简易电阻、电容和电感测试仪

电阻电容电感测试仪的设计与制作

参赛院校：青岛大学自动化工程学院 参赛学生：焦安山 王俊林 刘斌

山东省二等奖

摘 要

以低功耗32位ARM单片机LPC1114为总控制核心，直接数字式频率合成器（DDS）AD9850搭配高速运放LM6172获取频率幅值连续可调的正弦波信号。

在正弦信号激励下，将测量对象L/C/R与标准电阻串联，以串联阻抗分压原理实现对L/C/R及特定频率下电感Q值的测量。以真有效值转换芯片AD637搭配LPC1114板载12位A/D转换器精确采集交流电压值。通过自动控制继电器分档选择标准电阻，实现高精度宽范围测量；

系统显示结果采用12864点阵液晶，显示信息齐备。测试对象，信号频率以按键方式可调。 经测试，本系统操作方便，性能稳定，测量精度高。

关键词：ARM; DDS;真有效值转换

1

1 方案论证与比较

根据设计要求，系统硬件最核心部分为正弦信号产生电路和L/C/R测量电路。主控制芯片及外设电路则可灵活选取。

1.1 正弦信号产生电路

1.1.1 频率可调的正弦信号

正弦信号发生器是LCR测量仪的重要组成部分，在测量电容和电感时，正弦波的失真直接影响测量精度。

方案一∶采用振荡电路产生正弦波。由于振荡电路起振需满足

南 昌 工 程 学 院

毕 业 设 计 (论 文)

信息工程学院 系（院） 通信技术 专业

毕业设计（论文）题目 智能电阻、电容和电感测试仪的设计

学生姓名

班 级

学 号

指导教师

完成日期 2010 年 6 月 19 日

I

智能电阻、电容和电感测试仪的设计

Smart resistors, capacitors and inductors Test Instrument

总计 毕业设计（论文）表 格插 图

页 个

幅

27 1 12

电阻、电容、电感测试仪的系统硬件设计

1 前言

1.1 设计的背景及意义

目前，随着电子工业的发展，电子元器件急剧增加，电子元器件的适用范围也逐渐广泛起来，在应用中我们常常要测定电阻，电容，电感的大小。因此，设计可靠，安全，便捷的电阻，电容，电感测试仪具有极大的现实必要性。

通常情况下，电路参数的数字化测量是把被测参数传换成直流电压或频率后进行测量。

电阻测量依据产生恒流源的方法分为电位降法、比例运算器法和积分运算器法。比例运算器法测量误差稍大，积分运算器法适用于高电阻的测量。

传统的测量电容方法有谐振法和电桥法两种。前者电路简单，速度快，但精度低；后者测量精度高，但速度慢。随着数字化测量技术的发展，在测量速度和精度上有很大的改善，电容的数字化测量常采用恒流法和比较法。

电感测量可依据交流电桥法，这种测量方法虽然能较准确的测量电感但交流电桥的平衡过程复杂，而且通过测量Q值确定电感的方法误差较大，所以电感的数字化测量常采用时间常数发和同步分离法。

由于测量电阻，电容，电感方法多并具有一定的复杂性，所以本次设计是在参考555振荡器基础上拟定的一套自己的设计方案。是尝试用555振荡器将被测参数转化为频率，这里我们将RLC的测量电路产生的频率送入AT

电阻、电容、电感测试仪的系统硬件设计

1 前言

1.1 设计的背景及意义

目前，随着电子工业的发展，电子元器件急剧增加，电子元器件的适用范围也逐渐广泛起来，在应用中我们常常要测定电阻，电容，电感的大小。因此，设计可靠，安全，便捷的电阻，电容，电感测试仪具有极大的现实必要性。

通常情况下，电路参数的数字化测量是把被测参数传换成直流电压或频率后进行测量。

电阻测量依据产生恒流源的方法分为电位降法、比例运算器法和积分运算器法。比例运算器法测量误差稍大，积分运算器法适用于高电阻的测量。

传统的测量电容方法有谐振法和电桥法两种。前者电路简单，速度快，但精度低；后者测量精度高，但速度慢。随着数字化测量技术的发展，在测量速度和精度上有很大的改善，电容的数字化测量常采用恒流法和比较法。

电感测量可依据交流电桥法，这种测量方法虽然能较准确的测量电感但交流电桥的平衡过程复杂，而且通过测量Q值确定电感的方法误差较大，所以电感的数字化测量常采用时间常数发和同步分离法。

由于测量电阻，电容，电感方法多并具有一定的复杂性，所以本次设计是在参考555振荡器基础上拟定的一套自己的设计方案。是尝试用555振荡器将被测参数转化为频率，这里我们将RLC的测量电路产生的频率送入AT

2011年全国大学生电子设计竞赛

简易自动电阻测试仪（G题）

高职高专组

参赛队员：

参赛单位：东北电力大学 辅导老师：

2011年9月3日

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 摘要

本系统是通过单片机AT89S51测量电阻对振荡电路所产生的频率来实现参数的测量，使其测量精度高和仪表能实现自动化。

电阻是采用NE555P多谐振荡电路产生频率作为单片机AT89S51的时钟源，而单片机AT89S51的定时器可以利用外部时钟源来计数，通过计数则可以计算出被测频率在通过该频率计算出参数。

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

目录

摘要…………………………………………………....………………………………1 1系统方案……………………………………………. ………………………...……2 1.1系统方案的比较与选择……………………………………………………….....2

1、系统方案

1.1系统方案的比较与选择

方案一、 基于模拟电路测量仪的论证与选择 利用模拟电路，电阻可用比例运算器法和积分运算器法，虽

竞赛题目：简易电阻、电容和电感测量仪

2012年4月10日

简易电阻、电容和电感测量仪

简易电阻、电容和电感测量仪

摘要：本系统是以STM32为控制系统的简易数字式电阻、电容和电感测量仪。系统利用半桥测量RLC的原理，设计了由信号产生电路、半桥电路、信号放大电路、真有效值测量电路、相位检测电路构成的系统。电阻、电容和电感的信息通过半桥电路变成电信号，由放大电路和检测电路变换为可测量量，由控制系统计算得到元器件信息。整个系统可以实现电阻、电容和电感的测量。

关键词：RLC测量仪 半桥电路 真有效值测量 相位检测 STM32

1.绪论

现今的万用表可以测量交流电压，交流电流，直流电压，直流电流，电阻，二极管正向压降，晶体管共发射极电流放大系数，有一些还能测试电容量，电导，温度等，但是对于电感量却不能直接测出，也不能够免掉在不同测量量之间切换的麻烦。在模拟电子技术中，最基本的元器件莫过于电阻、电容和电感，如何准确、快速的测出这三者各项系数对于快速选择元器件和设计和搭建电路至关重要。

本组成员通过参看国内外万用表数据资料，了解其工作原理，并借鉴有关RLC测量的方法，通过对比谐振法和电桥法，并根据客观条件，选用了一种既能够较准确的测量各

数字电容测试仪

数字电路技术课程设计

学院：机械与电子工程学院

专业：自动化

班级：090431

姓名：罗兵

学号：09043112

数字电容测试仪

数字电容测试仪课程设计

一、课程设计目的

在日常的电路工程或者是电路试验中，电容是一个最常见的元器件，实际应用中，对电容的电容值的准确度要求也是很高的。在实际操作中，对电容的测量存在许多麻烦，数值的表现也不够直观。为此，我们查阅资料，根据所学的知识，设计了一个数字电容测试仪，只要接入被测电容，打开开关以后，就能直接在屏幕上显示出电容的大小，方便在以后的实验中对电容的使用。

二、课程设计指标

(1) 被测电容的容量在0.01 F至100 F范围内。

(2) 设计测量量程。

(3) 用2位数码管显示测量结果，测量误差小于20%。

(4) 相应时间不超过2s。

三、总体思路

方案（一）：设法将电容的大小转换成对应的电压量，在把电压量通过模数转换器转换成数字量来进行测量，此方法要用到数模转换器，而由于我们上课对此了解不深，并且没有使用过数模转换器，因此此处不使用此思路

方案（二）：设法将电容的大小转换成与之相应的脉冲数，测量脉冲数目并进行译码，用数码管显示结果。利用单稳态触发器可以把被测电容的大小转换成输出脉冲的宽度，即控制脉冲宽度Tx与

介绍一种基于STM32F103单片机的高精度自动电阻测试仪的设计与制作。该电阻测试仪使用分压法来实现对电阻的测量,采用了高精度的16位Σ-ΔADC AD7705完成电阻电压的准确测量。整个系统易于控制,人机交互界面友好。经测试,系统功能齐全,精确度达到0.6%,转换速率达到10/秒。

山西电子技术 21 0 2年第 2期文章编号：644 7 (02)20 3—2 17 5 8 2 1 0—0 60

应用实践

高精度自动电阻测试仪廖静很，李勇，林少菌(中山职业技术学院，东中山 580 )广 244摘要：绍一种基于 S M 2 13单片机的高精度自动电阻测试仪的设计与制作。该电阻测试仪使用分压法介 T 3 F0来实现对电阻的测量，采用了高精度的 l 6位∑一A D D 7 5完成电阻电压的准确测量。整个系统易于控制， A C A 70人机交互界面友好。经测试，系统功能齐全，精确度达到 0 6, .%转换速率达到 1/ 0秒。关键词：单片机 S M3;A 7 0;高精度 T 2 D75中图分类号：P 6 .文献标识码： T381 A

传统的电阻测试仪存在需要调档，精度不够的缺点。本文介绍了使用分压法，了高精度的 1∑一A D D 7采用 6位 A C

介绍一种基于STM32F103单片机的高精度自动电阻测试仪的设计与制作。该电阻测试仪使用分压法来实现对电阻的测量,采用了高精度的16位Σ-ΔADC AD7705完成电阻电压的准确测量。整个系统易于控制,人机交互界面友好。经测试,系统功能齐全,精确度达到0.6%,转换速率达到10/秒。

山西电子技术 21 0 2年第 2期文章编号：644 7 (02)20 3—2 17 5 8 2 1 0—0 60

应用实践

高精度自动电阻测试仪廖静很，李勇，林少菌(中山职业技术学院，东中山 580 )广 244摘要：绍一种基于 S M 2 13单片机的高精度自动电阻测试仪的设计与制作。该电阻测试仪使用分压法介 T 3 F0来实现对电阻的测量，采用了高精度的 l 6位∑一A D D 7 5完成电阻电压的准确测量。整个系统易于控制， A C A 70人机交互界面友好。经测试，系统功能齐全，精确度达到 0 6, .%转换速率达到 1/ 0秒。关键词：单片机 S M3;A 7 0;高精度 T 2 D75中图分类号：P 6 .文献标识码： T381 A

传统的电阻测试仪存在需要调档，精度不够的缺点。本文介绍了使用分压法，了高精度的 1∑一A D D 7采用 6位 A C

绝缘电阻测试仪使用方法

兆欧表在工作时，自身产生高电压，而测量对象又是电气设备，所以必须正确使用，否则就会造成人身或设备事故。在使用兆欧表前，首先要做好以下各种准备工作：

（1）测量前必须将被测设备电源切断，并对地短路放电，决不允许设备带电进行测量，以保证人身和设备的安全。

（2）对可能感应出高电压的设备，必须消除这种可能性后才能进行测量。

（3）被测物表面要清洁，减少接触电阻，确保测量结果的正确性。

（4）测量前要检查兆欧表是否处于正常工作状态下，主要检查其"0"和"∞"两点位置。即摇动手摇发电机手柄，使电机达到额定转速。兆欧表在短路时，指针应指在"0"位置；开路时，指针应指在"∞"位置。

（5）兆欧表使用时应放在平稳、牢固的地方，且远离大的外电流导体和外磁场。

做好上述准备工作后，就可以进行测量了。在测量时，要注意兆欧表的正确接线，否则将引起不必要的误差甚至错误。兆欧表的接线柱共三个；三个"L"即线端，一个"E"即地端，再一个"G"即屏蔽端（也叫保护环）。一般被测绝缘电阻都接在"L"和"E"端之间，但当被测绝缘物表面漏电严重时，必须将被测物的屏蔽环或不须测量的部分与"G"端