基于单片机的智能RLC测试仪

Байду номын сангаас
５ ’ 万 ’
石 ５。
对于 每种 情况 ， 用 正 弦 信 号 发 生 器 产 号 ， １ Ｋ的 标 准 电阻 ， 电压 放 大 倍 数 为 ｘ １ 。 第 分 利 用 现 代 单 片机 技 术 ， 研 究 了基 于 单 片 生 两 个 正 弦 波 。 次 测试后 ， 上 层 根 据 相 位 的 正 负 判 断 被 机 的 智 能ＲＬ Ｃ测试 仪 ， 人 机 界 面 友好 、 操 作 以测 试 电 容 为 例 。 模拟产生２ 路 正 弦 信 测元件的类型 ： 相位差为 Ｏ 。 左右 ， 则 被 测元 方便 ， 具有十 分重要的意义 。 号： Ｒ ｓ 的 采样波 形为 。 。 （ ２ ｚ－ ）， 的 件 是 电 阻 ； 相位超前 ９ ０ ｏ 左右 ， 则 被 测 元 件
２ ． １利用 锁相环 （ Ｐ Ｌ Ｌ ） 技术 实现频 率合 成 琐 相 环频 率 合 成 的 基 本 原 理 如 （ 图５ ） 所 示， 其 中 鉴相 器（ Ｐ Ｄ） 、 环 路滤 波 器（ Ｌ Ｆ ） 和 压 压 降 为 ； 标 准 电阻为 凡 ， Ｂ 电 压 降 为 控 振 荡 器（ ｖｃ ｏ） 组 成 基本 琐 相 环 电路 。 其稳 ， 电路 中 电流 为 。 鉴 相 被 测 元 件 的 电压 降有 相 和 频 率 合 成 是 一 个 负 反 馈 的 过 程 。 效 值 为 ｕ， 标 准 电压 降 的有 效 值为
动 力 与 电 气 工 程
Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ ＆ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ ０ Ｌ ０ Ｇ Ｙ ． ２ ０ 。 １ ３ Ｎ Ｏ ． 。 ３ ４ ． Ｉ ｊ ２ 圆
基于单片机 的智能 Ｒ Ｌ Ｃ测试仪
赵 伟 光
（ 山东省 济宁 市技师学 院 山东济 宁 ２ ７ ２ ０ ０ ０ ）
为２ ＝ ２ ｚ ・ １ ０ ０ ・ １ ： ÷・ １ ０ ０ ０。 即 串联时
，
度 产 生 很 大影 响 。 当 Ｒ ＋Ｚ较 小 时 ， 模拟 开
关 的 导 通 电 阻 就 不 可忽 略 。 因此 ， 消 除导 通 电阻 对 电路 的影 响 十 分 重 要 。 测试 时 ， 系 统 默认 选 择 ｌ ｋ Ｈｚ 的测 试 信
曾感 性 ； 相位滞后 ９ ０ ｏ 左右 ， 则被测元件 曾
谐振 法和伏安 法 。 其 中 伏 安 法 又 有 固 定 轴 法 和 自由 轴 法 之 分 。 目前 ， 大 多 数ＲＬＣ 测试 仪 采 用 自 由轴 法 ， 测试精度高 、 速度快 。 本 设计没 有采用 以上方法 ， 而 是 采 用 了 更 先 进的“ 相 位 ＋有效 值 ” 的方法， 充 分 利 用 了现 代 单 片机 技 术 ， 体 现 了单 片 机 的 优 势 。 １ ． １相位 ＋ 有效 值测 量 设 串 联 电路 中被 测 元 件 的 阻抗 为 Ｚ， 电
．
念 ， 电子 测 量 仪 器 的 功 能 和 作 用 发 生 了 质
的变化。 纵 览 目前 国内 外 的ＲＬｃ 测试 仪 ， 硬 件电路往往比较复杂 ， 体积 比较 庞大 ， 不 便 携带 ， 而 且价 格 比较 昂贵 。 为 了研 究体 积 更 小、 功能强大 、 便 于 携 带 的 ＲＬ Ｃ测试 仪 ， 充
—
３ Ｉ － Ｖ 变换设计
由于 测 试 要 实现 自动 测 量 ， 因 此 标 准 电阻的切换显得 比较重要 。 标 准 电阻 的切 换 可 以 用 模 拟 开 关来 控 制 ， 模 拟 开 关 存 在 导 通 电 阻 和 漏 电流 ， 如 果 太 大 会 对 测 试 精
—
＝
—
＝
ｔ
一
１ Ｒ Ｌ Ｃ 测 试原理
ＲＬＣ 参数 的测量 方法 主要有 电桥法 、
采 样 波 形 为 ＂ ￣ ｓ ｉ ｎ （ ２ ‘ 孟） ， 这 样 满 足 幅 度 容 性 。 结 合 计 算 得 到 的被 测 元 件 的 阻抗 （ 或
关 系 和 相 位 超 前 ９ ０ 。 的关系， 模 拟 一 感 抗 、 容 抗） 选择合适 的测试 信号（ 测 大 电 感 、 大 电容 采用 １ ０ ０ Ｈｚ 的低 频 ； 测小 电感 、 小 个 周 期 的测 量 ， 则 被测 电容 为 １ ｕ Ｆ， 可见， 结 果 很 准确 。
摘 要： 本文 主要论 述 了基于凌 ？ ￣ Ｓ Ｐ Ｃ Ｅ ０ ６ １ Ａ 单 片机 的智能Ｒ Ｌ ｃ 测试 仪的设 计 ， 利 用单 片机对Ｒ、 Ｌ 、 ｃ 等参 数进行 测量 ， 可 以充分利 用单 片 机 的运 算和控 制功 能 ， 方便地 实现 测量 ， 使测量精 度得 到提 高。 同时 用软件程 序代替一 些硬 件测量 电路 ， 可在硬 件 结构不 变的情况 下， 修 改软 件 以增加 新的 功 能。 能 够很 好 的完成 对Ｒ Ｌ Ｃ 参数 的测量 ， 以满足现 代 测控 系统 的需要 。 关键 词 ： 单 片机 Ｓ Ｐ Ｃ Ｅ ０ ６ １ Ａ Ｒ Ｌ Ｃ 测试仪 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｐ ３ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ６ ７ ２ —３ ７ ９ １ （ ２ ０ １ ３ ） １ ２ （ ａ ） 一 ０ ０ ９ ９ 一 Ｏ １ 随 着微 电 子 技 术 、 计算机技术 、 软 件 技 １ ． ２ Ｒ Ｌ Ｃ参 数测 量方法 术 的 高 度 发 展 及 其 在 电子 测 量 技 术 与 仪 器 １ ０ ０ Ｈｚ 下 的阻 抗为 １ ０ ０ ０ ， Ｃ 的容抗 为 上的应用 ， 新的测试 理论 、 新 的测试方法 、 １ ５ ． ｙ ｃ ． １ ０ ｏ ｏ， 的 感 抗 新 的 测试 领 域 以及新 的 仪 器结构 不 断 出 ２ ２ｚ ｌ ０ Ｏ． １ ０ 。 。 疗 ， 目 Ｖ ∥ Ｌ 现， 在 许 多 方 面 已 经 冲 破 了 传 统 仪 器 的 概
２ 标准正弦信号的原理
电容 采 用 １ ｋ Ｈｚ 的高频） ， 进 行 第二 次 测 试 。 之后， 上 层 根 据 被 测 元 件 的 阻抗 （ 或感抗 、 容抗 ） 选 择 与 之 最 接 近 的 标 准 电阻 ， 进 行 第
三 次测 量 。 最后 ， 上 层 根 据 被测 元 件 的 电压 幅度， 控 制Ｐ ＧＡ１ ０ ３ ， 选 择 合适 的放 大倍 数 ， 进行重复测 量。