簡(jiǎn)易數(shù)字式電容測(cè)試儀_本科畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-08-20 02:21 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ) 2 圖（ 1） 通過(guò)調(diào)節(jié)阻抗 Z Z2使電橋平衡，這時(shí)電表讀數(shù)為零。根據(jù)平衡條件以及一些已知的電路參數(shù)就可求出被測(cè)電容。用這種方法測(cè)量，調(diào)節(jié)電阻值一般只能手動(dòng)，電橋的平衡也難以用簡(jiǎn)單電路實(shí)現(xiàn)。這樣，電橋法不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量。 方案四： 應(yīng)用基本思想：把較難測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)變成精度較高且較容易測(cè)量的物理量。先把電容 C 轉(zhuǎn)換成寬度為 tw的矩形脈沖，然后將其作為閘門控制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，技術(shù)后再運(yùn)算求出 C的值，并送出顯示，轉(zhuǎn)換的原理是由于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出脈寬 tw與電容 C 成正比，可利用數(shù)字頻率計(jì)的知識(shí)，把此脈沖作閘門時(shí)間和 標(biāo)準(zhǔn)頻率脈沖相“與”，得到計(jì)數(shù)脈沖，該計(jì)數(shù)脈沖送至計(jì)數(shù) — 鎖存 — 譯碼 — 顯示系統(tǒng)就可得到電容量的數(shù)據(jù)。其實(shí)，這種轉(zhuǎn)換就是把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，頻率 f 是數(shù)字電路很容易處理的數(shù)字量，這種數(shù)字化處理一方面便于式儀表實(shí)現(xiàn)智能化，另一方面也避免了有指針讀數(shù)引起的誤差。因此本設(shè)計(jì)我們采用此方案。 方案論證 設(shè)計(jì)思路 把較難測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)變成精度較高且較容易測(cè)量的物理量。先把電容 C轉(zhuǎn)換成寬 度為 tw 的矩形脈沖， 數(shù)字式電容測(cè)試儀 3 設(shè)計(jì)的總體框圖 該方案的總體方框圖如圖 2 所示： 圖（ 2）總體方框圖 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文設(shè)計(jì) (設(shè)計(jì)說(shuō)明書 ) 4 2 單元電路設(shè)計(jì)分析 555 定時(shí)器 555 電路符號(hào)如圖 3 所示， 如圖 4為 555 等效功能框圖中包含兩個(gè) COMS 電壓比較器 C1和 C2，一個(gè) RS 觸發(fā)器，一個(gè)反相器，一個(gè) P 溝道 MOS 場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成的放電開關(guān) SW，三個(gè)組織相等的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)，以及輸出緩沖級(jí)。三個(gè)電阻組成的分壓網(wǎng)絡(luò)為上比較器 C1和下比較器 C2，它們分別提供 2Vcc／ 3和 Vcc／ 3 的偏置電壓。 圖（ 3） 555 等效功能框圖 8436215uO5 5 5uI 2uI 6UC CRD7數(shù)字式電容測(cè)試儀 5 圖（ 4） 555 定時(shí)器的工作原理是 ： 當(dāng)輸入 電壓 Ui6＜ 2Vcc／ 3， Ui2＜ Vcc／ 3 時(shí)，電壓比較器 C1反相輸入端的輸入電壓小于參考電壓，相當(dāng)于在電壓比較器 C1 的反相輸入端輸入一個(gè)負(fù)極性的信號(hào)，電壓比較器C1 的輸出電壓為正極性的信號(hào)，即高電平信號(hào)“ 1”；電壓比較器 C2同相輸入端的輸入電壓小于參考電壓，相當(dāng)于在電壓比較器 C2的同相輸入端輸入一個(gè)負(fù)極性的信號(hào)，電壓比較器 C2的輸出電壓為負(fù)極性信號(hào)，即低電平信號(hào)“ 0”； RS 觸發(fā)器被置位，輸出電壓U0等于 1。 555 定時(shí)器輸出與輸入的關(guān)系也可用功能表來(lái)描述，如表 1所示 Rd Ui6 Ui2 U0 T 的工作狀態(tài) 0 0 導(dǎo)通 1 ＜ 2Vcc／ 3 ＜ Vcc／ 3 1 截止 1 ＜ 2Vcc／ 3 ＞ Vcc／ 3 不變 不變 1 ＞ 2Vcc／ 3 ＞ Vcc／ 3 0 導(dǎo)通 （表 1） 34856+－+－amp。amp。amp。1C1C2RQGRS●●●271●T●●5 5 5 定 時(shí) 器 電 路 結(jié) 構(gòu) 圖UC C5 kΩ5 kΩ5 kΩuI 2uI 6uI CRDuO陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文設(shè)計(jì) (設(shè)計(jì)說(shuō)明書 ) 6 由上表可知： 當(dāng)輸入電壓 Ui6＜ 2Vcc／ 3 時(shí)， Ui2從 ＜ Vcc／ 3 變化到 ＞ Vcc／ 3 時(shí)，電壓比較器 C1反相輸入端的輸入電壓小于參考電壓，電壓比較器 C1的輸出電壓為高電平信號(hào)“ 1”， RS 觸發(fā)器處在保持的狀態(tài)，保持 Ui6＜ 2Vcc／ 3， Ui2＜ Vcc／ 3 時(shí)的輸出狀態(tài)，輸出電壓 U0等于 1。 當(dāng)輸入電壓 Ui2＞ Vcc／ 3時(shí)， Ui6從 ＞ 2Vcc／ 3變化到 ＜ 2Vcc／ 3時(shí)，電壓比較器 C2同相輸入端的輸入電壓大于參考電壓，電壓比較器 C2的輸出電壓為高電平信號(hào)“ 1”， RS 觸發(fā)器處在保持的狀態(tài)，保持 Ui6＞ 2Vcc／ 3， Ui2＞ Vcc／ 3 時(shí)的輸出狀態(tài)，輸出電壓U0等于 0。 當(dāng)輸入電壓 Ui6＞ 2Vcc／ 3， Ui2＞ Vcc／ 3 時(shí)，電壓比較器 C1反相輸入端的輸入電壓大于參考電壓，相當(dāng)于在電壓比較器 C1的反相輸入端輸 入一個(gè)正極性的信號(hào)，電壓比較器 C1的輸出電壓為負(fù)極性的信號(hào)，即低電平信號(hào)“ 0”， RS 觸發(fā)器被復(fù)位，輸出電壓 U0等于 0。 用 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器 用 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器及其工作波形如圖 6 所示，其工作原理如下： 圖 6 由 555 構(gòu)成的多諧振蕩器 26V CC R DO5553vI2I1v8 4(a) (b)v7RRV CC12C1 5 μFC 1v
研究報(bào)告相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1