本项目为2023年电子设计竞赛C题解决方案,旨在开发一种高精度的电感和电容测量装置。该装置采用先进的测试技术和算法,能够准确、便捷地测量各种类型的电感器和电容器参数,适用于科研与工业领域。
基于TI公司的MCU设计并制作电感及其品质因数Q、电容及其损耗角正切D的测量装置。被测元件接入后,一键启动即可在规定时间内自动完成测试,并提供用于实时监测测试频率信号输出接口。
全国大学生电子设计竞赛旨在培养学生的创新能力和团队协作精神。2023年的比赛题目“电感电容测量装置”要求参赛队伍基于TI公司的微控制器(MCU)开发一款能精确测量电感及其品质因数Q、电容及其损耗角正切D的设备,该设备需具备一键启动功能,并在规定时间内自动完成测试。同时提供一个信号输出接口以实时监控测试频率。
基本设计要求如下:
1. 电容量测量范围为1nF至100nF,相对误差不超过5%。
2. 损耗角正切D值的测量范围是0.005到1之间,同样需要保持小于或等于5%的相对误差。
3. 测量频率设定在1kHz至100kHz范围内,并选择一个固定的测试频点。
4. 整个测量过程应在不超过一秒的时间内完成。
发挥部分则增加了电感及其品质因数Q的测量:
1. 电感量测量范围从10μH到100μH,相对误差限制在5%以内。
2. 品质因数Q值测量范围为1至200之间,同样要求保持小于或等于5%的相对误差上限。
3. 测试频率需与商用测量仪器一致。
4. 整个测试过程应在不超过五秒的时间内完成。
5. 鼓励参赛队伍实现其他创新功能。
技术实现方面,所有设计必须基于TI公司的MCU,并通过自备的商用测量设备进行校准。建议采用并联或串联电阻来构建等效阻抗元件以校准自制装置参数。
评分标准分为两大部分:设计报告和实际测试结果。包括方案论证、理论分析、电路与程序设计、测试方案及实验数据以及设计文档的质量,总分120分。基本要求侧重于电容测量功能的实现;发挥部分则更关注对电感量及其品质因数Q值精确度的要求,并强调提高整体测量效率。
参赛队伍需遵守竞赛规则,在指定时间内完成作品并提交相关材料(包括设计报告、实物样品和登记表),且不得与外界沟通或使用未经授权的设备。违反规定可能会导致评审资格被取消,整个比赛不仅考验技术能力还重视团队协作精神及创新能力,对于提升学生综合素质具有重要意义。