基于脉冲计数法的多量程电容电阻测试仪的设计

来源:本站整理 作者:秩名2011年11月14日 10:21
[导读] 文章介绍了一种电阻电容测试仪的设计方法。单片机测量电阻和电容所对应振荡电路所产生的频率值来实现对电阻值和电容值的测量。

  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。

  

 

  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;

  

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