资料介绍
随着电子科学技术的发展,电子测量成为广大电子工作者必须掌握的手段,对测量的精度和功能的要求也越来越高,而电压的测量甚为突出,因为电压的测量最为普遍。同时随着微电子技术的迅速发展和超大规模集成电路的出现,特别是单片机的出现,正在引起测量控制仪表领域的新的技术革命。
V/F型A/D转换器是积分型的一种,被测电压Ux通过积分以后输出一线性变化的电压,控制一个振荡器,产生与被测电压成正比的频率值;再用数字频率计测量出电路的频率值,从而表示被测电压的大小。这种转换器具有良好的精度、线性和积分输入特性,抗干扰能力强,而且信号便于远传等特点。此外,它的应用电路简单,外围元件性能要求不高,对环境的适应能力强,与单片机的接口简单。
本设计在参阅了大量前人设计的数字电压表的基础上,利用单片机技术结合V/F 转换芯片LM331 以及采用模拟开关CD4051 构建了一个测量范围达0-750V且具有自动量程切换功能和过压保护的交直流数字电压表。本文首先简要介绍了积分式数字电压表的主要组成部分及原理,然后详细介绍了硬件系统和软件系统的设计,并给出了硬件电路的各部分电路的设计及原理以及软件算法。
在电量的测量中,电压、电流和频率是最基本的三个被测量,其中电压量的测量最为经常。而且随着电子技术的发展,更是经常需要测量高精度的电压,所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。数字电压表(Digital Voltmeter)简称DVM,它是采用数字化测量技术,把连续的模拟量(直流输入电压)转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式电压表功能单一、精度低,不能满足数字化时代的需求,而采用单片机的数字电压表,由精度高、抗干扰能力强,可扩展性强、集成方便,还可与PC 进行实时通信。目前,由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表,已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域,显示出强大的生命力。与此同时,由DVM 扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表,也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。积分式数字电压表是一种间接转换形式的数字电压表,它是对输入模拟电压进行积分并转换成中间量——时间或频率,再通过计数器将中间量转换成数字量。
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