
所有资料均已公开!该测量仪包含电感、电容和电解电容的测量原理、计算公式、硬件设计以及程序源代码等信息 - 电路方案。
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简介:
电容、电感测量原理:电路由LM393(U3A)组成的LC振荡器构成。单片机测量该LC震荡回路的频率F1,随后通过控制继电器K2,将标准电容C2与C1并联,从而测出振荡器频率F2,并利用以下公式计算出电容C1和电感L1的值。 整个测量过程的精度,很大程度上取决于电容器C2的容量精度。因此,应该选用稳定性良好且精度较高的电容器,本设计中采用了1800pF的云母电容器。上述流程可以视为一个校准过程,由M8自动完成每次开机时的校准。开机后存在1500ms的延时,首先测量振荡器频率F1;随后Portd.3设置为0,K2吸合,C2接入进行1500ms延时测量,Portd.3设置为1,K2断开。完成后,M8计算C1和L1的值后按S1进入电容Cx的测量状态。 电容Cx和电感Lx的值分别通过以下公式计算: 电解电容测量原理: 电解电容的测量基于对RC电路时间常数的计算。根据脉冲电路原理可知,电容的充电速度与R和C的大小密切相关;R与C的乘积越大,过渡时间就越长。这个R与C的乘积被称为RC电路的时间常数τ,其表达式为τ=R∙C。如果R以欧姆为单位、C以法拉为单位表示时,τ的单位为秒。 图示曲线能够反映充电过程的一般规律:Uc以指数规律上升、速度逐渐减慢并缓慢趋近于其最终值;当t=τ时,Uc达到0.632E。本测量仪利用单片机精确地测量Uc从0到0.632E这段时间所经历的时间, 并利用下列式子计算被测电容值: 电感和电解电容测量仪实物展示:电路分析:该电路由比较器U3B和放电晶体管Q等组成。设定比较器的正输入端为Uc(Uc=0.632E=0.632⋅5=3.16V, 通过RP1调节),反向输入端连接被测电容CEx。当D端输出高电平时, Q导通, 电路处于放电状态;此时 CEx被放电, 比较器U3B输出高电平信号;当D端输出低电平时, Q截止, CEx通过R9(R10)充电, CEx两端电压逐步升高;当 CEx两端电压超过 Uc 时, 比较器U3B输出低电压信号并产生INT0中断(INT0中断设置为下降沿触发)。中断服务程序读取定时器值并计算、显示 CEx 的值。随后置位PD6为高电压信号, Q导通, CEx放电; 延时 100ms是为了确保 CEx 充分放电, 中断返回开始下一个测量周期 。为了提升测量精度, 电解电容测量分两档进行切换; 由继电器K2控制切换; R9接入时用于测量 0.1μF~500μF 的电容; R10接入时用于测量 500μF~2000 μF 的 电容 。 R9 (R10) 的精度以及 Uc 的精度决定了最终测量的结果精度 。 原设计中曾包含一个用于测试電解電容漏电流的功能 ,但由于测量的时长过长而作废了 ; 原图中的 R13、R9(R10) 与 adc 等组成漏电流检测电路 。参数特点: 电容器容量范围: 1P-2.5uF | 電感范围: 1uH-2. H | 電解電容器范围: [ 0.1uF -20000uF ] 使用方法:按下 S2 接通电源进入校准状态 (此时测试端口不能接入器件) ; 校准完成后按下 S1 进入 电容 측정 상태 ; 按下 S1 进入 電感 측정 상태 ; 按下 S1 进入 電解電容器 ( <500uF>500uF ) 측정 상태 ; 再按 S1 返回到 電容量 측정 상태 。原文出处: https://www.amobbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=3279392
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