本项目介绍了一款基于51单片机设计的电感电容测量仪器,配备有直观清晰的12864液晶显示屏,提供便捷准确的电感和电容值读取功能。
电感电容测量仪电路图概述:此仪器使用AT89S52或STC89C52单片机均可,并且已经过测试验证。在图中,R3、R8、R5的阻值对提高电容测量精度至关重要,请尽量接近所示数值(非标准电阻需串联或并联可调电阻进行微调)。实际调试时发现,R8和R5的最佳阻值是通过反复实验得出的,并且切换电路主要依赖于三极管8550。由于该器件导通内阻难以确定,在我的测试中认为8欧姆较为合适,请大家自行调试出更佳的参数设置。
电容测量时采用2N7002进行放电,此为小功率NMOS场效应晶体管(最初设计使用的是三极管8050,但发现其在大容量电容器上无法完全释放电量;尝试二级方案后仍不稳定,最终改为NMOS效果显著改善)。一般的小功率NMOS都适用,在MP3、MP4等数码产品中很容易找到。
测量范围:
- 电容:分三档(1pF至500nF, 500nF至500uF以及500uF至1F),误差小于±5%
- 电感:从1微亨到10亨,误差同样控制在±5%以内
预计目标:
1. 达成上述量程(已完成)
2. 实现自动切换电容测量模式(进行中)
3. 开机时自动调零功能以减少基准偏差导致的不准确性问题(已实现)
4. 自动单位换算,例如从pF到nF再到uF等循环转换;电感则为微亨至毫亨直至亨之间切换。(部分完成)
5. 提升小容量电容测量精度。由于采用充电法测定小于100皮法的极小型电容器时误差较大(约在5-10p范围内),计划通过LC谐振方式实现更精确的读数,预期偏差将低于±0.1pF。
开机界面、内部结构以及背面连线等细节图已提供。实物测量结果截图也一并展示。
总结:目前正致力于改进自动切换电容量程及优化开机时的调零流程以提高整体准确性;同时进一步完善单位换算功能和探索LC谐振技术在小容量电容器测量中的应用,预计于周末发布更新版本。
使用说明:
1. 校准零点,在电容模式或高精度小电容测试状态下长按特定按钮可以进行校正(现已加入开机自动调零程序)。
2. 改变量程设置:在电容档位时按下指定键可循环切换至不同测量区间;同样适用于其它功能的调整。
3. 切换工作模式,从常规电容测试转为高精度小容量或进入电感测量状态均可通过相应按钮实现。