高精度智能电阻测量仪课程设计
电阻在线测量仪课程设计
电阻在线测量仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解电阻的定义，掌握影响电阻大小的因素；2. 学生能够掌握欧姆定律，并运用其进行电路分析；3. 学生能够了解并描述电阻在线测量仪的工作原理及其在实践中的应用。
技能目标：1. 学生能够正确使用电阻在线测量仪进行测量，并准确读取数据；2. 学生能够根据测量数据，运用欧姆定律进行简单电路的分析和计算；3. 学生能够通过实际操作，提高动手能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对物理学产生兴趣，认识到其在现实生活中的重要性；2. 学生在实验过程中，学会团队合作和互相尊重，培养良好的科学态度；3. 学生通过学习电阻在线测量仪的使用，增强实践操作的安全意识，培养严谨的学术品质。
课程性质：本课程属于物理学科，以实验和实践为主，结合理论知识，培养学生的实际操作能力和问题解决能力。
学生特点：学生为八年级学生，具备一定的物理知识基础，对实验操作感兴趣，但可能对理论知识掌握程度不一。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，鼓励学生动手操作，强调安全意识，引导学生主动探究，提高学生的物理素养。
通过具体的学习成果分解，使学生在课程结束后能够达到上述课程目标。
二、教学内容1. 理论知识：- 电阻的定义和单位；- 影响电阻大小的因素；- 欧姆定律及其应用；- 电阻在线测量仪的工作原理。
2. 实践操作：- 使用电阻在线测量仪进行测量；- 读取电阻测量数据；- 应用欧姆定律进行简单电路分析；- 安全意识和实验操作规范。
教学大纲：第一课时：电阻的定义和单位，影响电阻大小的因素。
第二课时：欧姆定律及其应用，电阻在线测量仪的工作原理。
第三课时：实践操作，使用电阻在线测量仪进行测量，读取数据。
第四课时：应用欧姆定律进行简单电路分析，总结实验结果。
教学内容安排和进度：1. 前两课时：讲解理论知识，让学生理解电阻的概念，掌握欧姆定律；2. 第三课时：实践操作，让学生亲身体验电阻测量过程，提高动手能力；3. 第四课时：巩固理论知识，将实践与理论相结合，进行电路分析。
数字电阻测试仪课程设计
数字电阻测试仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解数字电阻测试仪的基本工作原理，掌握其操作步骤。
2. 学生能够掌握电阻的单位、换算及测量方法，并运用数字电阻测试仪进行准确测量。
3. 学生能够了解电阻在电路中的作用及其影响。
技能目标：1. 学生能够熟练操作数字电阻测试仪，进行电阻的测量和记录。
2. 学生能够运用所学的知识，分析和解决实际电路中与电阻相关的问题。
3. 学生能够通过实验报告和口头表达，准确描述测量过程和结果。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对物理实验的兴趣和热情，增强对科学探究的积极性。
2. 学生培养严谨、细致的实验态度，注重团队合作，遵守实验操作规程。
3. 学生能够认识到物理知识与现实生活的紧密联系，提高学以致用的意识。
课程性质：本课程为物理实验课，通过数字电阻测试仪的使用，让学生在实际操作中掌握电阻的测量方法，提高实验技能。
学生特点：初三学生已具备一定的物理知识基础和实验操作能力，对实验课有较高的兴趣。
教学要求：注重理论与实践相结合，关注学生的操作技能和问题解决能力的培养。
通过课程目标分解，使学生在课程学习过程中达到预期学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 数字电阻测试仪的原理与使用：- 介绍数字电阻测试仪的工作原理、结构及其功能。
- 学习操作步骤，包括开机、测量、数据处理和关机。
2. 电阻的测量方法：- 掌握电阻的单位和换算方法。
- 学习用数字电阻测试仪测量电阻的实验步骤，了解不同测量范围和精度。
3. 实验操作与数据处理：- 安排实验，让学生动手操作数字电阻测试仪，进行电阻测量。
- 学习如何处理实验数据，包括误差分析、数据记录和结果报告。
4. 电阻在电路中的应用：- 分析电阻在电路中的作用，探讨电阻对电路性能的影响。
- 结合实例，让学生了解电阻在实际电路中的应用。
教学内容依据课本章节进行组织，具体安排如下：- 教材章节：第三章《电阻的测量》- 教学进度：共4课时，每课时45分钟。
高精度智能电阻测量仪课程设计
电子线路课程设计报告设计课题：高精度智能电阻测量设计时间：2015年3月9日—2015年5月15日高精度智能电阻测量仪一．设计任务与设计指标要求设计说明：电阻是常用的电子元件，某些材料的直流电阻需要精确的测量。
利用欧姆定律设计一台电阻测量仪，显示被测量材料的直流电阻阻值。
基本部分1、测量电阻范围：2～20欧姆，20～200欧姆，200～2K，2K～20K，用按钮切换量程。
2、测量精度：1%3、要求测量结果显示稳定3位有效数字（可用数字万用表的电压档当作显示终端）发挥部分1、测量电阻范围：可测量最小1欧姆的电阻2、测量精度：0.5%3、要求测量结果显示稳定4位有效数字二．元器件清单元件类型型号主要参数数量备注基准稳压源TL431稳压值Uz=2.5V1个负载电流1—100mA集成运放LM358单电源（3—30V）1个偏置电流为45nA 限流电阻R12KΩ1个滑线变阻器1R2最大阻值为50KΩ1个滑线变阻器2R3最大阻值为10KΩ1个滑线变阻器3R4最大阻值为500Ω1个滑线变阻器4R5最大阻值为100Ω1个滑线变阻器5R6最大阻值为1KΩ1个定值电阻R7、R8470KΩ2个定值电阻R9—R12510Ω4个定值电组R13—R191KΩ7个电容C1、C20.1uF2个PNP三极管85501个用于恒流源NPN三极管80504个做驱动A/D转换芯片MC14433电源电压为±4.8V—±8V1片基准源MC1403输出电压值：2.475V～2.525V1片译码驱动器HEF4511BP 电源电压范围：5—15V1片译码驱动四位一体共阴数码管ARKSR420561N1个拨码开关S1—S44个导线电路板三．系统总体框图我们所设计的智能电阻测量仪主要由四个部分组成：集成运放芯片LM358及可控精密稳压源TL431构成了恒流源部分，高精度A/D转换芯片MC14433及基准电压源MC1403构成了电压采样转换部分，译码驱动器CD4511及以四个三极管组成的位驱动阵列形成了译码驱动部分，四位一体共阴数码管构成了显示部分。
电阻测试仪labview课程设计
电阻测试仪labview课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解电阻测试仪的基本原理，掌握LabVIEW软件的基本操作；2. 学生掌握电阻测试仪与计算机的通信连接方法，了解数据采集与处理的基本流程；3. 学生了解电阻的测量方法，掌握不同电阻值与测量结果的对应关系。
技能目标：1. 学生能够运用LabVIEW软件设计并搭建电阻测试仪的虚拟仪器程序；2. 学生能够运用所学知识对电阻进行准确测量，并处理实验数据；3. 学生能够通过实验操作，提高动手能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对物理实验的兴趣，激发探究精神和创新意识；2. 学生树立严谨的科学态度，遵循实验操作规范，养成良好的实验习惯；3. 学生培养团队合作精神，学会与他人沟通交流，共同完成实验任务。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在通过实际操作，让学生掌握电阻测试仪的使用和LabVIEW软件编程。
学生特点：学生具备一定的物理知识基础和计算机操作能力，对实验操作有较高的兴趣。
教学要求：教师需引导学生掌握基本原理，注重实验操作技能的培养，同时关注学生的情感态度价值观培养，使学生在实践中提高综合素养。
教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 电阻测试仪原理及操作- 介绍电阻测试仪的工作原理、仪器结构及功能；- 指导学生进行电阻测试仪的硬件连接与基本操作。
2. LabVIEW软件基础- 概述LabVIEW软件的功能、特点及界面；- 传授LabVIEW编程的基本方法，如数据类型、控制结构、图形编程等。
3. 虚拟仪器程序设计- 指导学生利用LabVIEW设计电阻测试仪的虚拟仪器程序；- 解析程序框图，讲解数据采集、处理、显示与保存等模块。
4. 实验操作与数据处理- 安排实验任务，指导学生进行电阻测量实验；- 教授实验数据处理的技巧，如数据筛选、误差分析等。
5. 教学内容的进度安排- 第一周：电阻测试仪原理及操作；- 第二周：LabVIEW软件基础；- 第三周：虚拟仪器程序设计；- 第四周：实验操作与数据处理。
最新智能电阻、电容和电感测试仪的设计
南昌工程学院毕业设计(论文)信息工程学院系（院）通信技术专业毕业设计（论文）题目智能电阻、电容和电感测试仪的设计学生姓名班级学号指导教师完成日期2010 年 6 月19 日智能电阻、电容和电感测试仪的设计Smart resistors, capacitors and inductors Test Instrument总计毕业设计（论文） 27 页表格 1 个插图 12 幅摘要本文先对设计功能及要求进行了阐述，然后提出要完成该功能的设计方案，最后会对电阻，电容，电感的测试进行设计。
本设计是利用AT89C52芯片的单片机来实现测试的，其中电阻和电容是采用555多谐振荡电路产生的，而电感则是根据电容三点式产生的，从而实现各个参数的测量。
这样，一方面测量精度较高，另一方面便于使仪表实现智能化。
关键词：AT89C52芯片555多谐振荡电路电容三点式AbstractThis paper first to design function and requirement are expounded, then puts forward to finish the design scheme of the function, and finally to resistance, capacitance and inductance. This design is used to realize the AT89C52 chip microcontroller test, resistor and capacitor is used at 555 resonance swings, which is produced by the inductance circuits are produced according to SanDianShi capacitance, thus realize each parameter measurement. So, on the one hand, the measurement precision, on the other hand to make intelligent instrument.Key words：AT89C52Chip;555 resonance swings circuit; SanDianShi capacitance目录摘要 (I)Abstract (I)引言 (1)第一章设计要求及结构 (2)1.1 设计要求 (2)1.2 系统的总体结构 (3)第二章系统硬件电路及芯片介绍 (4)2.1 AT89C52单片机 (4)2.2 555多谐振荡电路 (6)2.2.1 555电路的工作原理 (7)2.2.2 利用555芯片构成多谐振荡器 (8)2.3 电容三点式振荡电路 (9)2.4 按键电路 (9)第三章硬件电路测量 (12)3.1 电阻测量电路 (12)3.2 电容测试电路 (13)3.3 电感测试电路 (14)第四章程序总体模块 (15)总结 (17)参考文献 (18)附录一 (19)附录二 (21)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。
电阻测试仪课程设计
电阻测试仪 课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电阻的基本概念，掌握电阻的单位和常见电阻值范围。
2. 学生能掌握电阻测试仪的原理、操作步骤及使用注意事项。
3. 学生能通过实际操作，学会测量电路中电阻值，并正确读取数据。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，正确连接电路，进行电阻测试实验。
2. 学生能通过实际操作，掌握电阻测试仪的使用方法，提高实验操作能力。
3. 学生能分析实验数据，解决实际电路问题。
情感态度价值观目标：1. 学生对物理实验产生兴趣，培养探索精神和动手能力。
2. 学生在实验过程中，树立安全意识，养成严谨的科学态度。
3. 学生通过合作实验，培养团队协作能力和沟通能力。
课程性质：本课程为物理实验课，通过实际操作，让学生掌握电阻测试仪的使用，加深对电阻概念的理解。
学生特点：学生处于初中阶段，已具备一定的物理知识基础，但实验操作能力有待提高。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调实验操作的规范性和安全性，提高学生的实验技能和数据分析能力。
通过课程目标的分解，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容本节课主要依据教材中关于电阻的章节内容，组织以下教学大纲：1. 理论知识：- 电阻的定义、单位及符号；- 电阻的常见类型和影响电阻大小的因素；- 电阻测试仪的原理和分类。
2. 实践操作：- 电阻测试仪的使用方法和操作步骤；- 连接电路，进行电阻测试实验；- 读取、记录实验数据并进行分析。
3. 教学内容安排与进度：- 第一课时：讲解电阻的基本概念、单位及符号，介绍电阻测试仪的原理和分类；- 第二课时：演示电阻测试仪的使用方法，指导学生进行实践操作；- 第三课时：学生分组进行电阻测试实验，教师巡回指导，解答疑问；- 第四课时：分析实验数据，讨论实验结果，总结电阻测试仪的使用技巧。
4. 教材章节及内容：- 教材第章节：电阻的基本概念；- 教材第章节：电阻测试仪的原理与使用；- 教材第章节：实验数据分析和处理。
基于单片机的高精度电阻电感电容测量仪器的设计
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ABSTRACTThe 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: V oltage 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x R 与标准电阻1R 的串联电路中加一直流电压V,AD 采样得到Rx 上电压X V ,则测量电阻为:Xx x R V V R V -= (1) 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:cj 1X C w = (2) wL j X L = (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:）（...U jw L LX LX U RU -=⋅ (4)jwC1jwC 1U U ..CX +=R (5) 电容: jwR 1C ..-=CXU U(6)测量Q 值时,加入交流信号测量出电感Q 值L jw R Z 1S 1+= (7)L jw R Z 2S 2+= (8)两个方程联立,求得电感2-12212W W -L 22z z = (9) 2-122121s W W -jw R 22z z -=Z (10) S R L Q jw = (11)1Z 为电感在电路中角频率为1w 的等效阻抗,2Z 为电感在电路中角频率为2w 的等效阻抗,L 为电感量,S R 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.为此,我们在该设计中采用MAX038单片压控函数发生器[3-4]产生高精度的正弦波信号,同时输出缓冲器采用了运算放大器,为保证波形精度采用了闭环深度负反馈方式,无失真的放大正弦信号.3.系统方案3.1系统总体方案设计与结构框图本电路由电源模块、正弦信号发生器、标准电阻和电感或电容串联分压电路、多路开关、电压跟随器、高精度交流/有效值转换、A/D 转换、单片机、液晶显示、键盘等模块组成.系统主要模块流程图如图1所示:图1系统流程图3.2方案设计与论证3.2.1电阻电感电容测试采样模块电阻电感电容测试采样模块的设计方案有很多,例如利用纯模拟电路来实现、电阻可用比例运算器法、电容可用恒流法和比较法、电感可用时间常数法和同步分离法等.方案一利用纯模拟电路虽然避免了编程的麻烦,但是电路复杂,所用的元器件较多,制作较麻烦并且测量精度低,调试困难,现已很少使用.方案二可编程序控制器(PLC）应用广泛,它能够非常方便的集成到工业控制系统中.可编程控制器速度快,体积小,可靠性和精度都比较好,在此系统中可以使用PLC对硬件进行控制,但是PLC的价格相当昂贵,因而成本过高,应用于要求比较高的场合.方案三利用震荡电路与单片机结合利用555多谐振荡电路将电阻、电容转化为频率,而电感则是根据电容三点式电路也转化为频率,这样就把模拟量近似转化为数字量了,而频率是单片机很容易处理的数字量,该方案测量精度较高,易于实现仪表的自动化,而且单片机构成的系统可靠性高,硬件的描述完全可用软件来实现,成本低.但由于必须采用大量地倍频、分频、混频和滤波环节,导致结构复杂、体积大、成本高并且难以达到较高的频谱纯度而使测量误差加大,外围电路非常复杂.且不符合需要一个独立信号发生器的要求.方案四电压比例法采用与标准电阻相比较的的方法,其原理是在待测原件与标准原件的串联电路中加以电流I，这样被测元件与标准元件上得到的电压分别为Vx与Vi;通过计算得出被测值,此方法精度高,需要一个具有输出频率稳定的信号源来提供激励.本设计采用此方案. 3.2.2正弦信号发生器模块正弦信号源发生器模块是决定系统误差的重要部分,要求有稳定的频率,另外为了测试系统的可靠性还要求正弦信号发生器的频率和电压具有可调性,本系统要求频率范围1HZ～1MHZ,电压大于5V.方案一 555信号发生器采用555信号发生器制作的发生器,其外围电路较复杂.这种方法能实现快速频率变换,具有低噪声以及所有方法中最高的工作频率.但由于必须采用大量地倍频、分频、混频和滤波环节,导致结构复杂、体积大、成本高并且难以达到较高的频谱纯度而使测量误差加大.方案二单片机信号发生器[5]使用单片机编程实现正弦波的产生简单易行.可以在外围电路不变的情况下通过程序来改变输出电压的幅值和频率.由于输出的是数字信号,可以做得很高,产生的信号精度及其性价比比较高,集成度也高并且需求电压低,功耗低.方案三 DDS信号发生器[6]利用直接合成DDS芯片的函数发生器,能产生任意波形并能达到很高的频率并且频率的稳定性比较好.但成本较高,主要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益与灵敏度等.按不同的性能与用途分为低频信号发生器、高频信号发生器、频率合成式信号发生器等.方案四 MAX038信号发生器MAX038是MAXIM公司生产的一个只需要很少外部元件的精密高频波形产生器，他能产生准确的高频正弦波、三角波、方波。
电阻测试仪课程设计
电阻测试仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电阻测试仪的基本原理，掌握电路中电阻的测量方法。
2. 学生能掌握电阻的单位换算，正确读取电阻测试仪的数据。
3. 学生能了解电阻在电路中的作用，认识到电阻对电路性能的影响。
技能目标：1. 学生能正确使用电阻测试仪进行测量，熟练完成实验操作。
2. 学生能通过实际操作，提高动手能力，培养实验操作的规范性和准确性。
3. 学生能运用所学知识解决实际电路问题，具备一定的故障排查能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对物理实验产生兴趣，提高学习积极性，养成探究问题的良好习惯。
2. 学生认识到电阻测试仪在实际应用中的重要性，培养实用主义精神。
3. 学生通过小组合作，培养团队协作意识，增强沟通与交流能力。
本课程针对初中物理教学，结合学生年龄特点和认知水平，以实践操作为主，注重培养学生的动手能力和实际应用能力。
课程目标具体、可衡量，旨在帮助学生掌握电阻测试仪的使用方法，提高实验技能，同时激发学生的学习兴趣，培养实用主义精神和团队协作意识。
后续教学设计和评估将围绕这些具体学习成果展开。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 电阻测试仪原理与使用方法：- 电阻的定义及单位- 电阻测试仪的工作原理- 电阻测试仪的使用步骤和注意事项教学大纲：首先回顾电阻的基本概念，引导学生学习电阻测试仪的工作原理，通过实际操作演示和练习，使学生熟练掌握电阻测试仪的使用方法。
2. 电阻测量实验：- 电路连接方法- 电阻测量操作- 数据读取与记录教学大纲：按照教材实验要求，组织学生进行分组实验，让学生在实践中掌握电路连接、电阻测量和数据读取等操作。
3. 电阻应用与故障排查：- 电阻在电路中的作用- 电阻故障分析- 故障排查方法教学大纲：通过案例分析，让学生了解电阻在电路中的应用和影响，学习电阻故障分析方法，培养学生实际操作中的故障排查能力。
教学内容依据课程目标进行选择和组织，注重科学性和系统性。
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电子线路课程设计报告设计课题：高精度智能电阻测量设计时间：2015年3月9日—2015年5月15日高精度智能电阻测量仪一．设计任务与设计指标要求设计说明：电阻是常用的电子元件，某些材料的直流电阻需要精确的测量。
利用欧姆定律设计一台电阻测量仪，显示被测量材料的直流电阻阻值。
基本部分1、测量电阻范围：2～20欧姆，20～200欧姆，200～2K，2K～20K，用按钮切换量程。
2、测量精度：1%3、要求测量结果显示稳定3位有效数字（可用数字万用表的电压档当作显示终端）发挥部分1、测量电阻范围：可测量最小1欧姆的电阻2、测量精度：0.5%3、要求测量结果显示稳定4位有效数字二．元器件清单元件类型型号主要参数数量备注基准稳压源TL431稳压值Uz=2.5V1个负载电流1—100mA集成运放LM358单电源（3—30V）1个偏置电流为45nA 限流电阻R12KΩ1个滑线变阻器1R2最大阻值为50KΩ1个滑线变阻器2R3最大阻值为10KΩ1个滑线变阻器3R4最大阻值为500Ω1个滑线变阻器4R5最大阻值为100Ω1个滑线变阻器5R6最大阻值为1KΩ1个定值电阻R7、R8470KΩ2个定值电阻R9—R12510Ω4个定值电组R13—R191KΩ7个电容C1、C20.1uF2个PNP三极管85501个用于恒流源NPN三极管80504个做驱动A/D转换芯片MC14433电源电压为±4.8V—±8V1片基准源MC1403输出电压值：2.475V～2.525V1片译码驱动器HEF4511BP 电源电压范围：5—15V1片译码驱动四位一体共阴数码管ARKSR420561N1个拨码开关S1—S44个导线电路板三．系统总体框图我们所设计的智能电阻测量仪主要由四个部分组成：集成运放芯片LM358及可控精密稳压源TL431构成了恒流源部分，高精度A/D转换芯片MC14433及基准电压源MC1403构成了电压采样转换部分，译码驱动器CD4511及以四个三极管组成的位驱动阵列形成了译码驱动部分，四位一体共阴数码管构成了显示部分。
其所运用的基本原理是欧姆定律，通过采样待测电阻两端的电压并将结果在数码管上显示出来，则所测得的电阻阻值即为显示值与对应设定的电阻档位的倍率乘积。
四．设计方案论证及分析1.恒流源1.1恒流源的设计集成运算放大器采用LM358，内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。
它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
直流电压增益高(约100dB)、单位增益频带宽(约1MHz)、电源电压范围宽：单电源(3—30V)。
输入偏置电流45nA。
稳压二极管采用集成芯片TL431，它是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准电压源。
其输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从VREF （2.5V）到36V范围内的任何值，典型稳压值为2.5V。
该器件的典型动态阻抗为0.2Ω，在很多应用中可以用它代替齐纳二极管，例如，数字电压表，运放电路、可调压电源，开关电源等等。
电压参考误差：±0.4％，低动态输出阻抗，典型值0.22Ω，负载电流范围：1.0mA—100.0mA。
只需设计一个恒流源，用四个滑线变阻器调节控制输出四种不同的电流（关于滑线变阻器及限流电阻的阻值见后面分析部分）。
由于所需最大电流为100.0mA,故只需用一个PNP三极管就行了。
PNP三级管选择8550，它是一种小功率的普通PNP型硅管，集电极电流Ic最大值为-500mA，集电极-发射极电压为-30V，集电极-基电压为-40V，发射极-基极电压为-5V，耗散功率0.625W。
1.2恒流源的参数分析根据课题要求的测量电阻范围为：2Ω～20Ω、20Ω～200Ω、200Ω～2KΩ、2K～20KΩ。
那么就需要设置四种不同的电阻档位倍率，即：⨯10、⨯100、⨯1K、⨯10K。
鉴于电阻测量有四个档位，我们最终做出的恒流源可以利用四种不同阻值的滑线变阻器来调节产生对应的四种不同的电流，分别为100mA,10mA,1mA，0.1mA,对应的上面的四种不同的电阻档位，这样使得当对待测电阻施以恒定的电流时，在其上产生的电压范围始终在0.2V～2V之间，使得后面的部分能正常高效工作，从而可以得到比较好的结果。
而根据计算最终可将恒流源的供电电压设置为+6V,同时考虑到实验测试仪器的限制就需要把MC14433芯片的的供电电压设置为±6V,CD4511芯片的供电电压也设置为+6V。
电流源电路的稳压二极管用可控精密稳压源TL431产生2.5V 的稳压值，从而使恒流源可以产生上述所要求的特定电流值，由于要求精度较高，而精度主要取决于电流源的精度，故此还要尽量把电流源电路的精度设计的较高些。
假设取电源电压VCC =+5V时，由于TL431的基准稳压值为UZ=2.5V，根据LM358的特性，那么其同相端对地电压为：U+=U—=VCC—VREF=5V—2.5V=2.5V，且I+=I—≈0，根据TL431负载电流范围是1mA—100mA，那么通过R1的电流范围是：1mA —100mA，则R1的范围是：25Ω～2.5KΩ。
设三极管三个极上对地的电压分别为：UE 、UB、UC、则UE=2.5V。
又根据待测电阻范围，需设计四个量程档位，即：2Ω～20Ω、20Ω～200Ω、200Ω～2KΩ、2K～20KΩ，那么对应档位的电流分别为：100mA,10mA,1mA，0.1mA。
也就是说待测电阻的范围是：0.2V—2V，三极管正常工作，处于放大状态，则有：UEB=0.7V，U EC ≥0.7V，则U C =U RX ≤2.5V-0.7V=1.8V＜2V。
这样也许不能完全达到设计要求，当待测电阻两端的电压接近2V 时，可能三极管不在放大状态，电流不稳定。
经分析，可取V CC =+6V。
此时限流电阻R1两端的电压为3.5V，根据R1两端的电流范围是：1mA—100mA，得到：35Ω≤R1≤3.5K Ω。
不妨取R1=2K Ω，此时假设待测电阻两端电压为2V 时，U EC =6V-2.5V-2V=1,5V>0.7V,三极管可正常工作。
I=0.1mA 时，Ω=Ω==K K I V R REF 251.05.220；I=1mA 时，Ω=Ω==K K I V R REF 5.215.230；I=10mA 时，Ω=Ω==250105.240K I V R REF ；I=100mA 时，Ω=Ω==251005.250K I V R REF .为了能够精准地调节输出电流，那么可采用滑线变阻器来代替定值电阻。
则可选用的滑线变阻器的最大阻值分别为：R2max =50K Ω，R3max =10K Ω，R4max =500Ω，R5max =100Ω。
2.其他部分电路3.整体电路4.电路工作原理U=，采用给定电流测电压我们所设计智能电阻测量仪，利用欧姆定律IR的方法，这样使得待测电阻两端两端的电压x U与其阻值x R呈线性规律变化。
通过主要由集成运放芯片LM358及可控精密稳压源TL431构成的恒流源对待测电阻U=，再利用高精度A/D 施以恒定的电流I时，待测电阻两端将会产生压降xx IR转换芯片MC14433，以高精度低漂移能隙基准电源MC1403提供精密基准电压对其电压进行采样。
通过七段锁存-译码-驱动器CD4511及三极管位驱动阵列驱动四位一体共阴数码显示。
根据设计要求：本设计测量电阻范围是：2Ω～20Ω、20Ω～200Ω、200Ω～2KΩ、2K～20KΩ。
那么可相应设置四个不同的电阻档位,如：⨯10、⨯100、⨯1K、⨯10K，使其对应四种不同的电流档：0.1mA、1mA、10mA、100mA。
则最终待测电阻的阻值即为显示值与对应电阻倍率的乘积。
5.实物图五．性能测试与分析电阻量程范围Ω滑线变阻器阻值Ω恒流源输出电流I m A待测电阻Ω相对误差理论值实测值标准值实测值2K～20K （⨯10K）25K25.03K0.1118K18.54K 3.0%4.7K 4.78K 1.70%2.2K 2.15K 2.27%200～2K （⨯1K）2.5K 2.51K 1.021.8K 1.874 4.11%470476 1.28%220214 2.72%20～200（⨯100）250250.0510.01180188.7 4.83%4746.4 1.28%2020.8 4.0%2～20（⨯10）2526.25100.181818.37 2.06%1010.37 3.7%六．实验困难问题及解决措施在这次实验中，我们经历了一次完整的设计过程，收获颇丰，也遇到了一些问题。
首先，考虑设计方案，我们组在方向上有较大偏差。
一开始在网上搜索，大部分方案是通过单片机来实现的，明知道老师要求过不用单片机，搜索不到的我们只好拿着这样一份方案去请教。
然后才知道我们只需要用到欧姆定律，设计出恒流源，问题就迎刃而解了。
其次，在焊接过程中，我们出现个别虚焊及少焊情况，后来经过万用表检查，改正过来。
在焊接四个开关时，错误地使用了拨动开关，使无论开关打到哪一边，都有两个滑动变阻器接入到电路中，不符合要求，幸好及时更正了。
还有布局考虑欠周，使成品的接线繁乱，不利于后期的检测，在以后的实验中，我们会多加注意。
最后，在板子做成后，数码管有一位不显示，结果发现与之相连的三极管管脚虚焊。
在测试读数时，最高位要么不显示，要么显示为四，后来请教同学才知道，它的四代表一，经过微调，实验圆满成功。
这次的实验，让我们精诚合作，第一次考虑各种方案细节，所以成功的那一刻颇为欣慰。