基于脉冲计数法的多量程电容电阻测试仪的设计
常用的测量电阻和电容的方法主要有纯模拟电路法、PLC法。采用纯模拟电路法设计电阻电容测试仪,可以避免编程的麻烦,但是电路复杂、灵活性差、测量精度低;采用PLC法设计的电阻电容测试仪速度快、体积小、可靠性和精度好,但是价格昂贵。采用“脉冲计数法”设计电阻、电容测试仪,把电子元件的参数转换成频率信号,用单片机计数后再求出电阻或电容值,而频率是单片机很容易处理的数字量。本文采用“脉冲计数法”设计电阻电容测试仪,此测试仪不仅能克服传统测试仪的种种弊端,而且增设了**功能和警示信号功能,使测试仪更加智能化。
1 系统总体设计 本文设计的电阻电容测试仪的系统结构框架如图1所示,系统主要由用户控制端、单片机、液晶屏、电阻测试模块、电容测试模块、报警器以及其它附加功能模块等组成。当用户需要测量某一电阻或电容的值时,只需要把此电阻或电容放在相应的测试位置,选择好量程,测试仪即可自动测出其电阻值或电容值,并把测试结果显示在液晶屏上,方便用户读取。另外,此测试仪还具有超出量程警示功能和**功能,可存储最近十次的测量结果。
2 各功能模块介绍 2.1 电阻和电容测试电路 测试电路采用“脉冲计数法”,电路如图2所示。
这里选择NE555N作为多谐振荡电路的核心元件构成振荡电路,当振荡电路中的测试电阻和电容不同时,振荡频率也会不同,多谐振荡器振荡周期为:
单片机测得振荡输出的频率,计算后即可得到电阻和电容的值。不同量程对应不同的电路参数,利用开关可方便地选择对应不同量程的对应电路。 测量电阻分为两个量程: (1)1Ω≤Rx<2kΩ S1闭合,R1=330Ω,Cx=0.2μF; (2)2kΩ≤Rx<5MΩ S2闭合,R1=20Ω,Cx=10nF。 测量电容分为三个量程: (1)10pF≤Cx<10nF S3闭合,R1=100kΩ, Rx=200kΩ; (2)10nF≤Cx<10μF S4闭合,R1=6.7kΩ,Rx=4.7kΩ; (3)1μF≤Cx<10μF S5闭合,R1=4.7kΩ,Rx=4.7kΩ;
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