電阻電容電感測(cè)量?jī)x.ppt

簡(jiǎn)易電阻電容電感測(cè)量?jī)x,制作基本要求 （1）測(cè)量范圍：電阻1001M；電容100pF10000pF；電感100H10mH； （2）測(cè)量精度：5%； （3）采用LCD顯示測(cè)量數(shù)值，并分別顯示所測(cè)元件的類型和單位。,2012-8-3,方案論證,方案一：電橋法 電橋法又稱零示法。要求信號(hào)源的電壓和頻率穩(wěn)定，特別是波形失真要小，增大硬件電路的難度，而且電橋法測(cè)量需要反復(fù)進(jìn)行平衡調(diào)節(jié)，測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，測(cè)量電阻多，很難實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)快速的自動(dòng)測(cè)量。 方案二：諧振法 利用RC和555定時(shí)器組成的多諧振蕩電路，容易實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)快速的電阻電容自動(dòng)測(cè)量。采用LC配合三極管組成三點(diǎn)式震蕩振蕩電路，通過測(cè)輸出頻率大小的方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)電感值測(cè)量。其輸出波形為正弦波，將其波形整形后交給單片機(jī)測(cè)出其頻率，并轉(zhuǎn)換為電感值。 綜上所述：諧振法測(cè)量比交流電橋法更易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，測(cè)量線路簡(jiǎn)單方便,高頻電路元件大多用于調(diào)諧回路中，故用諧振法測(cè)量也比較符合其工作的實(shí)際情況。本設(shè)計(jì)是利用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)測(cè)試的，其中電阻和電容是采用555多諧振蕩電路產(chǎn)生的，而電感則是根據(jù)電容三點(diǎn)式產(chǎn)生的，從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)參數(shù)的測(cè)量。在電阻的測(cè)量電路中，我們把它分為兩檔來進(jìn)行測(cè)量，并用單片機(jī)來驅(qū)動(dòng)繼電器以實(shí)現(xiàn)，這樣，一方面測(cè)量精度較高，另一方面便于使儀表實(shí)現(xiàn)智能、自動(dòng)化。,總體原理方框圖,如圖一所示：,模擬開關(guān)AD4052,圖一,模塊調(diào)試分析及數(shù)據(jù)分析,電阻電容模塊：,利用RC和555定時(shí)器組成的多諧振蕩電路，通過測(cè)量輸出振蕩頻率的大小即可求得電阻電容的大小，利用公式 ，如果固定電阻值，則可測(cè)得電容值，固定電容值，電阻也利用同樣的原理測(cè)得。該方案硬件電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，能測(cè)出較寬的電容電阻范圍，完全滿足題目的要求。同時(shí)輸出波形為TTL電平的方波信號(hào)所以不需要再對(duì)信號(hào)做電平變換。即可直接輸入單片機(jī)處理。測(cè)量數(shù)據(jù)也滿足誤差在5%左右,經(jīng)調(diào)試電路改進(jìn)誤差達(dá)到更低。,電感模塊：,采用LC配合三極管組成三點(diǎn)式振蕩電路配合555定時(shí)器振蕩電路，將輸出的正弦波經(jīng)后輸出一個(gè)方波，有利于單片機(jī)捕獲。通過測(cè)輸出頻率大小的方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)電感值測(cè)量。該方案成本最低，但其輸出波形為正弦波，需要將其波形經(jīng)整形后才能交給處理器處理。測(cè)量數(shù)據(jù)有一定的誤差為10左右，電路還在改進(jìn)，爭(zhēng)取取得更小誤差。,單片機(jī)模塊：,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，以MSP430單片機(jī)為核心的電阻、電容、電感測(cè)試儀，將電阻，電容，電感，使用對(duì)應(yīng)的振蕩電路轉(zhuǎn)化為頻率實(shí)現(xiàn)各個(gè)參數(shù)的測(cè)量。由控制電阻電容電感的換檔測(cè)試。通過定時(shí)并且計(jì)數(shù)可以計(jì)算出被測(cè)頻率，再通過該頻率計(jì)算出被測(cè)參數(shù)。使用C語言編程編寫了系統(tǒng)應(yīng)用軟件；包括主程序模塊、顯示模塊、電阻測(cè)試模塊、電容測(cè)試模塊和電感測(cè)試模塊、鍵盤模塊、整形模塊、模擬開關(guān)模塊。在測(cè)試時(shí)將被測(cè)參數(shù)通過本系統(tǒng)測(cè)量出來的示值與參數(shù)的標(biāo)稱值進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而可以知道系統(tǒng)的測(cè)試精度較高。,測(cè)量數(shù)據(jù)及分析：,電阻測(cè)量結(jié)果,電容測(cè)量結(jié)果,電感測(cè)量結(jié)果,經(jīng)過測(cè)試，此次設(shè)計(jì)可以測(cè)量電阻1001M，誤差在5%以內(nèi)； 可以測(cè)量電容100pF10000pF，誤差在6%以內(nèi)； 可以測(cè)量100H10mH的電感，誤差在10%以內(nèi)。,調(diào)試中的問題及分析改進(jìn)：,、電路布局問題：在同一電路中，焊接電路的布局，走線都會(huì)影響到電路測(cè)量的精準(zhǔn)度，尤其是在高頻振蕩電路中，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)調(diào)試改進(jìn)，我們才得到比較精準(zhǔn)的測(cè)量。 、理論與實(shí)際電路的差距：我們?cè)诶碚摰挠?jì)算中，遇到參數(shù)在理論上是可行的，但在實(shí)際電路中，還得與外界實(shí)際問題結(jié)合，對(duì)參數(shù)綜合考慮，以及適當(dāng)選擇參數(shù)及元器件的修改，對(duì)電路進(jìn)一步調(diào)試、修改，得到穩(wěn)定的輸出波形。 、元器件的參數(shù)對(duì)電路性能的影響：由于原件參數(shù)有誤差，有時(shí)在電路中我們需要較精確的參數(shù)，但在實(shí)際中往往存在誤差，無法滿足我們電路的需求，就需要對(duì)電路一步一步的測(cè)量其電壓電流，檢測(cè)電路的每一個(gè)環(huán)節(jié)，一步步糾錯(cuò)并查資料結(jié)合實(shí)際加以修正電路。 改進(jìn)方法： 1用標(biāo)準(zhǔn)的電感、電容來進(jìn)行相對(duì)方式測(cè)量，可提高相對(duì)比較的測(cè)量精度。 2.該設(shè)計(jì)是測(cè)量電容電感參數(shù)，設(shè)計(jì)中考慮到元器件的熱穩(wěn)定性和外界對(duì)電路的干擾影響，造成測(cè)量結(jié)果會(huì)有所不同