作原理和操作方法。
3. 学生能够运用所学知识，分析并解决实际电路中电阻电容相关问题。
技能目标：1. 学生能够正确使用电阻电容测试仪，进行测量并准确读取数据。
2. 学生能够通过实际操作，培养动手能力和实验技能。
3. 学生能够运用所学知识，设计并搭建简单电路，进行电阻电容测试。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对物理实验的兴趣和热情，增强学习物理的自信心。
2. 学生能够培养团队合作精神，学会与他人共同完成实验任务。
3. 学生能够认识到电阻电容在电子产品中的重要作用，提高对电子技术的认识和尊重。
课程性质：本课程为物理实验课，结合理论知识，通过实际操作，让学生深入理解电阻电容的概念及其应用。
学生特点：初三学生，具有一定的物理知识和实验操作能力，好奇心强，喜欢动手实践。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生主动参与实验，培养其观察、分析和解决问题的能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励学生提问和表达，以提高学生的综合素养。
通过本课程的学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面均取得具体的学习成果。
二、教学内容1. 理论知识：- 电阻电容的定义、物理意义、单位及符号表示。
- 电阻电容的串并联特性及其应用。
- 电阻电容测试仪的工作原理和操作方法。
2. 实践操作：- 使用电阻电容测试仪进行测量，学习读取数据及数据处理。
- 设计并搭建简单电路，进行电阻电容测试，观察并分析实验结果。
- 探究电阻电容在电子产品中的应用，了解其在电路中的作用。
3. 教学大纲：- 第一课时：电阻电容的定义、物理意义、单位及符号表示。
- 第二课时：电阻电容的串并联特性及其应用。
- 第三课时：电阻电容测试仪的工作原理和操作方法。
- 第四课时：实践操作，使用测试仪进行测量，学习数据处理。
便携式电容器测试仪的设计
便携式电容器测试仪的设计摘要：利用变频逆变电源配合钳形电流表构成简洁、实用电容测试仪，并介绍其技术指标和使用特点。
0 引言现代电力系统中，广泛采用电容器作为补偿负序、滤波、抽压等装置。
为了增加耐压和容量，电容器往往采取串并联的方法，一旦电容串(并)联连接，对外就呈现出总的容量值，普通的电容测量仪器就无法在线测量出其中某个电容的数值。
要想测得某个电容的容量，就要把该电容从并联系统中拆除下来，实际操作非常复杂，并在恢复时，极易出现保险断裂和接触不良的现象，造成电容器系统投入后，差压保护动作跳闸。
基于此，介绍一种实用电容器测试仪。
1 电容测试仪原理为了实现不拆线、模拟在线运行状态的测量，可以在母线上( 如图1 ，AI 、AI I ) 对并联电容施加交流电压，然后利用电流钳形表分别测量每个被测电容的电流，通过公式X = U /I 计算出电容的容抗;还可以根据公式R x= X c /t a n ( 9 0 °-q) 计算出电容的损耗( R 是电容器的电阻，q是施加电压和电容电流之间的相位角) ，从而判别电容器缺油、碳化以及受潮等情况。
1.1施加电压根据计算，对于牵引供电系统现在使用的4.51F的电容，要想取得1A的电流，施加的工频电压在700 V以上，为了保证操作者的人身安全和测试仪器的安全，必须设法降低施加电压。
设计中采用了变频的方式，如采用100Hz电压时，对于同一电容器，施加电压可降低2倍;采用200Hz电压时，可降低4倍。
为了保证电容器测试后，不储存电荷，施加电压也不宜过高，选用12V。
对1“F电容，在5OHz时的容抗为3. 18k12，采用12V电压时，钳形表所测得的电流约为4mA。
这样用钳形表测量4mA电流时，输出精度就是电容测量的精度。
普通电流表要保证测量毫安级电流的准确度是很容易做到的，但对于钳形电流表来说，却是非常困难的，要受到钳口的大小、闭合缝隙以及导线在钳口中的位置等诸多因素的影响。
(整理)电容测试仪设计低频课程设计
电容测试仪设计前言电子制作中需要用到各种各样的电容器，它们在电路中分别起着不同的作用。
与电阻器相似，通常简称其为电容，用字母C表示。
顾名思义，电容器就是“存储电荷的容器”。
尽管电容器品种繁多，但它们的基本结果和原理是相同的。
两片相距很近的金属中间被某物质（固体、气体或液体）所隔开，就构成了电容器。
两片金属称为极板，中间的物质叫做戒指。
电容器也分为容量固定的与容量可变的。
但常见的是固定容量的电容，最多见的是电解电容和瓷片电容。
不同的电容器存储电荷的能力也不相同。
规定把电容器外加1伏特直流电压时所储存的电荷量称为该电容器的电容量。
电容的基本单位为法拉（F）。
但实际上，法拉是一个很不成用的单位，因为电容器的容量往往比1法拉小得多，常用微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）等，它们的关系是：1F=106uF=109nF=1012pF。
电容器在电子线路中得到广泛的应用，它的容量大小对电路的性能有重要的影响，本课设就是对电容器容量的测量。
摘要：LM555是使用几位广泛的一种通用集成电路。
LM555系列功能强大、使用灵活、适用范围宽、可用来生产时间延迟和多种脉冲信号，因此被广泛用于各种电子产品中。
本设计利用LM555构成设计一个多谐振荡器，由于其输出脉宽tw与电容C成正比，把电容C转换成宽度为tw的矩形脉冲，在利用积分器，将电容的容量通过数字电压表的直流档直接显示，从而构成一个简易的电容器容量的测量电路。
关键词：无稳态多谐震荡器、单稳态输出脉冲、积分器目录一、设计目的 (1)二、设计内容要求 (1)三、设计技术指标 (1)四、方案比较 (1)五、方案论证 (2)六、主要电路设计与说明 (2)1、芯片简介 (2)（1）LM555 (2)（2）LM324 (4)2、总电路图 (5)（1）原理图 (5)（2）原理说明 (5)（3）测量使用说明 (6)七、电路搭建与调试 (6)1、软件仿真 (6)2、实际安装电路 (7)3、电路调试 (7)八、实验数据 (7)九、实验总结与心得 (8)十、附录 (8)1、元器件清单 (8)2、参考文献 (9)一、设计目的1、掌握电容测试仪的设计、组装与调试方法。
一种新型电容器组测试仪的研制
一种新型电容器组测试仪的研制发布时间：2021-01-06T14:53:28.147Z 来源：《中国电业》2020年8月22期作者：刘荣胜[导读] 电容器组在变电站无功调节补偿过程中起着很重要的作用，可以改善电力系统的电压质量和提高输电线路的输送能力，是电力系统无功补偿很重要的设备。
刘荣胜（云南电网有限责任公司普洱供电局，云南普洱，65000）摘要：电容器组在变电站无功调节补偿过程中起着很重要的作用，可以改善电力系统的电压质量和提高输电线路的输送能力，是电力系统无功补偿很重要的设备。
电容器组并联在系统母线上，集中进行补偿，类似于系统母线上的一个容性负荷，它吸收系统的容性无功功率，这就相当于并联电容器向系统发出感性无功。
因此，并联电容器能向系统提供感性无功功率，系统运行的功率因数，提高受电端母线的电压水平，同时，它减少了线路上感性无功的输送，减少了电压和功率损耗，因而提高了线路的输电能力。
针对电容器组的重要性，亟需研制一种快而准的新型电容器组测试仪，准确的测量电容电感和直阻，提高工作效率并不减少试验项目。
关键词：新型电容器组电容电感直阻Development of a new type of capacitor bank testerLiu Rongsheng（Pu'er Power Supply Bureau of Yunnan Power Grid Co., Ltd,Yunnan Pu'er,65000）Abstract: capacitor Banks in the process of substation reactive compensation control plays a very important role, can improve the voltage quality of power system and improve the transmission capacity of transmission line, is a very important of power system reactive power compensation equipment, parallel capacitor group on the system bus, concentrated compensation, similar to a capacitive load on the system bus, it absorbs the capacitive reactive power of system, this is equivalent to parallel capacitor from perceptual reactive power to the system. Therefore, the shunt capacitor can provide the system with inductive reactive power, the power factor of the system operation, and improve the voltage level of the bus at the receiving end. At the same time, it reduces the transmission of inductive reactive power on the line, reduces the voltage and power loss, and thus improves the transmission capacity of the line. In view of the importance of capacitor banks, it is urgent to develop a fast and accurate new capacitor bank tester, which can accurately measure capacitor inductance and direct resistance, and improve the work efficiency without reducing the test items. Key words: new type capacitor bank capacitance inductance direct resistance0 前言电容器组在电力系统中起着调节电压的作用。
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端，当 Ｙ３ 为 低 电 平 时，ＣＣ４５１８ 正 常 计 数，同 时 ＣＣ４５１１正常译码并驱 动 数 码 管 显 示 计 数 器 送 来 的 信号；当 Ｙ３为高电平时，ＣＣ４５１８计 数 器 清 零，同 时 ＣＣ４５１１ 锁 存 ，使 数 码 管 保 持 原 显 示 不 变 。
（２）计 数 脉 冲 由 Ｕ１的３端输出一个频率为５００Ｈｚ的时钟脉 冲 Ｙ１，由 Ｕ２的３端输出一个单脉冲 Ｙ２，此 Ｙ１、Ｙ２ 信号经与非门 Ｕ３：Ｂ、反 相 器 Ｕ３：Ｃ（由 一 个 与 非 门 连接而成）由 Ｕ３的１０端输出计数脉冲 Ｙ４，波 形 如 图 ３（ｂ）所 示 ，给 计 数 器 提 供 计 数 时 钟 脉 冲 。 ２．４ 三 位 数 字 计 数 译 码 显 示 电 路 该单元电路由计数器 ＣＣ４５１８、七段显示译码器 ＣＣ４５１１和共阴 ＬＥＤ 数码管、限流电阻组成。 （１）０～９９９ 计 数 器 三个 ＣＣ４５１８计数器 Ｕ５：Ａ、Ｕ４：Ｂ、Ｕ４：Ａ 分别 是计数范围为０～９９９ 的 三 位 计 数 器 的 百 位、十 位、 个位，计数脉冲 Ｙ４ 接 入 个 位 计 数 器 Ｕ４：Ａ 的 ＣＬＫ 端（１端），计数控制脉冲 Ｙ３接入三个计数器的 ＭＲ 端。当 ＭＲ 为 低 电 平 时，计 数 器 正 常 计 数；当 ＭＲ 为 高 电 平 时 ，计 数 器 清 零 。
所以 设 计 一 台 简 易 电 容 测 试 仪，在 一 个 较 大 的 范围内测量并显示电容器的容量值是很有必要的。
１ 电容测试仪的功能和框图
该电 容 测 试 仪 的 功 能 是 测 试 电 容 器 的 容 量，用 三位数字显示测 量 结 果，量 程 为 １μＦ～９９９μＦ，测 量 时 间 不 大 于 ２ｓ，电 源 电 压 ＋９Ｖ。
设 计 的 方 法 ，使 得 前 期 设 计 既 直 观 生 动 ，又 降 低 了 设 计 成 本 ；在 仿 真 成 功 的 基 础 上 ，进 一 步 制 作 出 硬 件 电 路 ，使 得 设 计 的 效 率 显 著 提 高 。
制作完成。
参考文献
５ 结论
设计的电容测试仪达到了规定的技术要求。这 种将 Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真软件引入进行综合 性 的 电 子 电 路
由 ＮＥ５５５定 时 器 Ｕ２ 和 电 阻 Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、电 容 Ｃｘ、Ｃ３、Ｃ４、反相器 Ｕ３：Ａ（由一个与非门连接而 成） 组成单稳态控制脉冲 产 生 电 路。 当 被 测 电 容 Ｃｘ 接 入电路后，按一 下 按 钮 ＡＮ 即 给 Ｕ２ 的 ２ 端 一 个 负 脉冲，使 Ｕ２的３端输出一个脉宽为 Ｔｗ＝１．１Ｒ３Ｃｘ 的正脉冲 Ｙ２，波形如图３（ｂ）所示。该控制 脉 冲 Ｙ２ 的宽度 Ｔｗ 与 Ｒ３Ｃｘ成 正 比，若 Ｒ３ 固 定 不 变，则 在 Ｔｗ 宽度内的计 数 时 钟 脉 冲 的 个 数 与 Ｃｘ 的 容 量 值 成 正 比 ，由 此 达 到 测 量 电 容 容 量 的 目 的 。
被测电容 Ｃｘ（μＦ） １０ ２２ ３３ ４７ １００ ２２０ ３３０ ４７０ ６８０ ８２０ 测量容量值（μＦ） １０ ２２ ３３ ４７ １００ ２２０ ３３０ ４７０ ６８０ ８２０
４ 硬件电路制作与测试
按照仿真成功的电路图２及参数实际连接电容
３ 仿真结果
测试仪的硬件电 路，由 于 是 制 作 仪 表，所 选 电 阻、电 容等元件必须是高 精 度 的，因 此 用 万 用 表 选 择 实 际
有 的 数 字 万 用 表 没 有 电 容 档 ，无 法 测 量 电 容 值 ； 有的数字万用表设 有 电 容 测 量 功 能，通 常 其 电 容 档 的测量值最大 为 ２０μＦ，测 量 范 围 较 窄；而 用 指 针 式 万 用 表 电 阻 档 ，只 能 判 断 电 容 的 好 坏 ，不 能 测 量 电 容 的容量。
ＬＩ Ｘｉａｏｈｏｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｔｙｐｅ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃａｐａｃｉｔｙ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｔｅｓｔｅｒ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｏ ｅｎｌａｒｇｅ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃａｐａｃｉｔｙ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｃｏｍｍｏｎ ｄｉｇｉｔａｌ ｍｕｌｔｉｍｅｔｅｒ，ｗｈｉｃｈ ｓｏｌｖｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｌａｒｇｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ
图 ３ 控 制 门 电 路 与 波 形
控 制 门 电 路 如 图 ３（ａ）所 示 ，输 出 为 ： Ｙ３＝Ｙ２ Ｙ４＝Ｙ１·Ｙ２＝Ｙ１·Ｙ２ 工作原理： （１）计 数 控 制 脉 冲 由 Ｕ２ 的 ３ 端 输 出 一 个 单 脉 冲 Ｙ２ 经 反 相 器 Ｕ３：Ｄ（由一个与非门连接而成）由 Ｕ３ 的 １１ 端输出 计数控制 脉 冲 Ｙ３，波 形 如 图 ３（ｂ）所 示。Ｙ３ 送 至 ＣＣ４５１８的 清 零 端 ＭＲ 端 和 ＣＣ４５１１ 的 锁 存 端 ＬＥ
由表 １ 可 见，仿 真 测 量 的 容 量 值 与 被 测 电 容 的
值与标称值相同或非常接近的元件。为了方便实际
电路的调试，采用一个 ２ｋΩ 的 电 位 器 作 为 Ｒ３，接 入 电路前先 将 其 值 调 到 １．８ｋΩ。 正 确 连 接 电 路 无 误 后，用 一 个 标 称 值 为 １００μＦ 的 电 容 作 为 Ｃｘ 进 行 调 试，该电容 先 用 ＶＣ８９０Ｄ 型 数 字 万 用 表 （最 高 测 量 电容容量值的 档 位 为 ２００μＦ）测 得 其 实 际 容 量 值 为 １０２．６μＦ，接入电路后反复微调电位器 Ｒ３直至使数 码管锁存显示１０３。然后用该电 容 测 试 仪 测 量 实 验 室 常 用 电 解 电 容 的 容 量 值 ，测 量 结 果 见 表 ２。
收 稿 日 期 ：２０１１－０７－０８ 作 者 简 介 ：李 晓 虹 （１９６６～ ），女 ，副 教 授 ．Ｅ－ｍａｉｌ：Ｌｘｈ＠ｗｇｘｙ．ｎｅｔ
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武 汉 工 程 职 业 技 术 学 院 学 报 ２０１１．３
电容测试仪的设计
李晓虹
（武 汉 工 程 职 业 技 术 学 院 湖 北 武 汉 ：４３００８０）
摘 要 针 对 常 用 数 字 万 用 表 电 容 档 测 量 范 围 较 窄 ，设 计 了 一 款 电 容 测 试 仪 ，解 决 了 实 验 中 常 用 较 大 容 量 值 电 容 检 测 的 问 题 ，提 高 了 实 验 的 效 率 。 关 键 词 电 容 测 试 仪 ；电 容 ；容 量 中图分类号：ＴＭ９３４．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－３５２４（２０１１）０３－００４５－０３
１００ ５０ １０２．６ １０３
２２０ ２５
２１２
３３０ ５０
３３５
４７０ ５０
４６８
６８０ １６
６７６
８２０ １６
８１８
由表２可 见，２００μＦ 以 下 的 电 容 测 试 仪 所 测 容 量值与万用表 测 量 值 一 致，２００μＦ 以 上 的 电 容 测 试 仪所测容量值与标 称 容 量 值 十 分 接 近，电 容 测 试 仪
Ｐｒｏｔｅｕｓ软 件 是 英 国 Ｌａｂｃｅｎｔｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ 公 司推出的一款功能较为全面的电子设计自动化工具
软件，由 电 子 系 统 仿 真 平 台 软 件ＩＳＩＳ 和 ＰＣＢ 布 线 编辑软件 ＡＲＥＳ构成。
使用 Ｐｒｏｔｅｕｓ的ＩＳＩＳ仿真平台设计绘制出电容 测试仪整机电路并 进 行 系 统 调 试 和 仿 真，反 复 调 试 后确定选择 Ｒ３＝１．８１３ｋΩ（其 它 参 数 见 图 ２），设 置 不同的 Ｃｘ值，该电容测试仪仿真测量结果见表１。
图 ２ 电 容 测 试 仪 整 机 电 路 图
由于要求 Ｃｘ的变化范围是 １μＦ～９９９μＦ，且 测 量的时间不 大 于 ２ｓ，即 Ｃｘ 最 大 时 （９９９μＦ），Ｔｗ 不 超过２ｓ，由 Ｔｗ＝１．１Ｒ３Ｃｘ可 求 得 Ｒ３≤１．８２ｋΩ，而 实际 硬 件 电 路 为 了 方 便 调 试 可 选 用 一 个 ２ｋΩ 的 电 位器。 ２．３ 控 制 门 电 路
（２）显 示 译 码 电 路 每个 ＣＣ４５１８ 计 数 器 的 四 个 输 出 端 Ｑ３、Ｑ２、 Ｑ１、Ｑ０ 分 别 与 相 对 应 的 ＣＣ４５１１ 七 段 显 示 译 码 器 的四个输入端 Ｄ、Ｃ、Ｂ、Ａ 相 连，ＣＣ４５１１ 的 灯 测 试 端 ＬＴ和熄 灭 控 制 端ＢＩ接 高 电 平。ＣＣ４５１１ 的 输 出 端 ａ～ｇ经限流电阻 分 别 与 相 对 应 的 共 阴 ＬＥＤ 数 码 管
［１］ 任为民．电子技术基础课程设计［Ｍ］．北京：中央广播电 视 大 学 出 版 社 ，２００２．
［２］ 周 润 景，张 丽 娜．基 于 ＰＲＯＴＥＵＳ的 电 路 及 单 片 机 系 统 设 计 与 仿 真 ［Ｍ］．北 京 ：北 京 航 空 航 天 大 学 出 版 社 ，２００６．
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｙ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｔｅｓｔｅｒ
电容测试仪整机框图如图１所示。首先将被测 电容的容量值变换 成 与 其 成 正 比 的 脉 冲 宽 度；再 用 该脉冲控制控制门 电 路，对 标 准 的 时 钟 脉 冲 进 行 计 数 ，控 制 脉 冲 宽 则 记 录 的 数 值 大 ，脉 冲 窄 则 记 录 的 数 值小，从而反映电 容 量 的 大 小；最 后，通 过 译 码 显 示 电路显示出电容器的容量值。
李晓虹：电容测试仪的设计
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的 输 入 端 ａ～ｇ 相 连 ，由 限 流 电 阻 决 定 数 码 管 的 工 作 电流的大小，从 而 调 节 数 码 管 的 亮 度。 计 数 控 制 脉
容量值一致，图２即 Ｃｘ＝１００μＦ 时的仿真测量结果 图。电路设计达到了要求。
电容是电子设备中最基础也是最重要的元件之 一，基 本 上 在 所 有 的 电 子 设 备 中 都 可 以 见 到 它 的 身 影 。 作 为 一 种 最 基 本 的 电 子 元 器 件 ，在 许 多 情 况 下 需 要对电容进行测量，然而目前武汉工程职业技术学院 电工电子实验室常用的万用表存在下面几种情况：