【正文】 簡易LCR測量儀摘要：系統(tǒng)是通過STC89C52測量電阻、 電容和電感對應(yīng)振蕩電路所產(chǎn)生的頻率來實現(xiàn)各個參數(shù)的測量。其中電阻采用AD轉(zhuǎn)換待測電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻的分壓進(jìn)行測量，電容是采用555 多諧振蕩電路產(chǎn)生的,而電感則是根據(jù)LC振蕩回路產(chǎn)生的。STC89C52的定時器可以利用外部時鐘源來計數(shù),文章將RLC 測量電路產(chǎn)生的頻率作為單片機(jī)STC89C52的時鐘源,通過計數(shù)可以計算出被測頻率,再通過該頻率計算出各個參數(shù)。該系統(tǒng)采用單片機(jī)控制,具有測量精度高,便于使儀表實現(xiàn)自動化。關(guān)鍵詞：NE55LC振蕩回路、AD轉(zhuǎn)換、一、 設(shè)計任務(wù)：即題目的要求設(shè)計并制作簡易電阻、電容、電感、品質(zhì)因數(shù)和損耗系數(shù)測量儀，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。圖1測量儀框圖1 基本要求（1）測量電阻范圍：100W～1MW，測量精度：；（2）測量電容范圍：1000pF～，測量精度：；（3）測量電感范圍：1mH～100mH，測量精度： ；（4）可使用按鍵設(shè)置被測器件的類型和單位，并顯示；（5）自制滿足本測量儀要求的電源。2. 發(fā)揮部分（1）擴(kuò)展量程，并提高測量精度。①. 測量電阻范圍：10W～10MW，測量精度：；②. 測量電容范圍：100pF～1mF，測量精度：；③. 測量電感范圍：100mH～1H，測量精度： ；（2）測量電感的品質(zhì)因數(shù)Q，測量范圍：～，測量精度：；（3）測量電容的損耗系數(shù)D，測量范圍：～，測量精度：；（4）具有三個可選的測試頻點：100Hz，1kHz，10kHz；（5）其它（如自動識別器件類型、量程自動轉(zhuǎn)換等）。二、 方案論證：①.電橋法:具有較高的測量精度,被廣泛采用,現(xiàn)已派生出許多類型。但電橋法測量需要反復(fù)進(jìn)行平衡調(diào)節(jié),測量時間長且數(shù)據(jù)為非線性變化，,很難實現(xiàn)快速的自動測量。②.諧振法:要求較高頻率的激勵信號,通過對信號頻率的測量，結(jié)合相應(yīng)計算公式，計算出電容電感的取值。③.伏安法:最經(jīng)典的方法,它的測量原理來源于阻抗的定義。即若已知流經(jīng)被測阻抗的電流相量并測得被測阻抗兩端的電壓,則通過比率便可得到被測阻抗的相量。顯然,要實現(xiàn)這種方法,，硬件調(diào)試過難，且原理復(fù)雜不以計算，難以實施。電容的測量方法較多，如電橋法、阻抗法等。電橋法精度高，但電路復(fù)雜且測量時還需要調(diào)節(jié)電橋平衡，不利于實現(xiàn)全自動的智能化控制，阻抗法需要低失真的正弦波和高精度的 Ａ／Ｄ，而且計算較為復(fù)雜。電阻的測量方法有電流法、分壓法等，這些方法的精度變化大。若要較高的精度，必需較大的量程，且電路復(fù)雜。同樣，在測量電感時電橋法和相位法也不宜采用。數(shù)字 ＲＬＣ 測量儀的數(shù)字化程度并不高 ，其參量分離是靠同步檢波器實現(xiàn)的。隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)在智能化測量儀表中的應(yīng)用越來越廣泛。本文所設(shè)計的 ＲＬＣ 測量儀是把 Ｒ作為諧ＬＣ振電路中的一個元件，當(dāng)阻抗值變化時諧振電路的輸出頻率將隨著改變，在單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)建立了頻率阻抗對照表數(shù)據(jù)庫，從測得的頻率值直接查表可獲得元件的阻抗值并顯示。利用本系統(tǒng)強(qiáng)大的微處理器功能，對小阻抗元件和大阻抗元件能進(jìn)行自動識別，實現(xiàn)測量檔位的自動切換和準(zhǔn)確測量。三、 分析與計算：f1f3電阻前端測量電路電感前端測量電路電容前端測量電路與標(biāo)準(zhǔn)電阻的分壓經(jīng)AD芯片模數(shù)轉(zhuǎn)換LC振蕩回路經(jīng)電壓比較器NE555諧振電路STC89C52LCD顯示屏STC89C52STC89C52電源f2量程切換量程切換流程圖如上圖。測量電阻采用電阻分壓方法進(jìn)行測量。通過測量標(biāo)準(zhǔn)電阻與待測電阻的電壓，并經(jīng)14位高精度AD對電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。 U0 R0 Ux Rx記標(biāo)準(zhǔn)電阻的前端電壓為U0，待測電阻的前端電壓為 Ux，則電阻R=UxR0/U0Ux。電容測量電路如下圖。200Ω電容的測量也采用脈沖計數(shù)法，如圖4 所示。由555 電路構(gòu)成多諧振蕩器，通過計算振蕩輸出的頻率來計算被測電容的大小。555 接成多諧振蕩器的形式，其振蕩周期為:T = t1 + t2 = ( ln2) ( Ri + R6) Cx + ( ln2) R6Cx電路分為5檔:通過對IO1~IO5分別加高電平以達(dá)到切換量程的功能。電容越大電阻Ri越小。電路是一個由LM393（U3A）組成的LC振蕩器。由單片機(jī)測量LC震蕩回路的頻率F1，然后控制繼電器K2將標(biāo)準(zhǔn)電容C2與C1并聯(lián)，測出振蕩器頻率F2，再用下列式子計算出電感L1的值。 這里電容器C2的容量的精確程度，基本上決定了整個測量過程的精度。應(yīng)該選用穩(wěn)定性好精度高的電容器，這個制作選用了1800pF的云母電容器。上述過程可稱作為一個校準(zhǔn)過程，由單片機(jī)控制每次開機(jī)時自動完成。開機(jī)后延時3秒，測量由U1A、LC1組成振蕩器頻率F1； K2吸合，C2接入延時3000ms，測量振蕩器頻率F2， K2斷開。單片機(jī)算CL1完成后按S1進(jìn)入電容Lx的測量狀態(tài)。電感Lx的值，分別用下列式子計算： 四、 測試：測量電阻采用RLC測量儀TH2817進(jìn)行測量，以作為待測元件的標(biāo)稱值。測量表格如下。電阻測量標(biāo)稱值測量值誤差%2%6%%電容測量標(biāo)稱值測量值誤差29460 pF26365 pF%1133 pF%10040 pF10171 pF%2374 pF2530 pF%4612 pF5061 pF%16264 pF16514 pF%電感測量標(biāo)稱值測量值誤差%%五、結(jié)論、心得體會按照題目要求的內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計的電路，經(jīng)加工焊接得到的成品經(jīng)調(diào)試測量基本能夠滿足基本要求。心得體會：第一，我把課本上學(xué)到的東西運用到實際的項目中了，真正的將理論知識與實際相結(jié)合，在科技實踐設(shè)計過程中對理論知識有了更加深度的認(rèn)識，提示提升了實際應(yīng)用中的興趣，使電子設(shè)計更加有趣。同時有理論知識的支持，對于各類電路和芯片功能及原理能夠更加簡單明晰的了解清楚，使理論真正的成為實踐的強(qiáng)力工具。第二，在這個過程中也讓我學(xué)會了做事必須嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真。對于電路設(shè)計過程中以及程序編寫過程中不容有半點馬虎，否則每一個微小的錯誤都會為調(diào)試工作帶來巨大的障礙、消耗大量的時間。第三，認(rèn)識到了團(tuán)隊精神的重要性，對于一個團(tuán)隊而言，最重要的就是隊員之間的相互配合。團(tuán)隊工作的合理分配，意見的統(tǒng)一實施，矛盾的合理調(diào)解，都是保持一個團(tuán)隊高效協(xié)作及完美實現(xiàn)目標(biāo)的必要條件。附件 ：電感測量電路電容測量電路電阻測量電路元件名稱元件型號數(shù)量電阻Ω芯片STC89C522芯片NE5551芯片LM3861芯片TLC25431顯示屏1602A1開關(guān)4變壓器18V1電容若干電阻若干電感若干原程序：includeincludeincludeincludedefine uchar unsigned chardefine uint unsigned intdefine ulong unsigned longsbit k1=P1^6。sbit k2=P1^7。uint T0count,timecount,flag,num,n,f=0,th1,tl1,flag1,f1=0,f2=0。ulong c。float c1,l1。//uchar table1[]=F=。uchar temp[]=000000 。sbit rs=P2^0。sbit rw=P2^1。sbit en=P2^2。 void dela