畢業(yè)設(shè)計-基于單片機的高精度電阻電感電容測量儀器的設(shè)計-在線瀏覽
2025-02-05 19:05本頁面
【正文】 nce or capacitance in series voltage divider circuit, multichannel switch, voltage follower, highprecision AC /Converts the value of the chip, the A / D conversion chip, microcontroller, display module, keyboard module, and other parts, with manual adjustment range by a singlechip automatic detection analysis to identify the original nature of the image through the LCD display, the sinusoidal signal generator can be achieved amplitude andfrequency adjustment, in order to improve the accuracy of the measured AC voltage through the ICL7650 and to eliminate the error caused by the AD637 input resistance lower. experimental test results show that this design, stable performance, high measurement accuracy. Key words: the voltage ratio method。 89C51。 resistor inductance capacitance measurement。因為電感與電容是電抗元件 ,所以應(yīng)采用交流信號來產(chǎn)生測量信 號 。通過計算得 出被測值 ,此方法精度高 ,需要一個具有輸出頻率穩(wěn)定的信號源來提供激勵 . 正弦信號發(fā)生器模塊 正弦信號源發(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 ,另外為了測試系統(tǒng)的可靠性還要求正弦信號發(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. 方案一 555 信號發(fā)生器 采用 555 信號發(fā)生器制作的發(fā)生器 ,其外圍電路較復雜 . 這種方法能實現(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) ,導致結(jié)構(gòu)復雜、體積大、成本高并且難以達到較高的頻譜純度而使測量誤差加大 . 方案二 單片機信號發(fā)生器 [4] 使用單片 機 編程實現(xiàn)正弦波的產(chǎn)生簡單易行 .可以在外圍電路不變的情況下通過程序來改變輸出電壓的幅值和頻率 .由于輸出的是數(shù)字信號 ,可以做得很高 ,產(chǎn) 生的信號精度及其性價比比較高 ,集成度也高并且需求電壓低 ,功耗低 . 方案三 DDS 信號發(fā)生器 [11] 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發(fā)生器 、 高頻信號發(fā)生器 、 頻率合成式信號發(fā)生器等 . 方案四 MAX038 信號發(fā)生器 采用 MAX038 單片壓控函數(shù)發(fā)生器 [1].MAX038 可以產(chǎn)生正弦波、三角波、鋸齒波、方波與脈沖波等波形 。當 RS為低 ,RW為高時 ,可以讀忙信號 。因此主控制器的工作狀態(tài)直接決定著整個測量系統(tǒng)能否正常工作 ,所以控制測量程序?qū)φ麄€測量來說至關(guān)重要 .控制測量流程圖如圖 6 所示 . 臨沂 大學理學院 2021 屆本科畢業(yè)論文 （設(shè)計） 8 圖 6 控制測量程序流程圖 按鍵處理程序模塊 按鍵處理程序的主要功能是設(shè)置測量的類型和測量的檔位 ,當有按鍵被按下時就執(zhí)行相應(yīng)的按鍵功能 ,流程如圖 7 所示 . 臨沂 大學理學院 2021 屆本科畢業(yè)論文 （設(shè)計） 9 圖 7 按鍵處理程序流程圖 電阻電感電容計算程序 單片機根據(jù) A/D 轉(zhuǎn)換得到的電壓值計算出電阻、電感或者電容值 ,該程序流程圖如圖 8 所示 . 初 始 化測 量 設(shè) 備開 始采 樣計 算結(jié) 束返 回 結(jié) 果 圖 8 電阻電感電容計算程序流程圖 液晶顯示程序模塊 該程序模塊 只有一個功能 ,就是對測量 結(jié)果清晰正確的顯示出來 ,并能夠保持穩(wěn)定 .程序流程圖如圖 9 所示 . 臨沂 大學理學院 2021 屆本科畢業(yè)論文 （設(shè)計） 10 L C D 初 始 化開 始設(shè) 置 顯 示 地 址送 顯 示 數(shù) 據(jù)結(jié) 束 圖 9 液晶顯示程序模塊流程圖 6 系統(tǒng)測試與結(jié)果分析 測試儀器 :雙蹤示波器和數(shù)字萬用表 . 對正弦信號源的測試 我們使用示波器對信號源進行測試 ,發(fā)現(xiàn)波形和頻率顯示平穩(wěn) ,并得到了一些數(shù)據(jù)由測量數(shù)據(jù)經(jīng)我們分析計算得出此信號發(fā)生器輸出電壓幅值 U≧ 5∨ 。自制信號源的測試結(jié)果如表 1 所示 . 表 1 自制信號源測試結(jié)果 信號源設(shè)定頻率（ Hz） 示波器測試頻率 (Hz) 測試相對誤 差 1 頻率過低示波器無法識別 10 10 0 100 100 0 1K 10K 100K 1M 10M 對電阻電容電感的測量 我們對于各種性質(zhì)的元
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