基于脉冲计数法的多量程电阻电容测试仪的设计

2012-02-06 08:53:18来源: eefocus

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。

 

 

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。



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:


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。

[1] [2]

关键字:振荡电路  脉冲计数法  电阻电容测试仪

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0206/article_4559.html
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