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文档简介
1、这是我本三时做的一个课程设计的一部分,可惜的是当时没有相机,没有留下来。方案是从国外的一个上看来的,地址忘了。二、测量原理21 谐振电路(振荡电路)本L、C 测试仪采用了一种极易起振的、高稳定性,直接输出矩形波的振荡电路,:电路的是一块电压比较器 LM311,当电源刚接通时,由于 R1=R2,故 LM311 的 2 脚电压为 2.5V,而 C4 相当于短路,3 脚电压为 0,于是 7 脚输出。同时 C4 也将通过R4 开始充电,当 C4 电压上升到 2.5V 时, LM311 将翻转为低电平。这个跳变通过 R3、C3 耦合到由 L1、C1 组成的并联谐振回路两端,强迫其起振,由于有 R3、C3
2、 的正反馈作用,很快达到其谐振频率并稳定下来,这时 7 脚输出稳定的矩形波。因为 L1、C1 的值取的比较小,故当被测电容、电感接入时,即使小到 0.01uH 和 0.1的电感和电容也能使振荡频率有大于 5Hz 的变化,所以灵敏度是比较高的。2、2 误差的消除(自校准)如上图示,当进行自校准时,CPU 先测一个频率 F1,这是仅由 L1、C1振荡的频率,有:然后,CPU 合上 RELAY1,将一个标准电容 C0 接入(这时若校准L,将测量端子短路,若校准C,将测量端子开路),这时再测一个频率 F2,有则有:注意:这里计算出的 C1、L1 已经不是图中的L1、C1 了,而是包含了元件引脚、布线以
3、及造成的分布电感和分布电容!所以仅用一个标准电容,不但可以消除分布参数的影响,而且对 L1、C1 几乎没有要求,既降低了成本,又提高了精度。实际制作中发现,由于布线的原因,校L 和校正C 时测得的 F1、F2是不相同的,故应分别测量。2、3 测量电感和电容测电感:当被测电感没有接入时,测得一个频率 F1,这与上中测得的 F1 是相同的,有校正当被测电感接入时,可测得另一个频率 F2,有可以计算:若将第二次测得的频率记为 F3,结合上面字校正的结果,Lx 又可写为:测电容:同理:(注)上面两式比较复杂,需要大量的乘法、浮点运算,而 AT89S52又没有硬件乘法器,计算起来较吃力,故最终在算法上将
4、其拆成一小步一小步的计算,尽量减少乘法,减少长的运算,详见后文源代码。三、 硬件的选择1、 CT89S52,RAM 256 Byte,ROM 8K Byte.实际使用中,程序用Keil C51 编写,在第 8 级优化下, 程序占 5.315K,占 RAM 117 Byte,完全满足需要。2、 显示:由于运算量较大,在运算期间耗时较多,故不便用动态扫描显示。而且要显示的位数较多,还要显示,人机界面等,原 6 位数码管以不能满足要求,故采用 162 的点阵液晶显示器 TS1620-A,该液晶为通用型,价格便宜(汉口前进四路电子大市场购 20 元,广埠屯子 28 元),易于驱动。达电3、 C0:标准电容决定了整个电路测试准确度,可惜没能购到,只好以一个较稳定的独石电容代替了!4、 RY1:初逆采用干簧管,小又轻便,分布电容电感小,但以 1.8 元价格购得 5 只后才发现,驱动,最终采用了 HRS1(H)-S 超小型继电器。5、 其它元件即为普通元件,在此不必介绍,详见原理图。四、
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