datasheet

基于脉冲计数法的多量程电阻电容测试仪的设计

2016-10-10来源: elecfans关键字:脉冲计数法  多量程  电阻电容测试仪
  0 引言

  常用的测量电阻和电容的方法主要有纯模拟电路法、PLC法。采用纯模拟电路法设计电阻电容测试仪,可以避免编程的麻烦,但是电路复杂、灵活性差、测量精度低;采用PLC法设计的电阻电容测试仪速度快、体积小、可靠性和精度好,但是价格昂贵。采用“脉冲计数法”设计电阻、电容测试仪,把电子元件的参数转换成频率信号,用单片机计数后再求出电阻或电容值,而频率是单片机很容易处理的数字量。本文采用“脉冲计数法”设计电阻电容测试仪,此测试仪不仅能克服传统测试仪的种种弊端,而且增设了记忆功能和警示信号功能,使测试仪更加智能化。

  1 系统总体设计

  本文设计的电阻电容测试仪的系统结构框架如图1所示,系统主要由用户控制端、单片机、液晶屏、电阻测试模块、电容测试模块、报警器以及其它附加功能模块等组成。当用户需要测量某一电阻或电容的值时,只需要把此电阻或电容放在相应的测试位置,选择好量程,测试仪即可自动测出其电阻值或电容值,并把测试结果显示在液晶屏上,方便用户读取。另外,此测试仪还具有超出量程警示功能和记忆功能,可存储最近十次的测量结果。

  a.jpg

  2 各功能模块介绍

  2.1 电阻和电容测试电路测试电路采用“脉冲计数法”,电路如图2所示。

  b.jpg

  这里选择NE555N作为多谐振荡电路的核心元件构成振荡电路,当振荡电路中的测试电阻和电容不同时,振荡频率也会不同,多谐振荡器振荡周期为:

  c.jpg

  单片机测得振荡输出的频率,计算后即可得到电阻和电容的值。不同量程对应不同的电路参数,利用开关可方便地选择对应不同量程的对应电路。测量电阻分为两个量程:

  (1)1Ω≤Rx《2kΩ S1闭合,R1=330Ω,Cx=0.2μF;

  (2)2kΩ≤Rx《5MΩ S2闭合,R1=20Ω,Cx=10nF。

  测量电容分为三个量程:

  (1)10pF≤Cx《10nF S3闭合,R1=100kΩ, Rx=200kΩ;

  (2)10nF≤Cx《10μF S4闭合,R1=6.7kΩ,Rx=4.7kΩ;

  (3)1μF≤Cx《10μF S5闭合,R1=4.7kΩ,Rx=4.7kΩ;

  2.2 单片机

  单片机采用的是STC89C52,其具有功耗低、抗干扰性强、结构简单、易于开发等优点,且支持在线系统编程,无需编程器,方便系统的开发和维护。

  2.3 存储器

  AT24C02是Ateml公司的2kB的存储器,采用8脚的DIP封装,使用方便。用串行总线和单片机通讯,当电压最低达到2.5V时,芯片内的信息可以在断电的情况下保存40年。

  2.4 液晶显示

  采用128×64的点阵式LCD模块,可以把各种信息及时显示在液晶屏上,方便用户读取,使系统和用户有良好的人机交互界面,给用户带来极大地方便。显示的内容主要有所测电阻值、电容值及其量纲。通过对单片机的控制还可以显示出最近十次的测量结果。

  2.5 用户输入

  系统采用的是4×4的矩阵式键盘,方便用户对系统的控制,使系统功能更加完善,更加多样化,满足用户不同的需求。
 

  3 系统软件设计

  本软件采用结构化程序设计方法和思路,各功能程序实现模块化,增加程序的可读性。系统软件的总流程如图3所示。

  d.jpg

  主要的子程序包括频率测量子程序、键盘扫描子程序和数据存取子程序。频率测量程序是系统软件的核心,原理是用一个标准的频率时钟去计算被测的频率,频率测量程序流程图如图4所示。

  e.jpg

  键盘扫描子程序其流程是打开数字小键盘扫描程序,使单片机每隔1/128s扫描一次按键,然后将该信息经过单片机的消抖程序进行处理,若检测到有按键按下,则返回相应的键值。通过内部编写的程序将返回的键值转换为十六进制数,便于程序的条件判断测量电阻和电容所选用的量程。

  数据存取流程是将每次测量元件类型、大小参数写入AT24C02,并能够读取近十次的测试记录。若所测元件的次数大于10次,按功能键则显示近10次的测量结果。

  4 测试结果及结论

  通过对系统的调试,各电阻测量值如下:

  f.jpg

  通过对测量数据的分析,本系统可以对1Ω~5MΩ范围内的电阻精确地测量出阻值,并且超出量程时自动发出报警声。各档测量误差均≤±5%。显示部分的LCD可以明确表示出电阻的测量值和量纲,有效数字显示4位,并且可通过键盘调出最近十次的测量结果并显示出来。

  电容的测试结果如表2所示。

  g.jpg

  对测试结果进行分析,本系统对10pF~10μF电容测量较为精确。各档测量误差均在±5%之内。

关键字:脉冲计数法  多量程  电阻电容测试仪

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mcu/article_2016101030278.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:基于nRF905智能小区照明控制系统设计
下一篇:详解基于555定时器的电容测试仪设计

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

精密时间间隔测量拈设计原理分析

1 引言 精密时间间隔测量是工业、国防及电力应用等方面的关键技术,脉冲计数法是时间间隔 测量技术中最基本的方法[1],因此研究基于脉冲计数法的时间间隔测量技术具有重要的现实 意义。本文设计了一种高精度时间间隔测量模块,介绍了该模块的软硬件实现方法。大量实验证明本模块可以实现对微小时间间隔的精确测量,具有很高的应用价值。 2 原理概述 脉冲计数法是用标准信号形成被计数的参考时钟信号,周期为 Tref ,频率为 fref ,通过 测量时间间隔Δt内参考时钟信号的个数n,直接显示Δt的值。 3 系统设计 如图 1 所示,该系统主要由高频参考时钟设计,分频计数电路,控制面板和显示电路等部分组成。由单片机实现对各部分
发表于 2014-12-04
精密时间间隔测量拈设计原理分析

精密时间间隔测量模块设计原理分析

1 引言 精密时间间隔测量是工业、国防及电力应用等方面的关键技术,脉冲计数法是时间间隔 测量技术中最基本的方法[1],因此研究基于脉冲计数法的时间间隔测量技术具有重要的现实 意义。本文设计了一种高精度时间间隔测量模块,介绍了该模块的软硬件实现方法。大量实验证明本模块可以实现对微小时间间隔的精确测量,具有很高的应用价值。 2 原理概述 脉冲计数法是用标准信号形成被计数的参考时钟信号,周期为 Tref ,频率为 fref ,通过 测量时间间隔Δt内参考时钟信号的个数n,直接显示Δt的值。     3 系统设计 如图 1 所示,该系统主要由高频参考时钟设计,分频计数电路,控制面板和显示电路等 部分
发表于 2012-10-19
精密时间间隔测量模块设计原理分析

一种高精度时间间隔测量模块设计

  1引言   精密时间间隔测量是工业、国防及电力应用等方面的关键技术,脉冲计数法是时间间隔测量技术中最基本的方法[1],因此研究基于脉冲计数法的时间间隔测量技术具有重要的现实意义。本文设计了一种高精度时间间隔测量模块,介绍了该模块的软硬件实现方法。大量实验证明本模块可以实现对微小时间间隔的精确测量,具有很高的应用价值。   2原理概述   脉冲计数法是用标准信号形成被计数的参考时钟信号,周期为Tref,频率为fref,通过测量时间间隔Δt内参考时钟信号的个数n,直接显示Δt的值。      3系统设计   如图1所示,该系统主要由高频参考时钟设计,分频计数电路,控制面板和显示电路等部分组成。由单片机实现对各部分的功能
发表于 2012-02-08
一种高精度时间间隔测量模块设计

基于脉冲计数法的多量程电阻电容测试仪的设计

0 引言 常用的测量电阻和电容的方法主要有纯模拟电路法、PLC法。采用纯模拟电路法设计电阻电容测试仪,可以避免编程的麻烦,但是电路复杂、灵活性差、测量精度低;采用PLC法设计的电阻电容测试仪速度快、体积小、可靠性和精度好,但是价格昂贵。采用“脉冲计数法”设计电阻、电容测试仪,把电子元件的参数转换成频率信号,用单片机计数后再求出电阻或电容值,而频率是单片机很容易处理的数字量。本文采用“脉冲计数法”设计电阻电容测试仪,此测试仪不仅能克服传统测试仪的种种弊端,而且增设了记忆功能和警示信号功能,使测试仪更加智能化。 1 系统总体设计 本文设计的电阻电容测试仪的系统结构框架如图1所示,系统主要由用户控制端、单片机、液晶屏、电阻测试
发表于 2012-02-06
基于脉冲计数法的多量程电阻电容测试仪的设计

多量程真有效值数字电压表

AD737属于新型单片、低功耗、精密TRMS/DC转换器,其内部框图如图所示,主要包括4部分:1、输入缓冲器(A);2、全波整流器;3、有效值核心单元(RMS CORE);4、偏置电路。其中,有效值核心单元的作用是计算被测电压的真有效值;偏置电路则提供偏压,建立各 兼作ICL7136模拟输入端的限流电阻。ICL7136采用外基准,则ICL8069提供的1.2V基准电压源,通过R8、RP侵夺后得到基准电压UREF=100.0MV。由于ICL7136的基本量程基准电压呈2:1的比例关系,因此基本量程就定为200MV。S3为测量/备用模式选择开关,常态下应将S3断开。闭合S3时仪表呈备用状态,总功耗降至1.17MW。
发表于 2011-06-06
多量程真有效值数字电压表

多量程真有效值数字电压/电平表

AD636配以单片A/D转换器,可构成真有效值数字电压/电平表。AD636的管脚排列及 选择DB测量模式时,S3应拨“DB”挡。此时电路作如下改动:1、IN1端经R12接COM;2、IN-端接AD636的第五脚,从IN-端输入电平信号UDB;3、ICL7116片内的+2.8V基准电压源经R8、RP1、R9接IN-端,可为COM与IN-端之间提供一个补偿电压。上述改动的目前是令A/D转换器在测量过程中自动完成减法运算,从UDB中扣除0DB所对应的电压值(即补偿电压),仪表直接显示DB值。RP1为0DB校准电位器,RP3是校准分贝刻度因数的电位器。利用VD3可对电平挡的刻度因数进行温度补偿。
发表于 2011-06-06
多量程真有效值数字电压/电平表

小广播

何立民专栏

单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2019 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved