没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
基于单片机控制的简易RLC测试仪.doc
1.该资源内容由用户上传,如若侵权请联系客服进行举报
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
版权申诉
0 下载量 2 浏览量
2022-05-31
16:49:25
上传
评论
收藏 2.44MB DOC 举报
温馨提示
试读
38页
基于单片机控制的简易RLC测试仪.doc
资源推荐
资源详情
资源评论
基于 AT89C52 单片机控制的简易 RLC 测试仪
本文所设计的系统是基于 AT89C52 单片机控制的简易 RLC 测试仪。
为了充分利用单片机的运算和控制功能,方便的实现测量。 把参数
R、L、C 转换成频率信号 f,然后用单片机计数后再运算求出 R、L、C 的值,
并送显示。 转换的原理分别是 RC 振荡电路和电容三点式振荡电路。
为了比较准确的测试而频率的计数则是利用等精度数字频率计完成。然后
再将结果送单片机运算,并在 LED 显示器上显示所测得的数值。
通过一系列的系统调试,本测试仪到达了测试标准。经过测试,
第 1 章:绪论
1.1 电路参数R,L,C
电路参数—电阻、电容和电感是电路的三种基本参数,也是描述网络和系
统的重要参数,广泛应用于科学研究、教学实验、工农业生产、通信、医疗及
军事等领域中。例如在强电系统中,输电线路中的传输线,电气设备中继电器、
变压器、发电机等,都是用阻抗参数 R、L、C 来描述的。人们通过测试阻抗参
数可以判定设备的好坏,是否存在故障隐患。在弱电系统中,电路参数元件的
好坏、量值的大小直接影响所设计的线路板的正常工作和可靠性。所以对它们
的测试具有重要的意义。
1.2 电路参数的测量方法
电路参数的测量通常是把被测参数通过转换电路变成直流电压或频率后进
行测量。
1. 传统的 RLC 参数测量的方法种类很多,例如:对电阻的测量常用欧姆表
直接测量,也可以使用对电阻施加一个电压,利用模拟电表和电流表测量得到
电阻两端的电压值和流过电阻的电流值。然后利用欧姆定理计算出电阻值;而
对电感或电容的测试常采用测量阻抗角和负阻抗,然后用数学公式计算出电阻
和电抗的参数。也可以采用过度过程法测出时间常数,由于电路中使用已知的
固定电阻,所以可以通过计算,得出电抗参数。在要求测试准确度高的地方常
采用交流电桥通过调整已知参数使得电桥达到平衡,读出电感或电容值。上述
方法,简单明了,测试也有一定的准确度;但必须采用手工操作,费时费力且
测量精度带有一定的人为因素。
2. 在上世纪 70 年代后,由于数字电子技术的发展,出现了数字式的 RLC 测
试仪。这种方法通常是把被测参数通过转换电路变成直流电压或频率后进行测
量。例如:(1) 电阻的测量可采用如图 1-1 所示的比例运算放大器转换电路,将
电阻值变为直流电压输出,然后经过 AD 转换,测得电阻值。
图 1-1 比例运算器法欧姆转换器
图中 U
N
为基准电压源,R
N
为标准电阻,R
2
为被测电阻为了减小测量误差,可
采用四探针法接线。当测量大电阻时,采用可采用积分运算器法。
(2)电容测量可采用恒流法,用恒流法测量电容的原理图以及波形如图 1-2
所示。恒流源 I 对电容 C 充电,经过 T 时间后充电电荷 Q=I•T,此时电容两端的
电压 U=Q/C,显然只要 IT 已知,测出电压 U 便可按 C=I•T/U 计算出的电容值。
恒流源向 C 充电,同时时标脉冲 CP 经与门进入计数器。当 U
c
值大于 U
R
时,比
较 器 输 出 零 电 平 , 停 止 计 数 。 测 量 结 果 与 电 容 值 成 正 比 。
图 1-2 用恒流法测量电容的原理和工作波形图
即
(3) 时间常数法测量电感
一般电感含有线圈电阻 R 和寄生电容 C
0
,通常 C
0
很小,在工频情况下可以
忽略。所以际电感可以视为一纯电感 L 和电阻 R 的串联,其时间常数 τ=L/R,
测量电感的原理图如图 1-3 所示。
(a) (b)
图 1-3 时间常数法测量电感的基本原理
在 t=0 时合上开关,电感 i 中电流将按指数曲线上升,其最大值为 I。从图
(b)中可看出,在开始阶段变化曲线和 t=0 时刻的切线基本重合。令 I’<<I,I’与
i 交点的横坐标为 Δ T,从图中可知:
即
只要先测出电感线圈的直流电阻,并已知 Us 便可计算出 I,或者保证每次测量
回路的直流电阻相等,使得到的 I 为定值,则由测定的 Δ T即可求得 τ,从而算
出 L=τR。
3.对 RLC 测量和电子测量仪器的发展一样呈现出以下几个趋势:第一,
数字化与集成化模块化趋势。便携式仪器越来越多,使用者要求集成化、微型
化,无论高档还是低档仪器,数字化越来越普及。随着微电子技术的发展,数
字电路的成本越来越低。第二,智能化趋势。具有很强的自校准、自诊断、自
补偿和存储、计算、报表输出功能。例如,虚拟仪器,利用计算机软件虚拟传
统仪器的功能,一台电子仪器,可测量多种参数,具有多种用途。第三,网络
化趋势。通过局域网或 Internet 来控制和使用电子仪器,可以工程技术人员
远在千里之外仍能遥控仪器和获取结果。总之,电子测量仪器向着精度更高,
可靠性更好,以及成本更低,便于使用的方向发展。随之电子技术的飞速发展,
对于被测的 RLC 参量,可以通过参数转换器变换成电压、电流或时间来进行
测量。
1.3《基于振荡的单片机电阻、电容和电感测试仪》具体要求如下:
1.测量范围是:
(1)电阻: 100-1M。
(2)电容: 100pF-10000 pF。
(3)电感: 100uH-10mH
2.技术要求:
(1)测量准确度:±5%
(2)四位数码管显示测量数值,并用另外四位数码管指示类型和单位。
3.工作内容:
(1)组建基于振荡的测电阻、电容和电感的总体结构框图。
(2)根据设计测量范围和准确度要求,设计测电阻、电容和电感的调理电
路,配置标准。通过理论分析和计算选择电路参数。
(3)根据操作功能要求,确定键盘控制功能。
(4)按设计要求确定显示位数、指示类型和单位。
(5)采用 C 语言编写应用程序并调试通过。
(6)对系统进行测试和结果分析。
(7)写出论文。
1.4 本设计论文的结构安排:
第1章:绪论;第2章:基于振荡的电阻、电容和电感的测试原理;第3章:
测试仪的硬件系统设计;第4章:系统的软件设计;第5章:系统的调试与测试;
第6章:结论与展望。
第 2 章:基于振荡的电阻、电容和电感的测试原理
2.1 系统测量原理的总体框图
系统测量原理的总体框图如图 2-1 所示
图 2-1 系统测量原理的总体框图
右图中可知,本文所采用的参数测量的方法是基于振荡器原理,通过将被测参
数接入振荡电路中,产生振荡频率输出,采用测频率方法间接获得被测参数的
值。
2.1.1 基于振荡电阻和电容的测量原理
由数字电子技术基础可知,最简单的由555定时器构成的多谐振荡器电路如
图所示,其工作波形如图2-2所示。
(a) (b)
单
片
机
多
路
选
择
开
关
频率
按键
LED 显示器
RC 振 荡
器
RC 振荡
器
电 容 三
点 式 振
荡器
被 测
电阻
被 测
电容
被 测
电感
剩余37页未读,继续阅读
资源评论
智慧安全方案
- 粉丝: 3659
- 资源: 59万+
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功