基于單片機的電容電感測量系統(tǒng)設計本科論文(參考版)
2024-10-11 00:27本頁面
【正文】 圖中 C2 由一個 1000pF 的聚苯乙烯電容與一個 20pF 的瓷介電容并聯(lián)而成，精度 %，當 C2未接入電路時，由 L1和 C1 組成的振蕩器的頻率為 112 1 1f LC?? 三江學院 2020 屆本科畢業(yè)設計（論文） 4 然后將 C2 與 C1 并聯(lián)，這時由 L1和 C1+C2 組成的振蕩器的頻率為 122 1( 1 2)f L C C?? ? 將以上兩式變換整理后可得 12 2 1( 1 2)f L C C?? ? 和 2211 1 14L f C?? ? ? 圖 23 測量原理圖 三江學院 2020 屆本科畢業(yè)設計（論文） 5 。它是以一個意志的標準電容 C2 為基準，測量其振蕩器頻率，然后在計算電容或者電感。但是由于單片機測量頻率范圍的限制，同事也為了減少分布參數(shù)對測量精度的影響，本機采用一個比較特殊的方法。為了能夠同時測量電容和電感，采用了 LC 三點式振蕩器，擬采用 MCS51 單片機為核心來實現(xiàn)核心電路是由 LM311N 組成的 LC 振蕩器。因此在使用單片機測量頻率時，要根據(jù)振蕩頻率的范圍確定計時時間。將 定時器 0 分成兩個 8 位功能不全的定時 計數(shù)器 ，要占用 T1 部分功能。是最常用方式之一。此方式工作時定時或計數(shù)到了不用重裝初值，精度較高。是最常用方式之一。 2)、 16 位定時計數(shù)方式，最大計數(shù)值為 2^16=65536,定時 65536 個機器周期。 1)、 13 位定時計數(shù)方式，最大計數(shù)值為 2^13=8192,定時 8192 個 機器周期 。 當單片機使用不同晶振時，定時器的最大定時時間不同。因此，用單片機側量頻率的基本方法，就是采用一個定時器，用另外一個定時器作為計數(shù)器，來計數(shù) 1S 內(nèi)脈沖的個數(shù)，得到的計數(shù) 值就是脈沖的頻率。在交流電橋中，四個橋臂一般是由交流電路元件如電阻、電感、電容組成；電橋的電源通常是正弦交流電源；交流平衡指示儀的種類很多，適用于不同頻率范圍。 也可以采用 LC 組成三點式振蕩器，而將電子元件的參數(shù) C、 L 轉換成頻率信號 ，然后再根據(jù)公式 12f LC?? 如圖 22是交流電橋的原理線路。 或 LC振蕩器頻率測量法 利用單片機測脈沖來測時間常數(shù) RC 再計算電容，其測量原理是把被測電容和電阻串聯(lián)，構成 RC 網(wǎng)絡，然后可利用這個時間常數(shù)去弄個振蕩器，調好振蕩信號的波形然后開始計數(shù)脈沖值，可能的周期為 T=A0 RC A0 為一個常數(shù)，可通過周期可以計算出 C 的值。通過測量兩個電容放電時間的比率，就可以求出被測電容的電容值。 基于此思想，且利用單片機，我們把電感值 L通過三點式振蕩器轉變成頻率信號 f,然后傳送至單片機，在單片機的內(nèi)部計數(shù)器中計數(shù)，記錄下產(chǎn)生的方波脈沖并通過事先輸入的程序計算出電感值，最終通過串行口傳到以為寄存器，然后經(jīng)過氣短數(shù)碼顯示管顯示出來，最終得到結果。大多數(shù)電容器沒有正負極之分，容量一般都在 1uf 以下，一般適合在較高頻率的場合使用；電解電容器的容量可以做到104uf，超大容量的雙電層電容器（ EDLC）其容量可以做到法拉級，但都有極性，適合低頻場合使用，容量測量方法與無極性電容器不同。 6． 設計直流穩(wěn)壓電源。 4． 以 MCS51單片機為核心，設計測量系統(tǒng)硬件。 2． 研究單片機測量頻率的方法。他是電
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