数字式电阻电容测量仪设计实现实验报告
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。
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。
数字式电容测量仪的设计与制作报告
数字式电容测量仪的设计与制作摘要: 针对现有的电容测量仪器量程不高且精度有限问题，使用AT89C51 单片机NE555 单稳态电路及LED 数码显示，通过程序设计，实现了一种直观经济的电容测试仪实验表明，该仪器提高了电容量程和测量精度，性能稳定可靠，可广泛应用于电容等电子元器件检测之中。
关键词: 电容测试仪; 单片机; 量程; 精度1．引言电容容量是电学理论分析与电路设计中的重要参数。
电容容量测量的主要方法有电桥平衡法、谐振频率测量法或脉冲宽度测量法等等。
交流电桥虽然测量准确，但存在笨重、操作繁琐、不能自动测量的缺陷。
目前一般的数字万用表测量电容的最大值仅为20 F，且测量精度有限，遇到要测量较大的电容时往往无能为力随着单片机性能的不断提高，将其应用于对电容的测量中具有方便直观经济的优点，并可以进行软件校准，减少测量误差( 一般能够精确在0.5% 左右) 同时，通过对LED 数码显示管或LCD 液晶的合理使用还可使检测人员能够更直观地读取电容数值。
2．设计要求与方案论证2.1设计要求1、基本部分(1) 自制稳压电源、绿色发光管指示接通电源，正常工作。
(2) 被测电容的容量在0.01μF至200μF范围内(3) 能够根据测量电容的大小自动转换合适量程。
(4) 用4个数码管或液晶显示测量结果，测量误差小于10%。
(5) 当电容值超出上述范围时测量仪溢出报警，黄色发光管LED点亮。
(6) 当电容短路时测量仪发出声光报警，红色发光管LED点亮。
2、发挥部分(1)被测电容的容量扩大到1000PF至1000μF范围内。
(2) 测量误差小于10%。
2.2方案设计根据设计要求，系统可以分为测量电路、通道选择和控制电路三大部分, 如图2-1 所示。
2-1 系统硬件结构框图2.2.1测量电路方案方案一测量电路的核心是由555 定时器构成的多谐振荡器, 将电容的大小转换成频率的大小，然后使用单片机计数后再运算求出电容值。
数字电桥实验报告
一、实验目的1. 理解数字电桥的工作原理及其在交流参数测量中的应用。
2. 掌握数字电桥的操作方法，学会使用数字电桥测量交流电阻、电容和电感等参数。
3. 培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理数字电桥是一种精密的测量仪器，利用电桥平衡原理，通过调节电桥的四个臂，使得电桥达到平衡状态，从而实现被测电阻、电容或电感的测量。
在交流参数测量中，数字电桥通过改变交流信号的频率，实现对不同参数的测量。
三、实验仪器与设备1. 数字电桥一台2. 交流信号发生器一台3. 被测元件（电阻、电容、电感）4. 连接线若干5. 示波器一台（可选）四、实验步骤1. 准备工作：- 将数字电桥、交流信号发生器、被测元件和连接线准备好。
- 熟悉数字电桥的操作界面和功能。
2. 测量电阻：- 将被测电阻接入数字电桥的电阻测量端口。
- 调节交流信号发生器的频率，使其在电阻测量范围内。
- 打开数字电桥，设置测量模式为电阻测量。
- 调节电桥的四个臂，使电桥达到平衡状态。
- 记录电阻值。
3. 测量电容：- 将被测电容接入数字电桥的电容测量端口。
- 调节交流信号发生器的频率，使其在电容测量范围内。
- 打开数字电桥，设置测量模式为电容测量。
- 调节电桥的四个臂，使电桥达到平衡状态。
- 记录电容值。
4. 测量电感：- 将被测电感接入数字电桥的电感测量端口。
- 调节交流信号发生器的频率，使其在电感测量范围内。
- 打开数字电桥，设置测量模式为电感测量。
- 调节电桥的四个臂，使电桥达到平衡状态。
- 记录电感值。
5. 数据分析：- 对测量数据进行整理和分析，绘制测量曲线。
- 比较测量值与理论值，分析误差来源。
五、实验结果与分析1. 电阻测量：- 测量值与理论值基本吻合，误差在允许范围内。
2. 电容测量：- 测量值与理论值基本吻合，误差在允许范围内。
3. 电感测量：- 测量值与理论值基本吻合，误差在允许范围内。
六、实验总结1. 数字电桥是一种精度较高的测量仪器，适用于交流电阻、电容和电感的测量。
电容测量电路设计实验报告
电容测量电路设计实验报告实验名称：电容测量电路设计实验目的：1.学习电容测量电路的工作原理；2.掌握基于RC电路的电容测量方法；3.设计并实现一个实用的电容测量电路。
实验仪器和材料：1.信号发生器2.示波器3.电容器4.电阻5.多用电表6.面包板7.电源线8.电阻器9.连接线实验原理：电容测量电路一般采用RC电路，即由电阻和电容器串联组成。
电容器具有充电和放电的特性，当电容器被充电或者放电过程中，电容器两端的电压随时间变化满足指数函数的特点。
通过测量电容器两端的电压变化情况，可以得到电容器的电压与时间的关系，从而计算出电容器的电容值。
实验步骤：1.将电容器连接到面包板上；2.将信号发生器连接到电容器的一个端口上，设置成方波输出，并调整频率和幅度；3.将电容器的另一个端口通过电阻连接到接地点；4.将示波器的探头分别连接到电容器两端口，调整示波器的触发和扫描范围；5.打开电源，调整信号发生器的频率和幅度使得示波器上观测到完整的充放电波形；6.分别测量充电过程和放电过程的时间间隔和电压，计算电容值。
实验结果：通过测量得到的数据计算出电容值为C=5μF。
实验讨论：1.实验过程中是否受到了温度、湿度等环境因素的影响；3.实验结果与理论值的比较，是否符合预期。
实验结论：本实验通过设计并实现一个基于RC电路的电容测量电路，成功地测量出了所使用电容器的电容值为C=5μF。
实验过程中可能会受到温度、湿度等环境因素的影响而引入一定误差，可以通过改进电路设计和采用更精确的测量仪器来减小误差。
实验结果与理论值基本符合，验证了所设计电容测量电路的准确性和可靠性。
stm32电容测量仪实验报告
stm32电容测量仪实验报告
实验目的：
本实验旨在设计并实现一个基于STM32的电容测量仪，通过测量电容值来评估电容器的性能。
实验原理：
电容是一种存储电荷的元件，它由两个导体板之间的绝缘介质组成。
电容的大小与导体板之间的距离和绝缘介质的介电常数有关。
本实验采用了简单的充放电方法来测量电容值。
实验步骤：
1. 搭建电路：将待测电容器与STM32开发板相连，利用STM32的GPIO 口来控制充放电电路。
2. 设计程序：根据测量电容的原理，设计一个程序来控制充放电过程，并测量充电时间和放电时间。
3. 采集数据：通过程序获取充放电时间，并计算出电容值。
4. 显示结果：将测量得到的电容值通过串口或LCD显示出来，以便用户查看。
实验结果与分析：
经过多次实验，我们成功地测量了不同电容器的电容值。
实验结果表明，测量值与实际值之间存在一定的误差，这可能是由于电路中的电
阻和电感等元件的影响导致的。
因此，在实际应用中，我们需要对测量结果进行修正。
实验总结：
通过本实验，我们深入了解了电容测量的原理与方法，并成功地设计并实现了一个基于STM32的电容测量仪。
我们还发现了测量中可能存在的误差，并提出了对测量结果进行修正的建议。
这将有助于我们在实际应用中更准确地测量电容值，并评估电容器的性能。
展望：
在今后的研究中，我们可以进一步改进电容测量仪的设计，提高测量精度，并尝试应用更复杂的测量方法来提高测量效率。
另外，我们还可以将电容测量仪与其他传感器结合起来，构建一个多功能的电子测量系统，以满足不同应用领域的需求。
数字式电容测试仪实验预报告
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。
单稳态触发器中所涉及的电容，即是被测量的电容C。
其脉冲输入信号x是555定时器构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C值的不同而不同的，所以脉宽即是对应的电容值，其x精确度可以达到0.1%。
设计方案：利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严格与 Cx成正比．只要把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 Cx的大小。
之所以选择该方案是考虑到这个方案不仅设计比较容易实现，而且必要时还可以扩展量程，更重要的是该方案设计出来的数字测试仪测量的结果比较精确。
单稳态触发器输出电压脉宽T X=RC X ln3≈1.1RC X电路产生的脉冲可以从几微秒到数分钟。
当R固定时，则T X为正比于电容。
C越大，则Tw时间内通过与门的时钟脉冲就越多，则计数电路实现T与C正比。
单稳态触发器产生脉冲宽度T W与电容C成正比的特点，将被测电容C转换为宽度为T W的脉冲总电路图：设计要求：1.被测电容的容量在10μF至100μF范围内2.用数码管显示测量结果，测量误差小于20%。
当被测电容CX接入电路后，由于电容充放电效应，单稳态触发器会产生一个脉宽与被测电容大小成正比的闸门信号（如图3中第三个信号），同时多谐振荡器会产生脉冲信号CP（如图3中第二个信号），闸门信号与脉冲信号CP同时经过与门运算，得到一个新的脉冲信号（图3中第一个信号），再将此信号送入计数器进行计数。
单稳态触发器由555定时器接成，4端为异步清零端，当置0时，无论输入如何均输出低电平，当置1时，555定时器工作。
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得设计设计题目: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得设计错误!未定义书签。
三、课程设计目得及基本要求...... 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、设计中涉及得实验仪器与工具.... 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得设计,我们提出了三种设计方法与思路。
在具体操作中,经过对资料得收集、分析,研究与对比,最终选择了简单易懂,而且精度较高得方法,即门控法。
本方法得基本理论就是单稳态触发器电路得输出脉宽wt与电容C成正比,再通过一系列得控制,计数,锁存,显示电路实现了对电容得一般测试与数字显示。
在本次数电课程设计得同时,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、最终到电路得模拟与实际电路得成形有了一定得认识,同时使我们在电子设计方面有了一定得实际动手能力,也为这次数电课程设计打下了坚实得基础。
电容电阻测量实验报告
电容、电阻测量实验报告实验目的：1、掌握电容测量的方案，电容测量的技术指标2、学会选择正确的模数转换器3、学会使用常规的开关集成块4、掌握电阻测量的方案，学会怎样达到电阻测量的技术指标实验原理：一、数字电容测试仪的设计电容是一个间接测量量，要根据测出的其他量来进行换算出来。
1）电容可以和电阻通过555构成振荡电路产生脉冲波，通过测出脉宽的时间来测得电容的值T=kR CK和R是可知的，根据测得的T值就可以得出电容的值2）电容也可以和电感构成谐振电路，通过输入一个信号，改变信号的输入频率，使输入信号和LC电路谐振，根据公式W=1/ √LC就可以得到电容的值。
二、多联电位器电阻路间差测试仪的设计电阻是一个间接测试量，他通过测得电压和电流根据公式R=U/I得出电阻的值电阻测量分为恒流测压法和恒压测流法两种方法这两种方法都要考虑到阻抗匹配的问题1）恒流测压法输入一个恒流，通过运放电路输出电压值，根据运放电路的虚断原理得出待测电阻两端的电压值，就可以得出待测电阻的阻值。
2）恒压测流法输入一个恒压，通过运放电路算出电流值，从而得出电阻值方案论证：数字电容测试仪用555组成的单稳电路测脉宽用555构成多谐振荡器产生触发脉冲多谐振荡器产生一个占空比任意的方波信号作为单稳电路的输入信号。
T1=0.7*（R1+R2）*CT2=0.7*R2*C当R2〉〉R1时，占空比为50%单稳电路是由低电平触发，输入的信号的占空比尽量要大触发脉冲产生电路电容测试电路Tw=R*Cx*㏑3R为7脚和8脚间的电阻和待测电容Cx构成了充放电回路，这个电阻可以用一个拨档开关来选择电容的测试挡位。
当待测电容为一大电容时，选择一个小电阻；当电容较小时，选择一个较大的电阻。
使输出的脉宽不至于太大或者太小，用以提高测量的精度和速度。
R*C不能取得太小，R*C*㏑3≥T2，如果R*C取得太小，使得充放电时间太小，当来一个低电平时，电路迅速充电完毕，此时输入信号仍然处于低电平状态，输出电压为高电平，此时的脉宽就与RC无关，得到的C值就不是所要测的电容值。
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。
测量电容的实验报告
测量电容的实验报告测量电容的实验报告引言电容是电路中常见的基本元件之一，它具有储存电荷的能力。
在电子学和电路设计中，准确测量电容是非常重要的。
本实验旨在通过实际操作，探究测量电容的方法和技巧。
实验装置和方法本实验所需的装置包括电容器、电源、电阻、导线、万用表、示波器等。
首先，将电容器与电源和电阻相连，形成一个简单的电路。
然后，通过改变电容器的电压和电流，利用万用表和示波器等仪器，测量电容器的电容值。
实验步骤和数据记录1. 首先，将电容器与电源和电阻相连，保证电路的正常工作。
2. 调节电源的电压，记录电容器两端的电压值。
3. 测量电容器两端的电流值，并记录下来。
4. 根据所测得的电压和电流值，计算电容器的电容值。
实验结果和分析通过实验测量得到的电压和电流值，可以计算出电容器的电容值。
在实验过程中，我们可以发现以下几个问题和现象：1. 电容器的电容值与电压成正比。
当电压增加时，电容器的电容值也会相应增加。
这是因为电容器的电容值取决于两个极板之间的电场强度，而电场强度与电压成正比。
2. 电容器的电容值与电流成反比。
当电流增加时，电容器的电容值会减小。
这是因为电流通过电容器时，会导致电容器两极板之间的电荷重新分布，从而降低电容值。
3. 电容器的电容值与电容器本身的特性有关。
不同材料和结构的电容器，其电容值会有所不同。
因此，在实验中，我们需要注意选择合适的电容器进行测量。
实验误差和改进在实验过程中，由于仪器的精度、电路的稳定性和人为因素等原因，可能会导致实验结果存在一定的误差。
为了减小误差，我们可以采取以下改进措施：1. 使用更精确的仪器和设备。
选择高精度的万用表和示波器，可以提高测量的准确性。
2. 提高电路的稳定性。
保证电路连接良好，避免接触不良或接线错误等问题。
3. 多次重复测量。
通过多次测量并取平均值，可以减小测量误差。
结论通过本实验的操作和测量，我们掌握了测量电容的方法和技巧。
电容器的电容值与电压成正比，与电流成反比。
数字式电容测量仪
专业综合设计报告设计题目：数字式电容测量仪专业班级：2011级电子1班小组成员：徐睿昀指导教师：***完成日期：2014年11月11日数字式电容测量仪设计一、设计任务与要求1.1 基本部分1.被测电容的容量在0.01μF至100μF范围内；2.设计两个的测量量程；3.用3为数码管显示测量结果，测量误差小于20%。
1.2 发挥部分（选做）1.自制稳压电源；2.至少设计两个以上的测量量程，使被测电容的容量扩大到100PF至100μF范围内；3.测量误差小于10%。
二、方案设计与论证2.1设计方案数字式电容测量仪的作用是以十进制数码的方式来显示被测电容的大小，从而判断电容器质量的优劣及电容参数。
由给出的指标设计，它的设计要点可分为俩部分：一部分是数码管显示，另一部分就是要将Cx值进行转换。
能满足上述设计功能的方案很多，我们共总结出下面四种参考方案：方案一：把电容量通过电路转换成电压量，然后把电压量经模数转换成数字量显示。
可由555集成定时器构成单稳态触发器、多谐振荡器等电路，当单稳态触发器输出电压的脉宽为：tw=RC㏑3≈1.1RC。
从式中可以看出，当固定时，改变电容C则输出脉宽tw跟着改变，由tw的宽度就可以求出电容的大小。
把单稳态触发器的输出电压Vo取平均值，由于电容量的不同，tw的宽度也不同，则Vo 的平均值也不同，由Vo的平均值大小可以得到电容C的大小。
如果把平均值送到A/D转换器，经显示器显示的数据就是电容的大小。
但是我们对A/D转换器的掌握程度还不够充分，设计有一些困难。
方案二：用阻抗法测R、L、C有两种实现方法：永恒流源供电，然后测元件电压；永恒压源供电，然后测元件电流。
由于很难实现理想的恒流源和恒压源，所以它们适用的测量范围很窄。
[1]方案三：像测量R 一样，测量电容C 的最经典方法是电桥法，如图2.1所示。
只是电容C 要用交流电桥测量。
电桥的平衡条件[2]是：()()1212n x j j n x Z Z e Z Z e φφφφ⎡⎤⎡⎤++⎣⎦⎣⎦⨯⨯=⨯⨯图1 电桥电路通过调节阻抗Z1、Z2使电桥平衡，这时电表读数为零。
测电阻创新实验报告
一、实验背景随着科技的不断发展，电阻测量技术在电子、通信、自动化等领域有着广泛的应用。
传统的电阻测量方法如伏安法、电桥法等，虽然精度较高，但操作复杂，且存在一定的局限性。
为了提高电阻测量的效率和准确性，本实验设计了一种基于新型传感器的创新电阻测量方法。
二、实验目的1. 探索一种基于新型传感器的电阻测量方法。
2. 比较新型测量方法与传统测量方法的优缺点。
3. 优化测量参数，提高测量精度。
三、实验原理本实验采用的新型传感器为电容式传感器，其工作原理基于电容变化与电阻变化的相互关系。
当被测电阻接入电容式传感器时，电阻的变化会引起电容的变化，从而通过测量电容的变化来间接测量电阻。
四、实验器材1. 新型电容式传感器2. 待测电阻3. 数字多用表4. 电源5. 信号发生器6. 示波器7. 导线五、实验步骤1. 将待测电阻接入电容式传感器。
2. 使用信号发生器产生一定频率的正弦波信号，作为电容式传感器的激励信号。
3. 使用示波器观察电容式传感器的输出信号，并记录电容变化情况。
4. 将电容变化情况与数字多用表测得的电阻值进行对比分析。
5. 优化测量参数，提高测量精度。
六、实验结果与分析1. 实验结果表明，新型电容式传感器能够有效测量电阻，且测量精度较高。
2. 与传统测量方法相比，新型测量方法具有以下优点：- 操作简单，易于实现自动化。
- 测量速度快，效率高。
- 抗干扰能力强，测量精度高。
3. 实验中发现，电容式传感器的测量精度受到激励信号频率、电容式传感器结构等因素的影响。
通过优化测量参数，如调整激励信号频率、改进电容式传感器结构等，可以进一步提高测量精度。
七、实验结论1. 基于新型电容式传感器的电阻测量方法具有操作简单、测量速度快、抗干扰能力强、测量精度高等优点。
2. 通过优化测量参数，可以进一步提高测量精度。
3. 该创新电阻测量方法在电子、通信、自动化等领域具有广泛的应用前景。
八、实验展望1. 进一步研究新型电容式传感器的结构优化，提高测量精度和稳定性。
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。
测电阻电容实验报告
测电阻电容实验报告实验名称：测电阻和电容实验实验目的：通过测量电阻和电容的大小，学习使用电阻表和电容表进行测量，加深对电阻和电容基本概念的理解。
实验仪器：电阻表、电容表、待测电阻、待测电容、导线、电池或电源。
实验原理：1. 电阻测量：电阻是导体对电流的阻碍程度。
电阻的单位是欧姆(Ω)。
电阻表可以测量电路中的电阻大小，通过测量电流和电压的比值来计算。
2. 电容测量：电容是导体储存电荷的能力。
电容的单位是法拉(F)。
电容表可以测量电路中的电容大小，通过测量电容器充电和放电的时间来计算。
实验步骤：1. 电阻测量：a. 将电阻表离线档位调至最高，将待测电阻连接到电路中。
b. 打开电路，使电流通过待测电阻。
c. 调整电阻表的档位，使指针稳定在刻度上，并记录测量值。
d. 关闭电路，将待测电阻断开。
2. 电容测量：a. 将电容表离线档位调至最高，将待测电容连接到电路中。
b. 连接电源，使电容器充电。
c. 记录充电时间t1，关闭电源。
d. 记录放电时间t2，打开电路。
e. 关闭电路，将待测电容断开。
实验数据记录：1. 电阻测量：测量值：R = 10Ω2. 电容测量：充电时间：t1 = 5s放电时间：t2 = 3s实验结果分析：1. 电阻测量：根据测量值，待测电阻的电阻值为10Ω。
2. 电容测量：根据充电时间和放电时间，可以计算待测电容的电容大小。
根据公式C = τ/R，其中τ为时间常数，R为电阻值，代入测得的充电时间和放电时间，以及已知的电阻值，可以计算电容值。
假设τ= (t1 + t2) / ln(t1/t2)，则计算结果为C = 0.3125F。
实验总结：通过本次实验，我学会了使用电阻表和电容表测量电阻和电容的大小。
实验中，我了解了电阻和电容的基本概念，并学会了如何使用实验仪器进行测量。
实验结果与理论值相符，说明实验操作正确，并且实验仪器的测量精度较高。
这次实验对我加深了对电阻和电容的理解，并提高了我实验操作和数据处理的能力。
数字式的元件参数测试仪的设计
毕业设计[ 论文]题目：数字式的元件参数测试仪的设计研究Title The design and research on digitalcomponent parameters tester院系：专业：姓名：指导教师：2010年 6 月 6 日摘要此设计是基于51和C语言编程的数字式电阻电容电感测试仪的制作。
类似于万用表的功能，我们不是直接测量这些未知量，而是用电压电流等这些容易测量的已知量来进行转化。
设计当中将一些芯片组合起来并用编程控制产生了幅值稳定的直流电源以及交流电源，选择合适的标准RLC，根据串联分压的原理分别测量出标准电阻电容电感的电压，这样根据串联电路的等量关系很容易知道需要测量的RLC，最后用显示装置把未知RLC显示出来。
这种方法比较直接，通俗易懂，程序也都比较直接，在很多仪器仪表的制作工艺当中都有所用到。
设计的关键是要产生合适的电压信号，选择合适的标准电阻电容和电感，还有用51与C语言程序来实现的未知变量与已知变量之间的等量关系.关键词编程、标准电阻电容电感、测试仪、A/D转换、显示ABSTRACTThis design is based on the 51 and C language programming of the production of the digital resistance capacitance and inductance tester. Similar to the multimeter functions, we are not directly measuring the unknown quantity, but with these easy to measure as voltage and current of a known quantity to be converted.In the design,it combines a number of chips and produces amplitude control of a stable DC power and AC power with programming. According to the principle of series voltage divider , select the appropriate standard of RLC, resistance and capacitance are measured in the standard inductor voltage. Thus, according to the series volume, it is very easy to know the value of the RLC. At last, use a display device to display the unknown RLC.This method is relatively straightforward and easy to understand, the program is also relatively straightforward, and many instruments have used the production technology. The key is designed to produce the appropriate voltage signal, select the appropriate standard resistance capacitance and inductance, as well as with 51 and C language program to implement the known and unknown variables and equal relationships between variables.Key wordsprogramming, standard resistance capacitance inductance tester, A / D converter, display目录摘要.............................................................................................. 错误！未定义书签。
stm32电容测量仪实验报告
stm32电容测量仪实验报告一、引言电容是一种重要的电子元件，广泛应用于电路中的滤波、耦合、调谐等功能。
为了准确测量电路中的电容值，我们设计并制作了一款基于STM32微控制器的电容测量仪。
本实验报告将详细介绍实验的背景、设计原理、实验步骤和结果分析。
二、实验背景在电子电路实验中，常常需要测量电容的数值。
传统的测量方法主要依赖于万用表或LCR表，但它们的使用方法相对复杂且不够灵活。
为了解决这一问题，我们选择使用STM32微控制器来设计一款简单易用的电容测量仪。
三、设计原理本实验采用的是简单的RC模型，通过测量电容充放电的时间来计算电容值。
具体的工作原理如下：1. 首先，我们通过一个位于STM32开发板上的定时器来产生一个固定频率的方波信号。
2. 然后，将方波信号经过一个电阻与待测电容相连，形成一个RC电路。
3. 当方波信号上升沿来临时，开始充电，测量时间直至电压达到一定阈值（例如1/2的工作电压）。
4. 当方波信号下降沿来临时，开始放电，测量时间直至电压降至一定阈值（例如1/2的工作电压）。
5. 根据充电和放电的时间，可以计算出电容值。
四、实验步骤1. 连接电路：将STM32开发板上的定时器输出端口与电阻和待测电容相连。
2. 程序设计：使用STM32开发板上的开发环境编写程序，配置定时器的工作模式和频率，并编写计算电容的算法。
3. 烧录程序：将程序烧录到STM32开发板上。
4. 进行测量：将待测电容连接到电路上，启动测量程序，观察测量结果。
五、实验结果与分析我们使用了几个不同值的电容进行了实验测量，并将测量结果与实际值进行了比较。
实验结果表明，我们设计的电容测量仪能够准确测量电容的数值，并且测量误差较小。
然而，由于电阻的存在，测量结果可能会受到电阻的影响，所以在实际应用中需要进行一定的修正。
六、结论本实验成功设计并制作了一款基于STM32微控制器的电容测量仪。
实验结果表明，该测量仪能够准确测量电容的数值，并具有较低的测量误差。
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电子电路综合实验
总结报告
题目：数字式电阻电容测量仪设计实现
班级：
学号：
姓名：
成绩：
日期：
题目：数字式电阻电容测量仪设计实现
一、实验目的
1、熟悉振荡电路的设计
2、熟悉单稳态电路的设计
3、熟悉计数器的级联工作原理
4、集成芯片7400、7404的工作原理
5、熟悉数码管显示原理。
二、所用仪器
函数信号发生器、示波器、直流稳压源
三、总体框图设计
四、设计步骤
1、显示电路由数码管静态显示
数码管是由发光二极管组成的。
在焊接前应该确定其极性是否与设计相符及检测其完好性。
数码管按极性可分为共阳型和共阴型。
按显示方式又可分动态显示和静态显示。
数码管的极性确定可用5V稳压电源串联300欧姆电阻接触数码管管脚的方式。
数码管管脚如下图所示。
2、译码器
4511译码器管脚图及功能表如下图所示。
译码器的主要作用是把输入信号转换成下一级芯片/电路可以处理的信号。
根据4511真值表，其主要功能是把二进制信号转换成相应十进制的显示信号。
当LE=0，LT非=1，BL非=1时，转换信号。
3、计数器74HC160
计数器的主要作用是计算输入脉冲的个数。
74HC160是边沿触发型。
74HC160管脚如下图所示。
A、B、C、D是置数输入。
参考电路图：
4.
基准时钟信号为电路提供最小计时单位。
此设计中，采用的是皮尔斯晶体振荡电路。
皮尔斯电路结构如图所示。
二极管用于垫的静电放电。
7404是个大增益的放大器。
反馈电阻R3大于1M 欧。
它使反相器在工作初期处于线形区。
R2作为驱动电位调整之用，可以防止晶振被过分驱动而工作在高次谐波频率上。
电容三点式电路的分压电容，接地点就是分压点。
分压点为参考点，输入和输出是反相的，形成一个正反馈以保证电路持续振荡。
任选一初始时刻，记录下基准周期。
稳定后记录下周期，据此计算单稳态阻容参数。
5.
555管脚图及单稳态触发器
单稳态触发器的特点是电路有一个稳定状态和一个暂稳状态。
在触发信号作用下，电路将由稳态翻转到暂稳态，暂稳态是一个不能长久保持的状态，由于电路中RC 延时环节的作用，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态，并在输出端获得一个脉冲宽度为w
t 的矩形波。
在单稳态触发器中，输出的脉冲宽度w
t ，就是暂稳态的维持时间，其长短取决于555外接
电阻电容值。
单稳态触发器脉冲宽度公式: 33
2
0ln ln RC V V V RC t CC
CC CC w
=--=
6. 负脉冲电路：由开关控制电容的充放电，从而产生尖峰负脉冲。
五、 理论计算
经仿真可知基准时钟信号（皮尔斯晶体振荡电路）周期为90ns ，则在测量10pF
时，应使为w t
=900ns,即计数显示10。
根据单稳态触发器脉冲宽度计算公式：
上式可得：
R=82k Ω
六、 仿真
1.数码管显示电路
33
20
ln ln
RC V V V RC t CC
CC CC w =--
=
2.皮尔斯晶体振荡电路
3.555单稳态触发电路
4.负脉冲电路
七、模块结果
八、 调试电路
1.计数显示电路测试
加电前，测试焊接连接的正确及完好性。
万用表二极管挡位。
函数信号发生器输出2~5Hz ，送计数，显示数字变化。
函数发生器输出12MHz ，观察计数器反映是否正常。
2. 振荡器电路测试
经测试皮尔斯振荡器输出11.0589MHz。
在示波器上看波形,记录频率周期.
3.单稳态电路部分电路测试
实际555单稳态触发器输出波形。
记录下外接电阻值6.7MΩ，电容值:20nF和脉宽tw=144ms。
4. 负脉冲电路测试
实际负脉冲波形如图所示。
负脉冲输出波形
宽度：9ms、峰值：2.32v、下降时间：0ms、上升沿时间：14ms。
九、总结
通过本次实验熟悉了振荡电路的设计、单稳态电路的设计、计数器的级联工作原理、集成芯片7400、7404的工作原理以及数码管显示原理。
掌握了电路焊接以及排查短路、断路、虚焊等现象的基本方法。
更加娴熟的运用仿真软件以及实验仪器，动手操作能力有了很大提高。
十、误差分析
十一、误差分析555单稳触发器外接电阻：R=6.7MΩ; 外接电容：
C=20nF 测得脉冲宽度：tw=144ms;s理论
根据脉冲宽度计算公式：tw理论值应为147.4ms;s经计算可得：误差ε=[(147.4-144)/147.4]x100%=2.3%
附：
波形：
实验日志：。