rcl測量儀報告焦凱-文庫吧
2025-04-28 22:36 本頁面
【正文】 量L、C原理圖 伏安法是測量電阻的最基本方法，如圖3所示。分別用電流表和電壓表測出通過電阻的電流和電壓，根據(jù)公式R=U/I求得電阻。這種測量方法要同時測出兩個模擬量，不易實現(xiàn)自動化。而指針式萬用表歐姆擋是把被測電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻及電池串聯(lián)，用電流表測出電流，由于被測電阻與電流一一對應(yīng)，由此就可讀出被測電阻阻值，如圖4所示。這種測量的方法的精度變化大，若要較高的精度，必須較多的量程，電路復(fù)雜。 AVRx 圖3 伏安法測量電阻原理圖 圖4 萬用表測量電阻原理圖以上各種方法都難以實現(xiàn)智能化，因此沒有被本儀表采用。很多儀表都是把較難測量的物理量轉(zhuǎn)變精度較高且較容易測量的物理量?；诖怂悸?，我們把電子元件的集中參數(shù)R、C、L轉(zhuǎn)換成頻率信號f，然后用單片機計數(shù)后再運算求出R、C、L的值 ，并顯示，轉(zhuǎn)換的原理分別是RC振蕩和LC三點式振蕩。其實，這種轉(zhuǎn)換就是把模擬量近似地轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，另一方面也避免了由指針讀數(shù)引起的誤差。2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計系統(tǒng)原理框圖如圖5所示，測量電阻和電容的原理采用RC振蕩將測量參數(shù)R、C轉(zhuǎn)換成頻率信號f，進(jìn)而將測量模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量；采用類似的方法，測量電感的原理采用電容三點式振蕩來實現(xiàn)對電感的測量。經(jīng)過振蕩部分得到的數(shù)字參數(shù)f再由單片機處理，最后將處理結(jié)果在顯示器上顯示。此方案實現(xiàn)的精度高，容易實現(xiàn)自動測量，電路相對簡單。單片機模擬開關(guān)Addr頻率功能選擇按鍵LCD顯示器RC振蕩器RC振蕩器電容三點式振蕩器被測電阻被測電容被測電感圖5 系統(tǒng)原理框圖 根據(jù)選擇的系統(tǒng)方案，可以清楚的知道，主要的電路設(shè)計是振蕩模塊，其設(shè)計與整個系統(tǒng)的精確度有密切聯(lián)系。測量電阻和電容的振蕩電路很類似，而測量電感的三點式振蕩電路則不同。 圖6是一由555電路構(gòu)成的多諧振蕩電路。它的振蕩周期為即 (1)式中,。為了避免直接采用式(1)來計算時由于某種原因引起的非線性誤差,本儀表引入了直線插值算法,做法如下：用本儀表去測量標(biāo)準(zhǔn)電阻R0、R1……Rn，記下測得相應(yīng)的周期T0、T1……Tn，得到基準(zhǔn)點（R0，T0）、（R1，T1）……（Rn，Tn），則有 (i=0,1,……n)測量未知電阻Rx時，測得的周期為T，若,則 聯(lián)立以上三式，得 （2）用式（2）計算Rx時，結(jié)果與電路中的元件參數(shù)無關(guān)，這樣可以避免電路元件帶來的誤差。通過選用高精度的基準(zhǔn)電阻和增加基準(zhǔn)點的個數(shù)，便可使測量結(jié)果的誤差在允許的范圍內(nèi)。圖6 測電阻Rx的RC振蕩電路如圖7所示，測量Cx的RC振蕩電路與測Rx的振蕩電路完全一樣。取R1=R2，則式中與測量電阻的過程相似，通過標(biāo)準(zhǔn)電容的測量可以得到基準(zhǔn)點，……，當(dāng)測量未知電容得到相應(yīng)的脈沖周期為T時，有 （3）圖7 測量電容Cx的RC振蕩電路如圖8所示，在電容三點振蕩電路中，CC2分別采用1000pF和2200pF的獨石電容，其電容值遠(yuǎn)大于晶體管極間電容，可以把極間電容忽略。這樣根據(jù)振蕩頻率公式: (4)其中對于10uH的電感 由于單片采用12MHz晶振,最快只能計幾百kHz的頻率,因此在測電感這一檔時,應(yīng)分頻后再送單片機計數(shù)。由式(4)得 ,其中通過對一些標(biāo)準(zhǔn)電感的測量,可得到一些基準(zhǔn)點
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