【正文】 連接，隔離點 (C)的確定方法是：在線路板上凡是與被隔離的在線元件 (Z↓ [x])靠近信號源 (V↓ [i])的一端 (A)相連的電阻、電容、電感元件的另一端均為隔離端 (C)。傳統(tǒng)的測量電容方法有諧振法和電橋法兩種。 電阻 、 電容 、 電感測試儀 的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀 當今電子測試領域，電阻，電容和電感的測量已經(jīng)在測量技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)中應用的十分廣泛。隨著數(shù)字化測量技術(shù)的發(fā)展，在測量速度和精度上有很大的改善，電容的 數(shù)字化測量常采用恒流法和比較法。 電阻測量依據(jù)產(chǎn)生恒流源的方法分為電位降法、比例運算器法和積分運算器法。 最后，實際制作了一臺樣機，在實驗室里進行了測試，結(jié)果表明該樣機的功能和指標得到了設計要求。因此，設計可靠，安全，便捷的電阻，電容，電感測試儀具有極大的現(xiàn)實必要性。 在系統(tǒng)硬件設計中， 以 LPC2103 的 ARM 為核心的 電阻 、 電容 、 電感測試儀 ，將 電阻，電容，電感 ，使用對應的振蕩電路轉(zhuǎn)化為頻率實現(xiàn)各個參數(shù)的測量。 關(guān)鍵字： 555 振蕩電路、 LPC210電阻電容電感 i 目 錄 摘 要 .............................................................................................................................i 第一章 前言 .................................................................................................................. 2 設計的背景及意義 ..................................................................................................... 2 電阻、電容、電感測試儀的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀 ....................................................... 2 本設計所做的工作 ..................................................................................................... 4 第二章 電阻、電容、電感測試儀設計方案比較 ...................................................... 5 第三章 系統(tǒng)的原理框圖 .............................................................................................. 6 555 定時器簡介 ......................................................................................................... 7 測量電阻電路的設計 ................................................................................................. 9 電容測試電路 .......................................................................................................... 10 測量電感的電路設計 ............................................................................................... 11 電阻、電容、電感測試儀的軟件設計 ....................................................................... 13 主程序流程圖 .......................................................................................................... 14 第四章 測試儀測試值分析： .................................................................................... 19 第五章 參考文獻 ........................................................................................................ 22 ....................................................................................................................... 23 附錄二 .................................................................................................................... 26 2 第一章 前言 設計的背景及意義 目前，隨著電子工業(yè)的發(fā)展，電子元器件急劇增加，電子元器件的適 用范圍也逐漸廣泛起來，在應用中我們常常要測定電阻，電容，電感的大小。比例運算器法測量誤差稍大，積分運算器法適用于高電阻的測量。 電感測量可依據(jù)交流電橋法，這種測量方法雖然能較準確的測量電感但交流電橋的平衡過程復雜，而且通過測量 Q 值確定電感的方法誤差較大，所以電感的數(shù)字化測量常采用時間常數(shù)發(fā)和同步分離法。 電阻 、 電容和電感測試發(fā)展已經(jīng)很久，方法眾多，常用測量方法如下。前者電路簡單，速度快，但精度低；后者測量精度高，但速度慢。 中國本土測量儀器設備發(fā)展的主要瓶頸 。 由于人們的傳統(tǒng)觀念的影響，在產(chǎn)品的制造流程中，研發(fā)始終處于核心位置，而測試則處于從屬和輔助位置。 。特別是隨著國內(nèi)應用需求的快速增長，為這一過渡提供了根 本動力，應該利用這些動力，跟蹤應用技術(shù)的快速發(fā)展。所以，還應把標準化和模塊化的研究放到重要的位置。測試儀器行業(yè)目前已經(jīng)越過低谷階段，重新回到了快速發(fā)展的軌道，尤其最近幾年，中國本土儀器取得了長足的進步，特別是通用電子測量設備研發(fā) 4 方面，與國外先進產(chǎn)品的差距正在快速縮小，對國外電子儀器巨頭的壟斷造成了一定的沖擊。 本設計所做的工作 本設計是以 555 為核心的振蕩電路，將被測參數(shù)模擬轉(zhuǎn)化為頻率，并利用ARM 實現(xiàn)計算頻率，所以，本次設計需要做好以下工作： (1)學習 ARM 原理等資料。 (5)設計測量頻率程序，設置程序。 (9)安裝和調(diào)試，并進行實際測試，記錄測試數(shù)據(jù)和結(jié)果。 2)可編程邏輯控制器 (PLC) 應用廣泛，它能夠非常方便地集成到工業(yè)控制系統(tǒng)中。 4)利用振蕩電路與 ARM 結(jié)合 利用 555 多諧振蕩電路將電阻，電容參數(shù)轉(zhuǎn)化為頻率，而電感則是根據(jù)西勒電路也轉(zhuǎn)化為頻率，這樣就能夠把模擬量近似的轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，而頻率 f 是 ARM很容易處理的數(shù)字量，一方面測量精度高，另一方面便于使儀表實現(xiàn)自動化，而且 ARM 構(gòu)成的應用系統(tǒng)有較大的可靠性。 綜上所述，利用振蕩電路 與 ARM 結(jié)合實現(xiàn)電阻 、 電容 、 電感測試儀更為簡便可行，節(jié)約成本。通過 口捕獲，取得相應的振蕩頻率，然后根據(jù)所測頻率判斷是否轉(zhuǎn)換量程，或者是把數(shù)據(jù)進行處理后，得出相應的參數(shù)值。數(shù)碼管顯示：本設計中有 2 個 74HC598 個按鍵和 6 個數(shù)碼管，采用共陽極方式連接構(gòu)成動態(tài)顯示部分，降低功耗。西勒振蕩電路是利用西勒振蕩電路實現(xiàn)被測電感參數(shù)頻率化。 1)555 定時器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 555 定時器是一種模擬電路和數(shù)字電路相結(jié)合的中規(guī)模集成電路 ,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如 圖 三 2(A)部分及管腳排列如圖 (B)部分所示。 ，加在同相輸入端，比較器 A2的參考電壓為 錯誤 !未找到引用源。 端的輸入信號；低電平觸發(fā)信號加在 A2 的同相輸入端，與反相輸入端的參考電壓比較后，其結(jié)果作為基本 RS 觸發(fā)器 錯誤 !未找到引用源。其工作波如圖 (D)部分所示。 =1， 錯誤 !未找到引用源。 時， A2輸出由 0 翻轉(zhuǎn)為 1，這時 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 =1， RS 觸發(fā)器復 0，定時器輸出 u0=0。 uc按指數(shù)規(guī)律下降 ,當 時比較器 A1輸出由 0 變?yōu)?， RS 觸發(fā)器的 錯誤 !未找到引用源。 時刻， uc下降到 錯誤 !未找到引用源。此時電源再次向電容 C 放電，重復上述過程。 T1為電容充電時間， T2為電容放電時間。 (35) 測量電阻電路的設計 定時器 555 是一種用途很廣的集成電路，只需外接少量 R、 C 元件，就可以構(gòu)成多諧、單穩(wěn)及施密特觸發(fā)器。電容 三點式振蕩 電路 又稱考畢茲振蕩 電路，三點式振蕩電路是指： LC 回路中與發(fā)射極相連的兩個電抗元件必須是同性質(zhì)的，另外一個電抗元件必須為異性質(zhì)的，而與發(fā)射級相連的兩個電抗元件同為電容式的三點式振蕩電路，也就是 射同基反 的構(gòu)成原則 成為電容三點式振蕩電路。 數(shù)碼管顯示模塊： Timer0 為數(shù)碼管掃描使用定時器。 單片機對頻率測量的原理如下圖所示。 17 2）被測電阻的調(diào)試，按下 KEY2 鍵后，數(shù)碼管顯示被測電阻 100K 的阻值，測試儀電阻的單位為 1 歐姆，電阻顯示 的結(jié)果如下圖所示： 3）被測電容的調(diào)試，按下 KEY1 鍵后，數(shù)碼管顯示被測電容 100uF 的示值 ， 測試儀電容的單位為 1nF，電容調(diào)試后的結(jié)果如下圖所示： 18 4）被測電感的調(diào)試，按下 KEY3 鍵后，數(shù)碼管顯示被測電感 200uH 的示值 ， 測試儀電感的單位為 1uH，電容調(diào)試后的結(jié)果如下圖所示： 19 第四章 測試儀測試值分析： （ 1） 測試原理：在系統(tǒng)設計中，以 PLC2103 的 ARM 板為核心的電阻、電容、電感測試儀，將電阻、電容、電感，使用對應的振蕩電路轉(zhuǎn)化為頻率實現(xiàn)各個參數(shù)的測量。 （ 3） 測試儀器：示波器，萬用表，穩(wěn)壓電源，計算機。所謂修正的方法就是在測量前或測量過程中，求取某類系統(tǒng)誤差的修正值。通過對相同被測參數(shù)的多次測量結(jié)果和不同被測參數(shù)的多次測量選取平 均值，最后確定被測參數(shù)公式的常數(shù) K值，從而達到減小本設計系統(tǒng)誤差的目的。 23 圖 01 示波器顯示 555 多諧振蕩波形 圖 02 電阻測試電路原理圖 24 圖 03 電阻測試 PCB 圖 圖 04 電感測試電路產(chǎn)生的波形 25 圖 05 電感測試電路的