电容测量仪课程设计
电容测量仪课程设计
电容测量仪是一种用于测量电容值的仪器，广泛应用于电子学、电工学、通信工程等领域。本文将介绍电容测量仪的原理、结构和使用方法，并设计一个电容测量仪的课程实践项目。
一、电容测量仪的原理
电容测量仪通过测量电容器两极板上的电荷量来计算电容值。电容器两极板上的电荷量与所加电压成正比，而电容值与电荷量成反比。因此，只需测量电容器上的电荷量和所加电压，就能准确计算出电容值。
二、电容测量仪的结构
电容测量仪通常由以下几个部分组成：
1. 电源：提供所需的电压，用于给电容器充电。
2. 电荷量测量模块：用于测量电容器两极板上的电荷量。
3. 电压测量模块：用于测量所加电压。
4. 显示屏：用于显示电容值。
三、电容测量仪的使用方法
1. 连接电源：将电容测量仪与电源连接，并确保电源输出的电压符合要求。
2. 连接电容器：将待测电容器的两极板分别连接到电容测量仪的电荷量测量模块和电压测量模块。
3. 充电：打开电源，使电容器充电，直到电容器两极板上的电荷量达到稳定状态。
4. 测量电荷量：使用电荷量测量模块测量电容器两极板上的电荷量，并记录下来。
5. 测量电压：使用电压测量模块测量所加电压，并记录下来。
6. 计算电容值：根据测得的电荷量和电压值，使用适当的公式计算电容值。
7. 显示结果：将计算得到的电容值显示在显示屏上。
为了帮助学生更好地理解和掌握电容测量仪的原理和使用方法，我们设计了一个电容测量仪的课程实践项目。该项目基于实际电路，要求学生完成以下任务：
1. 搭建电容测量电路：学生需要根据给定的电路图和器件，搭建一个电容测量电路。
2. 测量电容值：学生需要使用电容测量仪对给定的电容器进行测量，并记录下测得的电荷量和电压值。
3. 计算电容值：学生需要根据测得的电荷量和电压值，计算出电容值，并与理论值进行比较。
4. 分析误差：学生需要分析测量误差的来源，如电容器本身的误差、仪器的精度等，并讨论如何减小误差。
5. 提出改进措施：学生需要根据误差分析的结果，提出改进电容测量仪的措施，如改进测量电路、提高仪器精度等。
通过这个课程实践项目，学生能够深入理解电容测量仪的原理和使用方法，提高实际操作能力，并培养创新思维和问题解决能力。
总结：
电容测量仪是一种常用的仪器，用于测量电容值。它通过测量电容器两极板上的电荷量和所加电压，计算出电容值。电容测量仪的结构包括电源、电荷量测量模块、电压测量模块和显示屏。使用电容测量仪时，需要连接电源、连接电容器、充电、测量电荷量和电压，然后计算电容值并显示结果。为了帮助学生掌握电容测量仪的原理和使用方法，我们设计了一个电容测量仪的课程实践项目，让学生在实际操作中学习和应用相关知识，并提出改进措施。通过这个项目，学生能够提高实际操作能力和问题解决能力，为将来的工作和研究打下坚实的基础。
电容式液位传感器课程设计 1
电容式智能液位仪
目录 目录 摘要 (2) 1.导言 (3) 2.传感器 (4) 2.1理想的电容式传感器 (4) 2.2电路模型 (5) 2.3传感器特性 (6) 2.4传感器结构 (7) 3.硬件电路设计 (11) 3.1硬件电路划分 (11) 3.2单片机的选用 (11) 3.3直流充放电式电容测量电路设计 (13) 3.4信号调理电路设计 (14) 3.5单片机电路及模数转化电路设计 (15) 3.6通信电路设计 (16) 4.系统软件设计 (18) 4.1编程环境与编程语言 (18) 4.2软件总体设计 (18) 5.电容测量电路的实验结果和分析 (19) 5.1实验过程及结果 (19) 5.2实验分析 (21) 参考文献 (22) 摘要
设计一种多功能智能化液位检测装置，采用A Tmega8作为硬件电路核心，以圆柱形电容探头为液位检测传感器，利用电容频率转换原理将电容变化为频率变化，利用单片机检测频率，软件计算液位高度。本装置具有机械去液面波动，用软件进行温度修正、线性校正、用户自校正，通信和多液体选择等功能。 本文主要创新之处是提出一种适合于波动液面液位检测的智能液位仪，具有温度补偿、用户自校正和通信等功能。本文设计了高度为100cm的柱形电容液位检测传感器，电容器具有结构简单，电路实现容易，利用555振荡电路实现了电容到频率的转换，利用程序实现频率到高度转换，理论正确可靠，推算过程合理，利用软件分段修正减小了线性误差。在电容的两端装有液位缓冲器，采用机械的方式减小液面波动。由实验测试可知，本液位检测装置性能稳定，检测可靠，测量精度达到1cm, 分辨率可0.1cm，达到车载式喷雾机液位检测的要求。利用此方案可根据需要设计各种量程的液位检测装置，适用性较广。 ·2· 1.导言
大学课程设计 数字电容测试仪
目录 1课程设计目的 2课程设计指标 2.1 基本部分 2.2 发挥部分 3课程设计原理 4设计的步骤和过程 4.1 控制电路 4.2 记数显示电路 4.3 时钟电路 5设计的仿真和运行结果 6 课程设计总结 7课程设计建议 参考文献 附录： 附录A 附录B
课程设计目的 （1）数字电子技术课程设计是数字电子技术课程的实践环节，是对学生学习数字电子技术的综合训练。学生根据某一课题技术指标或逻辑功能的要求，独立进行电路设计，工程估算，实验测试与调整，写出实验总结报告。 （2）通过这一电路综合性实践训练，要达到深化所学的理论知识，培养综合运用所学知识的能力，掌握一般电路的分析方法，增强独立分析问题与解决问题的能力。通过这一综合训练培养学生严肃认真的工作态度和科学作风，为今后从事电路设计和研制电子产品打下初步基础。 （3）通过课程设计让学生掌握采用EWB电路仿真设计软件的基本方法，熟悉一种EWB软件，并能利用EWB软件设计一个电子技术综合问题，并在实验板上成功下载，为以后进行工程实际问题的研究打下设计基础。 （4）通过课程设计使学生初步具有分析、寻找和排除电子电路中常见故障的能力。 课程设计指标 1 基本部分 (1) 被测电容的容量在0.01μF至100μF范围内。 (2) 设计测量量程。 (3) 用3位数码管显示测量结果，测量误差小于20%。 2 发挥部分(选做) (1)另增一个测量量程，使被测电容的容量扩大到100P F至100μF范围内。 (2) 测量误差小于10%。 课程设计原理
此数字电容测试仪框图分为三个部分：控制电路、记数显示电路、时钟电路。 1 控制电路 控制电路为单稳态控制电路。控制器的主要功能是根据被测电容Cx的容量大小形成与其成正比的控制脉冲宽度Tx。 2 记数显示电路 记数显示电路由3个二——十进制加法计数器和数码显示管组成。用于记数和显示被测电容的数值。 3 时钟电路 时钟电路由555定时器构成的多谐振荡器来实现时钟产生功能。 原理框图如下：
电容电感测量仪课程设计
《单片机技术》课程设计说明书 电容电感测量仪 学院： 学生姓名： 指导教师：职称 专业： 班级： 学号： 完成时间：
随着电子工业的高速发展，电子元器件的需求增加，电子元器件的适用范围亦越来越广泛。在生活应用中我们常常要测定电容、电感的大小。因此，设计一种安全、便捷的电容电感测量仪具有很大的现实必要性。 该电容电感测量仪以AT89S52单片机控制核心，通过测量频率来间接测量电容、电感，并对测试数据和测试结果进行保存记录。该电容电感测量仪是通过LCD1602液晶显示屏来显示当前测量值，当把待测的元件插上测试端子后，按下按键即开始进行相应测量。本设计测量精度相对较高，且性能稳定，是一款操作简单、具有记忆功能的智能化电容电感测量仪。 电容电感测量仪具有测量工作量小、快捷简便、性能稳定、测量准确、故障检出率高等特点。它解决了现场测量单个电容器需要拆除连接线、测量电抗器的电感、电容表输出电压低导致故障检出率低等问题，为推动电子工业的发展做了一定的贡献。 关键词：电容电感测量仪；AT89S52；LCD1602
1 绪论 (1) 1.1 课题的背景及意义 (1) 1.2 电容电感测量仪的发展现状 (1) 1.3 设计的主要内容 (1) 2 系统整体设计 (3) 2.1 设计思想 (3) 2.2 系统总体框图 (3) 3 硬件系统的设计 (5) 3.1 主要元器件介绍 (5) (5) (9) (9) (10) 3.2 硬件单元电路的设计 (11) ……………………………………1 1 ………………………………………………………1 3 ………………………………………………………1 3 ………………………………………………………1 4 4 软件系统的设计 (15) 4.1 软件设计的描述 (15) 4.2 系统软件的程序设计 (15) ...................................................1 5 .........................................................1 6 ...................................................1 6 (17) (17) 5 系统测试与结果分析 (19) 5.1 对电容电感的测试结果 (19)
数字式电容测量仪的设计课程设计-word版
202x年数字式电容测量仪的设计课程设计-word版 北华航天工业学院 《电子技术》 课程设计报告 报告题目：___________ 数字式电容测量仪 ___________ 作者所在系部：电子工程系 __________________ 作者所在专业：_______ 电子信息工程 _______________ 作者所在班级：___________________________ 作者姓名：_____________________________ 作者学号：_______________________________________ 指导教师姓名：___________________________ 完成时间：2011年6月1日______________
202x年数字式电容测量仪的设计课程设计-word版课程设计任务书
202x年数字式电容测量仪的设计课程设计-word版 电容具有隔直流同交流的能力，在电子电路中是十分重要的元件，电容的容值在电路设计中是一重要因素。由于在使用一段时间后，电容容值与出厂是所标注的值有所偏差，这就需要设计仪器去测量电容容值。传统的测量方法都采用交流电桥法和谐振法，通常采用刻度读数，此方法不够直观。 本课题主要介绍了数字电容测量仪的原理和设计思想。它由测试电路和显示电路两部分组成。在测试电路中 555 定时器做多谐振荡器，它通过电容配合电阻充放电产生一系列的方波脉冲，通过计数器记数算出电容的值，最后通过数码管显示被测电容的容值。 设计的电容测量仪的测量范围是 10uF~990Uf ，显示的数值 N 是 00~99 ，数字显示器所显示的数字N与被测电容量C X的函数关系满足关系 N=Cx心0卩F）。当被测电容值超出 990uf 时，数码管呈全暗状态，发光二极管呈两状态，表示超出量程。 该电容测量仪相对比较直观，且误差较小，将在电容测量方面显示出它读数方便，精确的优越性。 关键字：测脉法脉冲数显电容 目录 、概述 ,,, J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J1 、方案设计与论 证 ,,,,,,,,J J J J J J 2 3
数字电容测量仪课程设计方案
数字电子技术课程设计报告书 课题名称 数字电容测量仪的设计 姓 名 吴亚香 学 号 1212501-35 学 院 通信与电子工程学院 专 业 电子科学与技术 指导教师 张学军 2014年 6月 10 日 ※※※※※※※※※ ※ ※ ※ ※ ※※ ※※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ 2012级电子科学与技术专业 数字电子技术课程设计
数字电容测量仪的设计 1设计目的 （1）掌握multisim12仿真软件的应用技巧。 （2）掌握电容数字测量仪的设计组装与调试方法。 （3）熟悉相应的中大规模集成电路的使用方法，并掌握其工作原理。 2设计思路 本设计中用555振荡器产生一定周期的矩形脉冲作为计数器的CP脉冲也就是标准频率。同时把待测电容C转换成宽度为tw的矩形脉冲，转换的原理是单稳态触发器的输出脉宽tw与电容C成正比。把此脉冲作为闸门时间和标准频率脉冲相“与”，得到计数脉冲，该计数脉冲送计数—译码显示系统就可以得到电容量的数据。外部旋钮控制量程的选择。用计数器控制电路控制总量程。。 3设计过程 3.1设计框图 图1 数字电容测量仪原理图 3.2多谐振荡器电路的设计 振荡器是数字电容测量仪的核心，振荡器的稳定度以及其所产生的基准频率的稳定度决定了数字电容测量仪的准确度，通常选用石英晶振构成振荡电路。在要求不高的情况下可以选用555构成的多谐振荡器如果图2所示。
555组成多谐振荡器的工作原理如下： 接通电源Vcc后，Vcc经电阻R 1和R 2 对电容C充电，其电压U C 由0按指数 规律上升。当U C ≥2/3V CC 时，电压比较器C 1 和C 2 的输出分别为U C1 =0、U C2 =1，基 本RS触发器被置0，Q=0、Q’=1,输出U 0跃到低点平U oL 。与此同时，放电管V 导通，电容C经电阻R2和放电管V放电，电路进入暂稳态。随着电容C放电， Uc下降到Uc≤1/3Vcc时，则电压比较器C 1和C 2 的输出为U c1 =1、U c2 =0，基本RS 触 发器被置1，Q=1，Q’=0，输出U 0由低点平U oL 跃到高电平Uo H 。同时，因Q’=0， 放电管V截止，电源Vcc又经过电阻R 1和R 2 对电容C充电。电路又返回前一个 暂稳态。因此，电容C上的电压Uc将在2/3Vcc和1/3Vcc之间来回充电和放电，从而使电路产生了振荡，输出矩形脉冲，作为基准信号频率。555组成多谐振荡器输出波形如图3。 VCC 图2 555组成多谐振荡器
电容测量仪课程设计
电容测量仪课程设计 电容测量仪是一种用于测量电容值的仪器，广泛应用于电子学、电工学、通信工程等领域。本文将介绍电容测量仪的原理、结构和使用方法，并设计一个电容测量仪的课程实践项目。 一、电容测量仪的原理 电容测量仪通过测量电容器两极板上的电荷量来计算电容值。电容器两极板上的电荷量与所加电压成正比，而电容值与电荷量成反比。因此，只需测量电容器上的电荷量和所加电压，就能准确计算出电容值。 二、电容测量仪的结构 电容测量仪通常由以下几个部分组成： 1. 电源：提供所需的电压，用于给电容器充电。 2. 电荷量测量模块：用于测量电容器两极板上的电荷量。 3. 电压测量模块：用于测量所加电压。 4. 显示屏：用于显示电容值。 三、电容测量仪的使用方法 1. 连接电源：将电容测量仪与电源连接，并确保电源输出的电压符合要求。 2. 连接电容器：将待测电容器的两极板分别连接到电容测量仪的电荷量测量模块和电压测量模块。
3. 充电：打开电源，使电容器充电，直到电容器两极板上的电荷量达到稳定状态。 4. 测量电荷量：使用电荷量测量模块测量电容器两极板上的电荷量，并记录下来。 5. 测量电压：使用电压测量模块测量所加电压，并记录下来。 6. 计算电容值：根据测得的电荷量和电压值，使用适当的公式计算电容值。 7. 显示结果：将计算得到的电容值显示在显示屏上。 为了帮助学生更好地理解和掌握电容测量仪的原理和使用方法，我们设计了一个电容测量仪的课程实践项目。该项目基于实际电路，要求学生完成以下任务： 1. 搭建电容测量电路：学生需要根据给定的电路图和器件，搭建一个电容测量电路。 2. 测量电容值：学生需要使用电容测量仪对给定的电容器进行测量，并记录下测得的电荷量和电压值。 3. 计算电容值：学生需要根据测得的电荷量和电压值，计算出电容值，并与理论值进行比较。 4. 分析误差：学生需要分析测量误差的来源，如电容器本身的误差、仪器的精度等，并讨论如何减小误差。 5. 提出改进措施：学生需要根据误差分析的结果，提出改进电容测量仪的措施，如改进测量电路、提高仪器精度等。
模电课程设计电容测量电路
河南城建学院 模 拟 电 子 技 术 课 程 设 计 设计题目：电容测量电路 专业：电气自动化技术 班级：1223081班 姓名：赵明军 学号：122308144 指导老师：杨帆、徐安峰 时间：2010/01/11——2010/01/14
目录 一、设计题目 (3) 二、设计任务和要求 (3) 三、题目分析...................................................................... 四、整体构思 (4) 五、具体设计思路 (4) 六、实验设备及原器件 (7) 七、测试要求 (9) 八、参考文献资料 (11) 九、个人体会 (11)
模拟电子技术课程设计正文 一，题目： 电容测量电路 二，设计要求： 1.设计一个电容测量电路能用于测量电容量并判断电容的好坏，含有信号产生电路， 2.设计电路需要的直流稳压源。 3.分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求，性能，指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。 4.确定合理的总体方案，对各种方案进行比较，以电路的先进性，结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面做综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。 5.设计各单元电路，总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。 6.组成系统，在一定幅面的图纸上，合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。 三，题目分析： 电容测量电路的设计是为了方便准确的测量电容性能。以便我们检验电容，当我们需要一个特定的电容时，这是我们就用我们设计的电路来测量它以便于我们选择。另外它还有一个作用，它可以检验电容的好坏，对于我们对电容的判断和选用有重要意义。 四，整体构思： 对于电容的测量，我们要有一个概括的了解，一般应借助于专门的测试仪器，通常用电桥，而用万用表仅能粗略地检查一下电容是否失效或漏电情况。 在直流稳压电源下，由文氏电路产生信号，使电容测量和有源微分电路工作，然后就可以知道电容量大小。 五，具体实现 第一小节：直流稳压源的设计； 串联型稳压电路 串联型稳压电源的工作原理在输入电压存在波动时，输出电压保持恒定的装置，利用稳压二极管两端电压不变的原理，使输出电压保持不变，并用多级三极管组成达令顿复合电路，组成放大器提高稳压精度。 1. 输出电压U0的计算机调节范围 以图所示的电路为例，从分压关系求得 Ub3=R2*U0 /（R1 + R2） 而由V2，V3，及VDz1回路又可得 UB3 = Ube3-Ube2 + Ur = Ur Ur = R2*U0 /（R1 + R2） U0 =（R1 + R2）*Ur / R2 改变R1，R2可改变U0之值，即调节电位器可达此目的，才、电位器调至最下端时，输出电压最大，电位器调至最上端时，输出电压最小。
数字电容测量仪-课程设计
探探探探探探探 2012级电子科学与技术专业 数字电子技术课程设计 探※※※※※※※※ 数字电子技术课程设计报告书 课题名称数字电容测量仪的设计 姓名吴亚香 学号1212501 -35
专业电子科学与技术指导教师张学军 2014 年 6 月10 日
指导教师签名：__________________
2014年月日二、成绩 验收盖章 2014年月日
数字电容测量仪的设计 1设计目的 (1)掌握multisim12仿真软件的应用技巧。 (2)掌握电容数字测量仪的设计组装与调试方法。 (3)熟悉相应的中大规模集成电路的使用方法，并掌握其工作原理。 2设计思路 本设计中用555振荡器产生一定周期的矩形脉冲作为计数器的CP脉冲也就是标准频率。同时把待测电容C转换成宽度为tw的矩形脉冲，转换的原理是单稳态触发器的输出脉宽tw与电容C成正比。把此脉冲作为闸门时间和标准频率脉冲相“与”，得到计数脉冲，该计数脉冲送计数一译码显示系统就可以得到电容量的数据。外部旋钮控制量程的选择。用计数器控制电路控制总量程。。 3设计过程 3.1设计框图 外接电容 图1数字电容测量仪原理图
3.2多谐振荡器电路的设计 振荡器是数字电容测量仪的核心，振荡器的稳定度以及其所产生的基准频率的稳定度决定了数字电容测量仪的准确度，通常选用石英晶振构成振荡电路。在要求不高的情况下可以选用555构成的多谐振荡器如果图2所示。 555组成多谐振荡器的工作原理如下： 接通电源Vcc后，Vcc经电阻R i和R2对电容C充电，其电压U C由0按指数规律上升。当U C >2/3V CC时，电压比较器C i和C2的输出分别为U ci=0、U C2=1，基本RS触发器被置0, Q=0、Q' =1,输出U o跃到低点平U OL。与此同时，放电管V导通，电容C经电阻 R2和放电管V放电，电路进入暂稳态。随着电容C 放电，Uc下降到Uc< 1/3Vcc时，则电压比较器C i和C2的输出为U ci=1、U c2=0，基本RS触发器被置1, Q=1，Q' =0,输出U0由低点平U OL跃到高电平U O H。同时，因Q' =0，放电管V截止，电源Vcc又经过电阻R i 和R2对电容C充电。电路又返回前一个暂稳态。因此，电容C上的电压Uc将在2/3Vcc和1/3Vcc之间来回充电和放电，从而使电路产生了振荡，输出矩形脉冲，作为基准信号频率。555组成多谐振荡器输出波形如图3。
RLC测试课程设计实验报告
物理与机电工程学院课程设计报告 设计课题：RLC参数测试仪 专业班级：13级电本Z（1）班 姓名： 学号： 设计时间：2014.10.10-2014.12.22
设计课题题目： RLC参数测试仪 一、设计任务与要求 1、测量范围：电阻 100Ω-1MΩ；电容 100pF-10000pF；电感 100μH-10mH。 2、测量精度：5%。 3、制作1602液晶显示器，显示测量数值。 二、系统设计方案 本设计是基于单片机STC89C51智能处理，根据单片机的外接按键控制测量。电路的选择，通过LM555定时器构成的多谐振荡器和电容反馈式三点式构成的振。荡电路长生的一定频率的波。再通过单片机的I/O口对高低电平的捕获读出频率，再通过程序算法处理换算成电阻电容电感的值，然后再通过单片机送给1602液晶显示。由于测量电阻、电容和电感，都是首先转化为频率后再进行计算测量的。其精度会直接影响到本仪表的精度，因此频率或周期的产生和计算处理是本系统实现精确测量的关键。 2.1选择总体方案 方案一：如果三角波输入给以被测电容器作为微分电容的微分电路，在电路参数选择适当的条件下，微分电路的输出幅度与Cx成正比，再经峰值检测电路或精密整流及滤波电路，可以得到与Cx成正比的直流电压Ux ，然后再进行A/D转换送给数字显示器，便可实现所要求的函数关系。（电路如图1—1所示）设三角波函数式为：
方案二：把R、L、C转换成频率信号f，转换的原理分别是RC振荡电路和LC电容三点式振荡电路，单片机根据所选通道，向模拟开关送两路地址信号，取得振荡频率，作为单片机的时钟源，通过计数则可以计算出被测频率，再通过该频率计算出各个参数。然后根据所测频率判断是否转换量程，或者是把数据处理后，把R、L、C的值送数码管显示相应的参数值，利用编程实现量程自动转换。 该设计方案的总体方框图如图7所示 2.2方案比较 方案一采用了A/D转换器，价格比较昂贵。方案二元器件简单，容易实现。故采用方案二 2.3论证方案 目前，测量电子元件集中参数R、L、C的仪表种类较多，方法也各不相同，这些方法都有其优缺点。电阻R的测试方法最多。最基本的就是根据R的定义式来测量。在(如下图1.4.1)，分别用电流表和电压表测出通过电阻的电流和通
简易电阻电容和电感测试仪的设计
“电子系统设计” 课程设计报告 设计课题：简易电阻电容和电感测试仪的设计专业班级： 姓名： 学号： 设计时间： 物理与机电工程学院
简易电阻电容和电感测试仪的设计 一、设计任务与要求 1. 能够自动辨识出被测元件是电阻、电容还是电感，并实时显示元件的阻值、容值和感值的大小。 2. 能够实现电阻、电容和电感测量的自动切换,并实现量程的自动切换。 3. 电阻、电容和电感的测量误差均小于0.5%。 基于以上分析，采用模块设计的方案实现系统的各项功能，系统主要由主控制器部分、数据测量部分、A/D采样部分、语音播报和显示部分，具体的实现方案如系统主框图1所示： 图1 系统主框图 二、系统设计方案 1. 主控制器的选择 在主控制器的选择上我们有以下两种方案：采用FPGA（现场可编程逻辑门阵列）作为系统的控制核心和基于单片机技术的控制方案。 上述两种控制方式除在处理方式和处理能力(速度)上的差异外，实现效果及复杂程度等方面也有显著的区别。FPGA将器件功能在一块芯片上，其外围电路较少，集成度高。而单片机技术成熟，开发过程中可以利用的资源和工具丰富、价格便宜、成本低。鉴于本设计中实时显示，单片机的资源已经能满足设计的需求，而FPGA的高速处理的优势在这里却得不到充分体现，因此本设计的控制方案模块选用基于单片机控制方案。我们选择技术成熟，性价比高的AT89S52单片机作为主控制器，同时采用凌阳其内部系统时钟频率为11.0592MHz，执行一个单周期指令所需时间为仅83nS，满足本系统的软件编写需求。 2.数据测量方案的选择 目前常用的智能RLC测试方法主要是阻抗-相角法和V-I复数法。V-I复数测量法，其基本思想是：根据电阻、电容、电感的复数表示形式，设法测出在固定幅值和相位值的电压下，流经被测电抗元件的电流幅度值和相位值，然后由CPU计算出元件的各项指标，如串联等效、并联等效等。阻抗-相角法即用被测元件与已知两个固定阻抗相串联，两次测量Vi与V o的之间的相位差，由仪器实测正弦波的频率，然后由CPU计算出阻抗值，其硬件电路简单且易于调试。 基于以上分析可得：V-I复数测量法虽然测量的基准度高，但同时对单片机计算能力的要求更高，不易实现，所以在本系统的设计中采用易实现的阻抗-相角法。
完整版电容式传感器课程设计方案
完整版电容式传感器课程设计方案 一、课程概述 本课程设计旨在介绍电容式传感器的原理、特点以及应用，通过实践操作和实验演示，培养学生的实际应用能力和创新思维能力。课程设计涵盖了传感器的基础知识、电容式传感器的原理和构造、电容测量电路以及电容式传感器的应用场景等内容。 二、课程目标 1.掌握电容式传感器的基本原理和构造； 2.熟悉电容测量电路的设计与实现； 3.理解电容式传感器在不同领域的应用； 4.能够进行电容式传感器的实验操作和数据分析。 三、教学内容和方法 1.电容式传感器的基础知识（4学时） -电容的基本概念和计算方法； -电容式传感器的分类和特点； -电容式传感器的工作原理。 2.电容式传感器的原理和构造（6学时） -电容式传感器的工作原理和应用范围； -常见的电容式传感器类型及其特点；
-电容式传感器的结构和工作原理。 3.电容测量电路的设计（8学时） -常见的电容测量电路的设计原理； -电阻-电容（RC）电路的设计和实现； -桥式电阻-电容（RC）电路的设计和实现； -电容式传感器的输出信号处理和放大。 4.电容式传感器的应用（6学时） -温度测量与控制； -液位检测与控制； -压力传感与控制； -人机交互与触控技术。 5.实验操作和应用案例（6学时） -实验操作：电容的测量和计算； -实验操作：电容式传感器的特性测量； -应用案例：温度测量与控制； -应用案例：液位检测与控制。 四、教学评价 1.实验报告和作业：根据实验操作和应用案例，学生需提交实验报告和作业，考察其对电容式传感器的理解和应用能力。
2.课堂讨论和展示：鼓励学生在课堂上参与讨论，展示自己对电容式 传感器的理解和实验操作的结果。 3.课程项目：以小组形式设计一个电容式传感器的应用项目，要求学 生能够设计并实现一个基于电容式传感器的控制系统，考察学生的创新思 维和工程实践能力。 五、教材参考 1.《传感器技术与应用》（第3版），明山，高等教育出版社。 2.《电容式传感器技术与应用》（第2版），姚文奇，机械工业出版社。 六、参考教学资源 1.实验设备：电容式传感器、示波器、信号发生器等； 2. 计算机软件：电子设计自动化（EDA）软件如Proteus、Altium Designer等； 3.网络资源：电容式传感器的相关文献和实验教程。 七、教学团队和时间安排 本课程的教学团队由传感器技术、电子工程和应用电子方向的教师组成。课程设计为60学时，包括理论授课和实验操作，每周安排2-3学时，预计完成时间为20周。
电容测试仪的设计毕业论文
电容测试仪的设计毕业论文 目录 摘要........................................................... I ABSTRACT........................................................ II 第1章绪论.. (1) 1.1课题背景 (1) 1.2技术指标 (1) 1.3立题的目的和意义 (1) 第2章课题方案的选择 (2) 2.1方案一 (2) 2.2方案二 (3) 第3章系统电路设计 (5) 3.1系统电路工作原理图 (5) 3.2系统电路的工作原理 (5) 第4章单元电路设计 (7) 4.1时钟脉冲振荡电路 (7) 4.1.1 555集成定时器的组成 (8) 4.1.2 555时基电路的基本功能 (8) 4.1.3 555构成时钟脉冲振荡电路 (9) 4.1.4 时钟脉冲振荡电路的参数计算 (12) 4.2控制电路 (13) 4.2.1 单稳态触发器的特点 (15) 4.2.2 单稳态控制电路工作原理 (15) 4.2.3 RC微分电路 (16) 4.2.4 CC4069六反相器 (18) .WORD版本.
4.2.5 主要参数的估算 (19) 4.2.6 控制电路元器件参数计算 (21) 4.3闸门电路 (22) 4.3.1 闸门电路的工作原理 (22) 4.3.2 CC4081四2输入与门 (22) 4.4计数译码驱动显示电路 (24) 4.4.1 计数电路 (24) 4.4.2 译码驱动电路 (28) 4.4.3 数码显示电路 (31) 第5章整机电路的安装与调试 (37) 5.1整机电路的安装 (37) 5.2注意事项 (37) 5.3整机电路的布线与接地问题 (38) 5.3.1 布线的原则 (38) 5.3.2 关于接地问题 (38) 5.4整机电路的调试 (39) 5.5COMS的使用注意事项 (39) 结论 (42) 致谢 (43) 参考文献 (44) 附录1 译文 (45) 附录2 英文参考文献 (47) 附录3 系统电路原理图 (51) 附录4 元器件表 (52) .WORD版本.
数字电容测试仪课程设计报告
1 绪论 1.1 选题背景 电阻、电容、电感是电工领域中最基本的物理量。对于从事电气技术的工作者、生产人员，电容测量仪是不可缺少的常用仪表。任何一种仪器、仪表在保证一定的技术指标的前提下，结构简单、使用方便、工作可靠、价格低廉是评价其优劣的一项综合指标。 各种各样的电容器，它们在电路中分别起着不同的作用。与电阻器相似，通常简称其为电容，用字母C表示。顾名思义，电容器就是“储存电荷的容器”。尽管电容器品种繁多，但它们的基本结构和原理是相同的。两片相距很近的金属中间被某物质（固体、气体或液体）所隔开，就构成了电容器。两片金属称为的极板，中间的物质叫做介质。电容器也分为容量固定的与容量可变的。但常见的是固定容量的电容，最多见的是电解电容和瓷片电容。 由于电容元件本身的储能特性，因此它被广泛地应用于整流，滤波，耦合，振荡等电路中，几乎成为现代整机产品中不可或缺的分立元器件。因此，无论是对电容生产厂商或整机设计维修工程师来讲，通过电容测量仪准确地了解电容元件的参数特性都非常有必要，尤其是模拟电路和射频电路设计工程师。 电容器在电子线路中得到广泛的应用，它的容量大小对电路的性能有重要的影响，此次我的课程设计就是用数字显示方式对电容进行测量。 1.2 设计要求 1.2.1 基本部分 (1) 被测电容的容量在0.01μF至100μF范围内。 (2) 设计测量量程。
(3) 用3位数码管显示测量结果，测量误差小于20%。 1.2.2 发挥部分（选做） (1) 另增一个测量量程，使被测电容的容量扩大到100PF至100μF范围内。 (2) 测量误差小于10%。 2系统概述 2.1 方案的选择及可行性分析 数字式电容测量仪的作用是以十进制数码的方式来显示被测电容的大小，从而判断电容器质量的优劣及电容参数。由给出的指标设计，它的设计要点可分为俩部分：一部分是数码管显示，另一部分就是要将Cx值进行转换。 能满足上述设计功能的方案很多，我们共总结出下面四种参考方案： 方案一：把电容量通过电路转换成电压量，然后把电压量经模数转换成数字量显示。可由555集成定时器构成单稳态触发器、多谐振荡器等电路，当单稳态触发器输出电压的脉宽为：tw=RC㏑3≈1.1RC。从式中可以看出，当固定时，改变电容C则输出脉宽tw跟着改变，由tw的宽度就可以求出电容的大小。把单稳态触发器的输出电压Vo取平均值，由于电容量的不同，tw的宽度也不同，则Vo的平均值也不同，由Vo的平均值大小可以得到电容C的大小。如果把平均值送到 A/D转换器，经显示器显示的数据就是电容的大小。但是我们对A/D转换器的掌握程度还不够充分，设计有一些困难。 方案二：用阻抗法测R、L、C有两种实现方法：永恒流源供电，然后测元件电压；永恒压源供电，然后测元件电流。由于很难实现理想的恒流源和恒压源，所以它们适用的测量范围很窄。
数字电容测量仪 课程设计
数字电子技术课程设计报告书 课题名称 数字电容测量仪的设计 姓 名 吴亚香 学 号 *******-35 学 院 通信与电子工程学院 专 业 电子科学与技术 指导教师 张学军 2014年 6月 10 日 ※ ※※※※※※※※ ※※ ※ ※ ※※ ※※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ 2012级电子科学与技术专业 数字电子技术课程设计
数字电容测量仪的设计 1设计目的 （1）掌握multisim12仿真软件的应用技巧。 （2）掌握电容数字测量仪的设计组装与调试方法。 （3）熟悉相应的中大规模集成电路的使用方法，并掌握其工作原理。 2设计思路 本设计中用555振荡器产生一定周期的矩形脉冲作为计数器的CP脉冲也就是标准频率。同时把待测电容C转换成宽度为tw的矩形脉冲，转换的原理是单稳态触发器的输出脉宽tw与电容C成正比。把此脉冲作为闸门时间和标准频率脉冲相“与”，得到计数脉冲，该计数脉冲送计数—译码显示系统就可以得到电容量的数据。外部旋钮控制量程的选择。用计数器控制电路控制总量程。。 3设计过程 3.1设计框图 图1 数字电容测量仪原理图 3.2多谐振荡器电路的设计 振荡器是数字电容测量仪的核心，振荡器的稳定度以及其所产生的基准频率的稳定度决定了数字电容测量仪的准确度，通常选用石英晶振构成振荡电路。在要求不高的情况下可以选用555构成的多谐振荡器如果图2所示。
555组成多谐振荡器的工作原理如下： 接通电源Vcc后，Vcc经电阻R 1和R 2 对电容C充电，其电压U C 由0按指数 规律上升。当U C ≥2/3V CC 时，电压比较器C 1 和C 2 的输出分别为U C1 =0、U C2 =1，基 本RS触发器被置0，Q=0、Q’=1,输出U 0跃到低点平U oL 。与此同时，放电管V 导通，电容C经电阻R2和放电管V放电，电路进入暂稳态。随着电容C放电， Uc下降到Uc≤1/3Vcc时，则电压比较器C 1和C 2 的输出为U c1 =1、U c2 =0，基本RS 触 发器被置1，Q=1，Q’=0，输出U 0由低点平U oL 跃到高电平Uo H 。同时，因Q’=0， 放电管V截止，电源Vcc又经过电阻R 1和R 2 对电容C充电。电路又返回前一个 暂稳态。因此，电容C上的电压Uc将在2/3Vcc和1/3Vcc之间来回充电和放电，从而使电路产生了振荡，输出矩形脉冲，作为基准信号频率。555组成多谐振荡器输出波形如图3。 VCC 图2 555组成多谐振荡器
简易数字式电容测试仪设计报告
简易数字式电容测试仪设计报告 一、设计要求 1、要求能够测试电容的容量在100PF到100uF范围内； 2、至少能设计制作两个以上的测量量程； 3、用三位数码管显示测量结果。 二、设计的作用、目的 很多电子产品中，电容器都是必不可少的电子元件，它在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源的退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等。固定电容的容量可直接从标称容量上读出，而可调电容的容量则不确定，因此，设计一个简易电容测试仪作为测量工具是有必要的。 三、设计的具体实现 1系统概述 利用单稳态触发器或电容器充放电规律，可以把被测电容的大小转换成输出脉冲的宽度，即控制脉冲宽度Tx与Cx成正比。只要将此脉冲作为计数器的控制信号，便可得到计数脉冲，把计数脉冲送给计数器计数，然后再经译码器送至数码管显示。时钟脉冲可由555构成的多谐振荡器提供。如果时钟脉冲的频率等参数合适，数码管显示的数字N便是Cx的大小。该方案的原理框图如图1所示。
图1 电容测试仪原理框图 2 单元电路设计与分析 2.1计数译码显示电路(BCD译码器4511) 图6 显示器外引线排列图及接法 2.2时钟脉冲产生电路 多谐振荡器是一种自激振荡器，在接通电源后，不需要外加触发信号，便能自动产生矩形脉冲。先将555定时器构成施密特触发器，再将施密特触发器的输出端经RC积分电路接回到它的输入端即可构成多谐振荡器，且其电容C的电压Vc将在和之间反复振荡。其输出的脉冲作为计数器的CP。555构成的多谐振荡器电路图和工作波形分别如图7和图8所示。 图7 多谐振荡器电路图图8 多谐振荡器工作波形 555构成的时钟脉冲发生器的最高输出频率为200KHz，电路的振荡周期仅与外接元件R1、R2和C有关，不受电源电压变化的影响。多谐振荡器的主要参数： 充电时间： 放电时间：
三位数字电容表设计与制作报告
常熟理工学院电气与自动化工程学院 《电子技术》课程设计 题目：3位数字电容表 姓名：邓才明 学号：040111102 班级：1601112 指导教师：陈景波 起止日期：
目录 “3位数字电容表的设计与制作”课程设计 摘要 (3) 一、设计目的 (3) 二、任务与要求 (3) 三、仪器与器件 (4) 四、方案的仿真与实物电路………………………………………4-11 1.555定时器组建单稳态……………………………………………………4-6 2.555定时器组建多谐振荡器………………………………………………6-9 3.74LS192、CD4511及共阴数码组建显示部分…………………………10-11 五、设计总结 (12) 六、设计的收获及体会 (12) 附录1、2、3...............................................................13-16 参考文献.. (16)
3位数字电容表的设计与制作 邓才明 常熟理工电气与自动化工程学院，20130707 摘要 下面所设计的是一种精度一般，操作简便的电容测量仪。此电容表设计是基于待测脉冲TW与待测电容C成正比用于控制清零和显示，标准脉冲用于计数--译码--显示系统就可以得到电容量的数据。 一、设计目的 根据常用的电子技术知识，以及可获得技术书籍与电子文档，初步形成电子设计过程中收集、阅读及应用技术资料的能力；熟悉电子系统设计的一般流程；掌握分析电路原理、工程计算及对主要技术性能进行测试的常见方法；最终，完成从设计图纸到实物搭建的整个过程，并调试作品。 二、任务与要求 1.电容表测量范围10pF～9990 F，使用3 位数码管显示，可分为若干档位，每档的最小单位或倍率视档位而定。 2. 电路设有启动按钮、复位按钮。按启动按钮后，电路开始测试，测试结束，显示待测电容值。按击复位按钮，电路复位，准备下一次测试。 3. 电容测试值为档位倍率与3位数的乘积。 参考原理框图 图1- 原理框图 参考原理：采用间接法测量电容的容量。电容器的充电时间和其容量大小有关，容量大的电容需要的充电时间长；容量小的电容需要的充电时间短。当选定固定电阻后，充电时间就与电容容量大小成正比。利用电容这一特性，将被测电容的充电