电子信息工程毕业论文范文

分 类 号:TP213

单位代码:10452

临沂大学理学院 毕业论文（设计） 电阻电容电感测试仪的设计 姓 名 王 金 全 学 号 200807840119 年 级 2008 专 业 电子信息科学与技术 系 （院） 理学院 指导教师 刘 怀 强 2012年03月15日

摘 要

本设计是一种基于单片机(89C51)的高精度电阻电感电容测量仪器的设计.本设计采用MAX038单片压控函数发生器产生高精度的正弦波信号流经待测的电容或者电感和标准电阻的串连电路,利用电压比例计算的方法推算出电容值或者电感值,利用51单片机控制测量和计算结果,采用1602液晶模块实时显示数值,可以手动调节量程,正弦信号发生器可以实现幅值和频率的调整,为了提高精度,我们把被测的交流电压先通过ICL7650来消除因为AD637输入电阻较低产生的误差.实验测试结果表明,本设计性能稳定,测量精度高.

关键词：电压比例法 89C51 AD637 1602液晶

ABSTRACT

The design is the design of a high-precision instrument for RLC measurement based on microcontroller(89C51).This design adopted MAX038 monolithic voltage-controlled function generator to produce high accuracy sine wave signal,which passed through the series circuit of the capacity or inductance and standard resistance,and then measured the respective voltage of the capacity or the inductance and the standard ing the voltage proportion method calculated the capacitance values or inductance values.The design used 51 microcontroller to control the measurement and calculation results,used 1602 LCD to show the result. The range can be adjusted manually, sine signal generator can adjust amplitude and frequency to improve accuracy, we measured the AC voltage through the ICL7650 to eliminate the error caused by the lower input resistance of AD637. Experimental results show that the performance of this design is stable and of high measurement accuracy.

Key words: Voltage proportion method; 89C51; AD637; 1602 LCD;

目 录

1 引言 .................................................................. 1

2 电压比例法测量原理 .................................................... 1

3 系统方案 .............................................................. 2

3.1系统总体方案设计与结构框图 .......................................... 2

3.2方案设计与论证 ...................................................... 3

4 硬件电路 .............................................................. 5

4.1稳压电源模块 ........................................................ 5

4.2正弦信号发生器 ...................................................... 5

4.3采样电路 ............................................................ 6

4.3液晶显示模块 ........................................................ 7

5 系统软件设计 .......................................................... 8

5.1控制测量程序模块 .................................................... 8

5.2 按键处理程序模块 .................................................... 9

5.3电阻电感电容计算程序 ................................................ 9

5.4液晶显示程序模块 ................................................... 10

6 系统测试与结果分析 ................................................... 10

6.1对正弦信号源的测试 ................................................. 10

6.2对电阻电容电感的测量 ............................................... 11

6.3误差分析 ........................................................... 12

7 总结 ................................................................. 13

参 考 文 献 ............................................................ 14

致 谢 ................................................................. 15

1 引言

现代电子产品正以前所未有的速度,向着多功能化、体积最小化、功耗最低化的方向发展,机电产品广泛应用于家电、通信、一般工业乃至航空航天和军事领域.无论是日常生活还是高端科技领域,电子技术的应用均日益深入.掌握必备的电子技术基础设计制作基础知识和基本技能,能够满足我国目前产业结构对广大技术工人、工程技术人员基本素质的要求,而且能为从事高端电子系统开发培养能力和素质,适应信息时代的需要.

目前市面上测量电子元器件参数R、C和L的仪表种类较多,方法和优缺点也各有不同.一般的测量方法都存在计算复杂,不易实现自动测量而且很难实现智能化等缺点.

电阻电容电感测量方法较多(谐振法,电桥法,电压比例法等)但因为对于测量仪器来说精度越高越好,所以本设计选择精度比较高的电压比较法做电阻电感电容测试仪,它的原理是将一定频率的交流信号经过串联分压电路转化为电压信号,然后经过电路处理变成频率信号经过单片机进行比例运算,最后将计算出的测量值输送给显示模块并显示各参量对应的量纲.

2电压比例法测量原理

电阻高精度测量较好的方法之一是采用与标准电阻相比较的方法.其主要原理:是在待测电阻Rx与标准电阻R1的串联电路中加一直流电压V,AD采样得到Rx上电压VX,则测量电阻为:

Rx VxR (1) V VX

设计中我们采用了与测量电阻一样的方法——电压比例法[1-2]来测量电感和电容;因为电感与电容是电抗元件,所以应采用交流信号来产生测量信号;在角频率为w的交流信号的作用下电容电感获得的容抗和感抗:

XC 1 (2) jwc

XL jwL (3)

C、L为待测电容和电感.这样一来,标准元件的选择就有许多种方法.但为了提高测量精度和降低成本,该测量仪采用了标准电阻,且与电阻测量共用一套标准电阻.所以有电感:

L ULX R

...jw（U ULX）

.UCXjwC . (5) R UjwC

电容: (4)

U

C .CX

jwR. 1 (6)

测量Q值时,加入交流信号测量出电感Q值

Z1 RS jw1L (7)

Z2 RS jw2L (8)

两个方程联立,求得电感

L -1

22222W1-W2 (9)

Rs Z1 jw-1

22222W1-W2 (10)

jwLQ RS (11)

Z1为电感在电路中角频率为w1的等效阻抗,Z2为电感在电路中角频率为w2的等效阻抗,L为电感量,RS为电感的等效电阻.

为保证测量精度,必须保证电阻的精度和w的高稳定值. …… 此处隐藏：3575字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……