简易电阻、电容、电感测量仪.ppt

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 0.94K R1＝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 4.8KHz 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： 按键电路 按键和二极管分别表示不同类别的测量，如下表 按键 二极管 对应测试项 KEY1 L1 测试低电阻 KEY2 L2 测试高电阻 KEY3 L3 测试C KEY4 L3 测试L 按键电路 液晶显示电路 软件设计 程序流程框图 总体实物图 附录 CD4052基本原理 ??CD4052是一个差分4通道数字控制模拟开关，有A、B两个二进制控制输入端和INH输入，具有低导通阻抗和很低的截止漏电流。幅值为4.5～20V的数字信号可控制峰峰值至20V的模拟信号。例如，若V DD=+5V，VSS=0，VEE=-13.5V，则0～5V的数字信号可控制-13.5～4.5V的模拟信号，这些开关电路在整个VDD-VSS和VDD-VEE电源范围内具有极低的静态功耗，与控制信号的逻辑状态无关，当INH输入端=“1”时，所有通道截止。二位二进制输入信号选通4对通道中的一通道，可连接该输入至输出 CD4052引脚功能说明 引脚号 符号 功能 1 2 4 5 IN/OUT Y 通道输入/输出端 11 12 14 15 IN/OUT X 通道输入/输出端 9 10 A B 地址端 3 OUT/IN Y 公共输出/输入端 13 OUT/IN X 公共输出/输入端 6 INH 禁止端 7 VEE 模拟信号接地端 8 Vss 数字信号接地端 16 VDD 电源+ CD4052引脚功能说明表 CD4052各引脚分布图 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 简易电阻、电容、电感测量仪 总述 本文先对设计功能及要求进行了阐述，然后提出要完成该功能的设计方案，最后综合考虑之后选定方法，再对电阻，电容，电感的测量电路进行设计。本设计是利用单片机来实现测试的，其中电阻和电容是采用555多谐振荡电路产生的，而电感则是根据电容三点式产生的，从而实现各个参数的测量。在电阻的测量电路中，我们把它分为两档来进行测量，并用单片机来驱动继电器以实现，这样，一方面测量精度较高，另一方面便于使仪表实现智能、自动化。 示意框图 示意框图 电阻测试模块电路 方案一:电阻分压法。 将待测电阻Rx和基准电阻R串联在电路中。由于电阻分压的作用，当串联到电路上的电阻Rx的值不同时其Rx上分的压降也不同。通过测量上Vx便可求得Rx。 电路图如下： 该方案原理简单，理论上只要参考电阻精确，就可以测量任何阻值的电阻，但实际上由于AD的分辨率有限，当待测电阻的很大或是很小时就很难测出Rx上的压降Vx，从而使测量范围缩小，要提高测量范围和精度就需要对电阻分档测试和提高AD的分辨率。这无疑会增加系统的复杂性和成本。 方案二：利用RC充电原理。 根据电路原理电容充电的时间常数τ=RC。通过选择适当的参考电容，通过测量充电到一个固定电压时所需的时间即可以测量出相应的电阻阻值。此方案中当电阻值过小时，充电时间很短，普通的微处理器难以测量，同时通过实际测试发现当电阻太大时充电时间和电阻的大小线性度变差，这将导致测量误差增大。这些因素导致电阻测量范围较窄。 方案三：利用直流电桥平衡原理的方案 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*R2.在通过测量电位器电阻值，可得到R4的值。 方案四：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，同时输出波形为TTL电平的方波信