電阻電容電感測(cè)儀的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-09-15 15:26本頁(yè)面
【正文】 (1) 設(shè)計(jì)中我們采用了與測(cè)量電阻一樣的方法 —— 電壓比例法 [12]來(lái)測(cè)量電感和電容 。在角頻率為 w的交流信號(hào)的作用下電容電感獲得的容抗和感抗 : cj1XC w? (2) wLjXL ? (3) C、 L 為待測(cè)電容和電感 .這樣一來(lái) ,標(biāo)準(zhǔn)元件的選擇就有許多種方法 .但為了提高測(cè)量精度和降低成本 ,該測(cè)量?jī)x采用了標(biāo)準(zhǔn)電阻 ,且與電阻測(cè)量共用一套標(biāo)準(zhǔn)電阻 .所以有電感 : ）（ ...UjwLLXLXURU?? ? (4) jw C1jw C1UU..CX?? R (5) 電容 : jw R1C..?? CXUU (6) 九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 測(cè)量 Q 值時(shí) ,加入交流信號(hào)測(cè)量出電感 Q 值 LjwRZ 1S1 ?? (7) LjwRZ 2S2 ?? (8) 兩個(gè)方程聯(lián)立 ,求得電感 212212WWL22zz? (9) 2122121s WW jwR 22 zz?? Z (10) SRLQ jw? (11) 1Z 為電感在電路中角頻 率為 1w 的等效阻抗 , 2Z 為電感在電路中角頻率為 2w 的等效阻抗 ,L 為電感量 , SR 為電感的等效電阻 。 電阻電容電感測(cè)儀的設(shè)計(jì) 4 第三章 系統(tǒng)方案 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)框圖 本電路由電源模塊、正弦信號(hào)發(fā)生器、標(biāo)準(zhǔn)電阻和電感或電容串聯(lián)分壓電路、多路開關(guān)、電壓跟隨器、高精度交流 /有效值轉(zhuǎn)換、 A/D 轉(zhuǎn)換、單片機(jī)、液晶顯示、鍵盤等模塊組成 .系統(tǒng)主要模塊流程圖如圖 1 所示 : 圖 1 系統(tǒng)流程圖 方案設(shè)計(jì)與論證 電阻電感電容測(cè)試采樣模塊 電阻電感電容測(cè)試采樣模塊的設(shè)計(jì)方案有很多 ,例如利用純模擬電路來(lái)實(shí)現(xiàn)、電阻可用比例 運(yùn)算器法、電容可用恒流法和比較法、電感可用時(shí)間常數(shù)法和同步分離法等 。 方案二 可編程序控制器 (PLC） 應(yīng)用廣泛 ,它能夠非常方便的集成到工業(yè)控制系統(tǒng)中 .可編程控制器速度快 ,體積小 ,可靠性和精度都比較好 ,在此系統(tǒng)中可以使用 PLC對(duì)硬件進(jìn)行控制 ,但是 PLC的價(jià)格相當(dāng)昂貴 ,因而成本過(guò)高 ,應(yīng)用于要求比較高的場(chǎng)合 。 方案四 電壓比例法 采用與標(biāo)準(zhǔn)電阻相比較的的方法 ,其原理是在待測(cè)原件與標(biāo)準(zhǔn)原件的串聯(lián)電路中加以電流 I，這樣被測(cè)元件與標(biāo)準(zhǔn)元件上得到的電壓分別為 Vx 與 Vi。 正弦信號(hào)發(fā)生器模塊 正弦信號(hào)源發(fā)生器模塊是決定系統(tǒng)誤差的重要部分 ,要求有穩(wěn)定的頻率 ,另外為了測(cè)試系統(tǒng)的可靠性還要求正弦信號(hào)發(fā)生器的頻率和電壓具有可調(diào)性 ,本系統(tǒng)要求頻率范圍1HZ～ 1MHZ,電壓大于 5V。 這種方法能實(shí)現(xiàn)快速頻率變換 ,具有低噪聲以及所有方法中最高的工作頻 率 .但由于必須采用大量地倍頻、分頻、混頻和濾波環(huán)節(jié) ,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、成本高并且難以達(dá)到較高的頻譜純度而使測(cè)量誤差加大 。 方案三 DDS 信號(hào)發(fā)生器 [6] 利用直接合成 DDS 芯片的函數(shù)發(fā)生器 ,能產(chǎn)生任意波形并能達(dá)到很高的頻率并且頻率的穩(wěn)定性比較好 .但成本較高 ,主要 用于測(cè)量電路和系統(tǒng)的頻率特性、非線性失真、增益與靈敏度等 .按不同的性能與用途分為低頻信號(hào)發(fā)生器、高頻信號(hào)發(fā)生器、頻率合成式信號(hào)發(fā)生器等 。輸出頻率和占空比可以通過(guò)調(diào)整電流、電壓或電阻來(lái)分別地控制 .MAX038 引腳排列如圖 2 所示 。波形切換可通過(guò)程序控 制在任意時(shí)刻進(jìn)行，而不必考慮輸出信號(hào)當(dāng)時(shí)的相位 .其中 X 表示任意狀態(tài)， 1 為高電平 ,0 為低電平 。 顯示模塊 方案一 采用 LED 數(shù)碼管顯示 .數(shù)碼管顯示具有亮度高、夜視效果好等優(yōu)點(diǎn) ,但顯示信息量小 ,且自身功耗較大 。 九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 7 第四章 硬件電路 穩(wěn)壓電源模塊 圖 3 穩(wěn)壓電源 正弦信號(hào)發(fā)生器 該電路的核心器件為 MAX038,具有輸出頻率范圍寬、波形穩(wěn)定、失真小、 方便等特點(diǎn)。 ICL7650 采用 14 腳雙列直插式和 8 腳金屬殼兩種封裝形式 ,圖 1 所示是最常用的 14 腳雙列直插式封裝的 引腳 排列圖 。 圖 7 采樣電路 電阻電容電感測(cè)儀的設(shè)計(jì) 10 液晶顯示模塊 本設(shè)計(jì)采用常用的 2行 16個(gè)字的 1602液晶顯示器來(lái)顯示電阻電感電容值 .圖 8是 1602液晶模塊與 51 單片機(jī)的連接圖 ， 圖 7 采樣電路 圖 8 1602 液晶模塊與 51 單片機(jī)的連接圖 單片機(jī)的 P1 口與 1602 液晶模塊的數(shù)據(jù)口連接傳輸數(shù)據(jù) ,P2 口分別控制 RS、 RW 和使能端 ,高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器 ,低電平時(shí)
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