简易RLC测量仪的设计和实现 开题报告
简易电路测试仪开题报告
简易电路测试仪开题报告1. 引言电路测试仪是一种广泛应用于电子工程领域的仪器设备，用于检测和分析电路的各种参数和特性。
然而，市场上现有的电路测试仪价格昂贵，使用复杂，对于一般用户来说并不便捷。
因此，本项目旨在设计和制作一种简易电路测试仪，以降低成本，简化操作流程，方便非专业用户进行电路测试。
本文档将介绍开发该电路测试仪项目的背景、目标和计划。
2. 背景电路测试仪广泛应用于电子工程领域，用于测试和分析电路的各种参数，如电压、电流、频率等。
传统的电路测试仪器价格昂贵，操作复杂，通常只有专业电子工程师才能操作和理解测试结果。
对于一般用户来说，这些电路测试仪并不方便和实用。
3. 目标本项目的目标是设计和制作一种简易电路测试仪，以降低成本，简化操作流程，方便非专业用户进行电路测试。
具体目标包括：•成本降低：基于现有的低成本元器件和开源硬件平台进行设计和制作，降低制造和销售成本。
•操作简化：设计简单直观的用户界面，使非专业用户能够方便地进行电路测试，无需复杂的操作步骤。
•测试项目丰富：支持测试电路的各种参数和特性，如电压、电流、频率、电阻等，以满足不同用户的需求。
4. 计划本项目的开发将按照以下计划进行：第一阶段：需求分析和系统设计在第一阶段，我们将进行需求分析和系统设计，具体包括：1.调研市场需求：了解用户对电路测试仪的需求和期望。
2.确定技术要求：确定设计和制作电路测试仪所需的硬件和软件技术要求。
3.系统架构设计：设计电路测试仪的整体系统架构，包括硬件和软件部分。
第二阶段：硬件和软件开发在第二阶段，我们将进行硬件和软件的开发，具体包括：1.硬件开发：根据系统设计要求，选择适当的元器件并进行硬件电路的设计和制作。
2.软件开发：开发控制电路测试仪的软件程序，包括用户界面设计和功能实现。
第三阶段：测试和改进在第三阶段，我们将进行测试和改进，具体包括：1.功能测试：对开发的电路测试仪进行功能测试，确保各项功能能够正常工作。
简易RLC测试仪
简易RLC 测试仪【摘要】：本文介绍了一种通用的电阻、电感和电容的测量电路，基于伏安法测阻抗原理，采用自由轴法确定相位参考基准。
【关键字】：1.测量原理：简易RLC 测试仪是一种用来测量元件阻抗的仪器，阻抗的测量一般包括R 、L 、C 以及电感Q 值和电容耗散参数D 等参数。
本系统采用电压电流法电路，利用自由轴法来测量，其原理如下：图1.1（电压电流法电路）YX Z B 两端的电压U R 的关系如图2 1 2、U 3、U 4，便可以代入公式求阻抗Z X ，导纳Y X 。
341250i X B B R U U jU Z Z Z R j L U U jU ω+=⨯==+++ （1）120034111150R X i B B U U jU Y Y jX U Z U jU Z Y j C ω+=+=⨯==+++ （2） 由此得到1324221250B U U U U R Z U U +=-+ （3）14232212B U U U U Z L U U ω-=+ （4）1324022341B U U U U Y U U Z +=+ （5） 2314022341B U U U U X U U Z -=+ （6） 22000220050()(150)(50)Y X Y Y Y X -+=-+ （7）02200((150)(50))X C Y X ω=-+ (8) 14231324U U U U LQ R U U U U ω-==+ （9） 22000050()Y X Y Y D C X ω-+== （10） 从计算出的电抗的正负可以判断元件是容性还是感性。
2.方案设计论证：2.1系统的基本方案比较:2.1. 1方案一：用谐振法来测量，这个方案要求的激励信号的频率较高，适合高频元件的测量，一般用来测量电感和电容，以及Q值和D，不适合测量电阻。
而且测量的精度不是很高。
用电桥法来测量，这个方案是以电桥平衡原理为基础，有直流电桥和交流电桥，测量精度比较高，不过要反复调节电桥平衡，测量时间比较长，不易进行快速的自动测量。
简易RLC测量仪的设计与实现
感谢
•ห้องสมุดไป่ตู้
感谢老师在课题研究中所给予的帮助。
• 在论文完成过程中，还得到了实验室 老师和同学的热心帮助，本人向他们表示 深深的谢意！
• 最后向在百忙之中评审本文的各位老 师表示衷心的感谢！
测量Lx的电容三点式振荡电路
1 2 LC
测量范围：100µH～10mH
AT89S52单片机
• 频率计数； • 参数的计数； • 复位； • 送入显示。
系统的软件设计
•
主要是以单片机为核心，实现对频率计数，并通过频
率计算出相应的参数值，并送入显示。
主要流程图
N 是R键否 Y
测量电阻的程序
开始 初始化 显示0000 调显示程序 键盘扫描程序 N 是C键否
Y 测量电容的程序
N 是L键否 Y
测量电感的程序
总结
•
在做本次课程设计的过程中，我感触
最深的当属查阅大量的设计资料了。为了
让自己的设计更加完善，查阅这方面的设
计资料是十分必要。
• 其次，在这次课程设计中，我们运用 到了以前所学的专业课知识，如：C语言、 模拟和数字电路知识等。在学习的过程中 带着问题去学习，这是我做这次课程设计 的又一收获。
设计原理
• 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。通过单片机计数得出被测频率， 再通过该频率计算出各个参数。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。
RLC测量仪的示意框图
电路简化
RX
RC振荡电路
单片机
显示
CX
RC振荡电路
本科毕业论文答辩
简易RLC测量仪的设计与实现
单片机RLC测量仪参考论文
毕业论文论文题目简易RLC测量仪的设计和实现系别信息与电子信息工程专业电子科学与技术班级学号 1学生姓名指导教师（签名）完成时间年摘要在现代生产应用中，经常需要测定电阻、电容、电感的大小。
因此，设计一款可靠、便捷、人机界面友好的电阻、电容、电感测试仪具有十分重要的意义。
本系统是以单片机为核心而设计的电阻、电容、电感测试仪，即用对应的振荡电路将电阻、电容、电感转化为频率来实现各个参数的测量。
其中，测量电阻值和电容值的方法是将元器件接入555多谐振荡电路，产生相应的震荡脉冲，而同样的测量电感值是根据电容三点式产生相应的脉冲，随后将振荡脉冲送入单片机的计数端，通过定时并且计数可以计算出相应的频率，再通过该频率计算出被测参数。
本系统使用C语言编写程序软件，包括主程序模块、显示模块、电阻测试模块、电容测试模块和电感测试模块和测量类型选择模块。
主要用到的芯片有STC89C52,NE555，CD4052，其中STC89C52为主芯片，运用其计数和可编程计算的功能接收来自测试模块的脉冲并完成频率转换和计算，再将结果输出至显示模块；NE555芯片用于三个测试模块，即脉冲产生源；CD4052芯片则是用于测量类型的选择，即在电阻、电容、电感测试模块中选择。
电路中使用LM7805稳压管稳定电路电源。
经过测试，本系统总体上达到了对电阻、电容、电感的测试的基本要求，其所测参数也基本满足设计要求，具有较好的使用价值。
关键词：单片机；555多谐振荡电路；显示模块；电容三点式振荡Design of the RLC meterAbstractIn the modern application of procreative, the numerical value of the resistor, capacitor,and inductor are often needed to measure. Therefore, it is of great significance to design a reliable, convenient and friendly man-machine interface of resistor, capacitor, inductor tester .This system, tester of resistor, capacitor, inductor ,is based on single chip microcomputer. the corresponding oscillation circuit would convert the value of resistor, capacitor, inductor into frequency to realize each parameter measurement. Among that, the measuring method of resistance and capacitance value is accessing the component to 555 harmonic oscillation circuit then produce the corresponding shock pulse. In the same way, the pulse of measuring the inductance value is coming from oscillator circuit of three-point capacitance. The oscillation pulse is sended into single chip microcomputer count point and the corresponding frequency can be calculated through timing and counting the oscillation pulse. Finally,the value of RLC can be gained by calculating frequency.This system uses C language to write programs. All modules can be divided into main program module, display module, resistance testing modules, capacitors and inductors test module, and measurement type selection module. STC89C52 as the main chip in this system while NE555, CD4052 as the auxiliary chip. STC89C52 can realize counting and programming calculation function so it can receive pulse which is from testing modules and complete the frequency conversion and calculation. testing modules is made up of 555 multivibrator circuit,it also namely pulse source. CD4052 is used for choosing Measuring type,namely choose to test resistance, capacitors or inductors. stabilivolt circuit is make up of LM7805.After testing, the system overall met with the basic requirement of testing resistance, capacitance and inductance. The value it gained is also basically meet the design requirements.So it is great valuable.Keywords:single-chip microcomputer 555harmonic oscillation circuit module display module oscillator circuit of three-point capacitance目录第一章引言 (1)1.1 背景及意义 (1)1.2 国内外发展状况 (1)第二章系统的总体设计 (3)2.1 设计原理 (3)2.2 方案的比较 (3)第三章单元模块电路的设计 (7)3.1 系统框图 (7)3.2 控制模块 (8)3.3 电阻测量模块 (9)3.4 电容测量模块 (12)3.5 电感测量模块 (13)3.6 多路选择开关 (13)3.7 LCD12864液晶显示模块 (15)第四章软件设计 (17)4.1 主程序结构 (17)4.2子程序 (19)第五章系统的调试及误差分析 (22)5.1 测量结果 (22)5.2 结果分析 (22)第六章结束语 (23)6.1 设计总结 (23)6.2 结束语 (24)参考文献 (25)附录 (26)致谢 (26)第一章引言1.1 背景及意义随着电子行业的飞速发展，电子元器件的应用也越来越广泛。
电子设计大赛报告-基于自由轴法的RLC测量仪设计
摘要本设计以MSP430F149单片机为核心，由正弦波发生、信号电压提升、分压及差分放大等功能模块组成。
采用基于伏安法测阻抗的自由轴法，通过对待测阻抗Zx 和标准阻抗Zs 两端的电压精确采样计算实现了对电阻电容和电的高精度测量，同时也能对电感品质因数和电容损耗系数进行测量。
关键词：MSP430F149，自由轴法，测量，高精度 一、方案论证常用的RLC 参数的测量方法主要有电桥法、谐振法和伏安法三种。
电桥法具有较高的测量精度，被广泛采用，现已派生出许多类型。
但电桥法测量需要反复进行平衡调节，测量时间长，很难实现快速的自动测量。
谐振法要求较高频率的激励信号，一般不容易满足高精度的要求。
由于测试频率不固定，测试速度也很难提高。
伏安法是最经典的方法，它的测量原理来源于阻抗的定义。
即若已知流经被测阻抗的电流相量并测得被测阻抗两端的电压，则通过比率便可得到被测阻抗的相量。
显然，要实现这种方法，仪器必须能进行相量测量及除法运算。
本着扩大测量量程、提高测量精度的原则，我们采用了基于伏安法测阻抗的自由轴法。
二、总体思想自由轴法的基本思想是：待测阻抗Zx 和标准阻抗Zs 串联，严格要求被测参数矢量在X 、Y 坐标轴上投影准确正交，然后分别测出待测阻抗、标准阻抗两端的矢量电压Ux 和Us 在直角坐标X 、Y 轴上的分量，最后送入单片机经过四则运算即可求出最后结果。
本设计系统框图如图1所示。
信号发生电路产生的正弦波加在被测阻抗与标准阻抗上，分压后经过差分放大电路分别得到两阻抗上的电压值。
因为单片机只能正确采样0~5V 之间的电压，而输入的信号是正弦信号，因此在将其送入单片机之前进行电压提升，使正弦信号任意时刻的电位均大于或是等于0。
分压后的正弦信号送入单片机进行正交采样计算求得待测阻抗值，并显示结果。
矢量电压值分两次测量，先测量实部，然后测量虚部。
即在任一时刻采样得到信号瞬时值U1，然后经过1/4周期（相当于相移π/2）采样得到瞬时值U2，则可以得到21,21jU U U jU U U s x +=+= 其测量矢量图如图2所示。
RLC测量仪毕业设计开题报告
毕业设计（论文）开题报告题目名称：基于微处理器的电容电感测试系统的设计学院名称：电子信息学院班级：测控082学号：200800454216学生姓名：齐少鹏指导教师：贺焕林日期：2012-2-22目录1课题研究意义和目的 (1)2 国内外该方向研究现状及分析 (1)3 系统总体方案论证 (1)3.1方案比较 (1)3.2方案论证 (2)4系统硬件设计 (2)4.1 系统电路方框图及说明 (2)4.2 RC测量电路 (3)4.3 电容三点式振荡电路 (4)4.4 各部分测试电路 (4)5 系统软件设计 (5)5.1 主程序流程图 (5)5.2 测量子程序流程图 (6)6实施计划 (7)7系统拟解决问题 (7)8主要参考文献 (7)1.课题研究意义和目的目前，随着电子工业的发展，电子元器件急剧增加，电子元器件的适用范围也逐渐广泛起来，在应用中我们常常要测定电阻，电容，电感的大小。
另外，随着测量技术的飞速发展以及人们对电参数的测量精度要求的提高，目前教学实验中普遍采用的数字式万用表已不能满足测量要求，因此设计可靠，安全，便捷，测量精度更高的电阻，电容，电感测试仪具有广泛的使用价值和应用前景。
在目前的生产制造业中,与传统的手动交流电桥相比,数字LRC阻抗测量仪因其测量性能稳定可靠,无需进行反复的、复杂的手动平衡,还可以减少测量误差和结果计算,故已被越来越多地被应用于交流阻抗参数的测量。
要保证LRC阻抗测量仪测量准确度,对其性能的考核就显得尤为重要。
2.国内外研究现状及分析当今电子测试领域，电阻，电容和电感的测量已经在测量技术和产品研发中应用的十分广泛。
国内外电阻、电容和电感测试发展已经很久，方法众多，常用测量方法如下。
1.电阻测量依据产生恒流源的方法分为电位降法、比例运算器法和积分运算器法。
比例运算器法测量误差稍大，积分运算器法适用于高电阻的测量。
2.传统的测量电容方法有谐振法和电桥法两种。
前者电路简单，速度快，但精度低；后者测量精度高，但速度慢。
RLC测试课程设计实验报告-V1
RLC测试课程设计实验报告-V1RLC测试课程设计实验报告1. 实验目的：本次实验的主要目的是让学生通过实践操作，了解RLC电路的基本性质和特点，掌握RLC电路参数的测试和计算方法。
2. 实验器材和材料：实验器材：RLC电路板、万用表、示波器。
实验材料：电阻、电容、电感等元器件，导线等。
3. 实验内容：3.1 RLC电路参数的测试通过改变电阻、电容和电感器件的数值，分别测量电路中电流的大小、电压的值和相位差等参数，并记录下相应的数据，以便后续的分析和计算。
3.2 RLC电路的特性曲线测量将电路板连接上示波器，通过调整电阻、电容和电感的数值，测量电路的谐振频率、带宽和品质因数等参数，并绘制出相应的特性曲线，以便更直观地观察电路的工作状态和特点。
3.3 电路参数的理论计算根据RLC电路的数学模型和理论公式，推导出电路参数的计算公式，并结合实验数据进行计算和比较，以便更深入地了解RLC电路的部分工作原理和特性。
4. 实验结果：通过本次实验，我们深入了解了RLC电路的基本性质和特点，并熟练掌握了RLC电路参数的测试和计算方法。
同时，我们也能够通过实验数据和特性曲线来观察电路的工作状态和特点，从而更深入地了解RLC 电路的工作原理和应用范围。
5. 实验结论：RLC电路是一种常见的基本电路，其具有许多独特的性质和特点，RLC 电路参数的测试和计算方法也是非常重要的。
通过本次实验，我们已经深入了解RLC电路的基本性质和特点，并熟练掌握了RLC电路参数的测试和计算方法。
同时，我们也可以通过实验数据和特性曲线来观察电路的工作状态和特点，从而更深入地了解RLC电路的工作原理和应用场景，这对我们今后的电路分析和设计工作都将非常有帮助。
论文开题：简易lcr测试仪的设计
论文开题：简易LCR测试仪的设计论文开题：简易LCR测试仪的设计论文开题：简易LCR测试仪的设计:2013-9-18 12:08:27大学本科毕业论文(设计)开题报告学院：信息科学与工程学院专业班级：电子信息工程A班课题名称简易LCR测试仪的设计1、本课题的的研究目的和意义：本毕业设计希望通过对电阻\电容\电感测试仪的设计来培养综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力，系统的掌握单片机的开发设计过程，强化实际应用技能训练，为今后开展单片机应用系统的设计和开发打下初步的基础。
台式ＬＣＲ测试仪有着较高的测量精度，可达０．０１％，并且有ＲＳ２３２串口数据传输功能和数据存储功能，可以方便的将用户的测量数据传送到ＰＣ上，方便对数据的整理与记录和与其他测量仪的连接。
但是耗电较高，携带操作不方便，对使用环境的要求也较高。
手持式的ＬＣＲ测试仪可以摆脱使用环境的束缚，又有着较高的测量精度和测量速度，可以满足实时测量的要求。
嵌入式微处理器给嵌入式测量设备提供了可能，由于它体积小，功耗低，操作控制简单，使其可以在各种嵌入式平台中充分发挥作用。
通过利用微处理器芯片实现的嵌入式测量设备在实际生产和实践中有着极大的优越性，不但可以保证相应的测量精度，而且因为具有体积小，功耗低的特点使其在各个环境中都可以发挥作用，方便了生产生活。
基于微处、量程切换和微处理器控制电路，以及数字显示电路。
对于谐振法的计算方法进行严密推倒，分析电子线路实现时可能造成的误差，通过软件编程进行误差修正，以及软件编程对本仪器精度的影响。
在解决谐振频率不稳定以及测量速度慢的问题上提出个人的设计方案整个设计内容包括设计并画出全部硬件电路图和详细的程序流程图，着重描述系统的程序流程和算法以及程序设计要点。
成果形式将以成品（手持LCR测量仪）和论文的形式展现。
4、拟解决的关键问题：谐振法要求较高频率的激励信号和不固定的测试频率，基于微处理器的LCR谐振法测量电阻、电感、电容值的方案，将受到测量速度和测量精度两个难点。
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设计（论文）题目
简易RLC测量仪的设计和实现
本课题国内外研究动态及意义：
一、课题研究动态
早在1997年，中国航空工业总公司就研究出一种测量电阻、电容、电感的方法——等电位隔离方法，用于对在线的电阻、电容、电感元件实行等电位隔离。
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。例如使用传统的阻抗法、Q表、电桥平衡法等方法测试RLC的过程中不够智能而且仪器体积笨重、价格昂贵，同时对外界的要求很高，测试操作过程中需要调很多参数，对初学者来说很不方便。当今社会，虽然对RLC的测试已经很成熟了，但是在操作方面，特别是智能化方面有待提高。充分利用现代单片机技术，研制出一种价格便宜和操作简单、自动转换量程、体积更小、功能强大、便于携带、人机界面友好的智能RLC测试仪，具有十分重要的意义。
拟解决的主要问题：
1.振荡电路的起振、干扰和波形处理的问题
2.BJT的选择问题。BJT的放大倍数不够则电路起振较难，不利于测试，具体BJT的选择需要靠实际测试确定。
3.振荡频率和晶振频率的选择问题。要考虑到振荡频率不能超过单片机的计数最高频率。
毕业设计(论文)研究方法、步骤及措施：
研究方法：
查找相关资料，设计满足要求的电路，选择合适的电子元器件完成硬件制作；结合硬件设计用C语言编程，编程过程中可查阅相关资料，文献等，可进行多次调整，直到设计达到最佳状态。
[8]王恩贵.采用单片机的便携式LRC参数测试仪.国外电子测量技术.2008年第10期.
[9]李华等．MCS-51单片机实用接口技术[M]．北京航空航天大学出版社．
[10]周民德.微机原理与接口技术.北京：人民邮电出版社，2002.
[11]黄川.智能电阻、电容、电感测试仪设计[J].科技资讯.2009.08.
[5]刘军,李智.基于单片机的高精度电容电感测量仪[J].国外电子测量技术,2007,26(6): 48-51.
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[14]陈尚松,雷加,郭庆.电子测量与仪器[M].北京:电子工业出版社,2005.
[15]韦以明.基于传感中低Q电感的测量[J].现代电子技术,2007,1(11):138-140.
本设计是基于STC89C52单片机控制的简易RLC测量仪，它充分利用单片机的运算和控制功能，把被测参数通过转换电路变成直流电压或者频率后进行测量，然后通过单片机运算出R、L、C的值，并送至显示器显示。其测量结果相对于传统的测量方式更简单可靠。
毕业设计(论文)研究内容、拟解决的主要问题：
内容：
本设计以STC89C52为核心开发了基于单片机的RLC测量仪。本设计所采用的参数测量方法是基于振荡器原理，通过将被测元件接入振荡电路中，产生振荡频率输出，采用测频率方法间接获得被测参数的值，本设计分为振荡电路和测频电路两个主要部分。
步骤：
1．根据设计测量范围和准确度要求，设计电阻、电容和电感的震荡电路及其测频电路。通过理论分析和计算，选择电路参数。
2．查找相关资料,确定研究方案，根据操作功能要求，确定键盘控制功能。
3．按设计要求编程实现频率转换成所需参数，确定显示位数、指软件的编写及调试。
是否可以进入设计（论文）研究：
可以进入设计（论文）研究
指导教师签名：
2014年3月22日
是否可以进入设计（论文）研究：
可以进入设计（论文）研究
教研室(系、研究所)主任签名：
2014年3月24日
二、课题研究意义
传统的RLC参数测量的方法种类很多，例如：直接用欧姆表测量电阻，或者对电阻两端施加一定的电压，利用电流表测得流过的电流值，再按照欧姆定理计算出电阻值；而对电感或电容的测试采用测量阻抗角和负阻抗，然后利用数学公式计算出电容和电抗的参数。此外还可以采用过渡过程分析方法，此方法用于计算含有储能元器件L、C的电路的时间常数，因研究的是一个电路从一个稳态过渡到另一个稳态，此方法涉及到初始值稳态值等数据。算出时间常数 ，由于电路中使用已知的固定的电阻，所以可以通过公式 ， 计算得出电抗参数。在要求测试准确度高的情况下还可以采用交流电桥法，通过调整已知参数使得电桥达到平衡，读出电感或电容值。以上方法必须采用手工操作，而且有些方法需要测量多个数据，再进行人工计算，准确度不大，且太费时费力。在这种情况下，数字式的RLC测量仪应运而生。
6．完成论文写作、修改定稿、准备答辩。
主要参考文献：
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