电容测试仪设计【开题报告】
数字式电容测量仪的设计与制作报告
数字式电容测量仪的设计与制作摘要: 针对现有的电容测量仪器量程不高且精度有限问题，使用AT89C51 单片机NE555 单稳态电路及LED 数码显示，通过程序设计，实现了一种直观经济的电容测试仪实验表明，该仪器提高了电容量程和测量精度，性能稳定可靠，可广泛应用于电容等电子元器件检测之中。
关键词: 电容测试仪; 单片机; 量程; 精度1．引言电容容量是电学理论分析与电路设计中的重要参数。
电容容量测量的主要方法有电桥平衡法、谐振频率测量法或脉冲宽度测量法等等。
交流电桥虽然测量准确，但存在笨重、操作繁琐、不能自动测量的缺陷。
目前一般的数字万用表测量电容的最大值仅为20 F，且测量精度有限，遇到要测量较大的电容时往往无能为力随着单片机性能的不断提高，将其应用于对电容的测量中具有方便直观经济的优点，并可以进行软件校准，减少测量误差( 一般能够精确在0.5% 左右) 同时，通过对LED 数码显示管或LCD 液晶的合理使用还可使检测人员能够更直观地读取电容数值。
2．设计要求与方案论证2.1设计要求1、基本部分(1) 自制稳压电源、绿色发光管指示接通电源，正常工作。
(2) 被测电容的容量在0.01μF至200μF范围内(3) 能够根据测量电容的大小自动转换合适量程。
(4) 用4个数码管或液晶显示测量结果，测量误差小于10%。
(5) 当电容值超出上述范围时测量仪溢出报警，黄色发光管LED点亮。
(6) 当电容短路时测量仪发出声光报警，红色发光管LED点亮。
2、发挥部分(1)被测电容的容量扩大到1000PF至1000μF范围内。
(2) 测量误差小于10%。
2.2方案设计根据设计要求，系统可以分为测量电路、通道选择和控制电路三大部分, 如图2-1 所示。
2-1 系统硬件结构框图2.2.1测量电路方案方案一测量电路的核心是由555 定时器构成的多谐振荡器, 将电容的大小转换成频率的大小，然后使用单片机计数后再运算求出电容值。
电容电感测试系统设计开题报告
毕业设计（论文）开题报告题目名称：基于微处置器的电容电感测试系统的设计目录1课题研究意义和u 的 (1)2国内外该方向研究现状及分析 (1)3系统整体方案论证 (1)方案比较 (1)方案论证 (2)4系统硬件设ii (2)系统电路方框图及说明 (2)RC测量电路 (3)电容三点式振荡电路 (4)各部份测试电路 (4)5系统软件设计 (5)主程序流程图 (5)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)「课题研究意义和目的H前，随着电子工业的进展，电子元器件急剧增加，电子元器件的适用范围也逐渐普遍起来，在应用中咱们常常要测定电阻，电容，电感的大小。
另外，随着测量技术的飞速进展和人们对电参数的测量精度要求的提高，□前教学实验中普遍采用的数字式万用表已不能知足测量要求，因此设计靠得住，安全，便捷，测量精度更高的电阻，电容，电感测试仪具有普遍的利用价值和应用前景。
在口前的生产制造业中，与传统的手动交流电桥相较，数字LRC阻抗测量仪因其测量性能稳固靠得住，无需进行反复的、复杂的手动平衡,还能够减少测量误差和结果计算，故已被愈来愈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其重要。
2.国内外研究现状及分析现今电子测试领域，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普遍。
国内外电阻、电容和电感测试进展已经好久，方式众多，常常利用测量方式如下。
1.电阻测量依据产生恒流源的方式分为电位降法、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•传统的测量电容方式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。
数电课程设计电容测试仪报告书
一、摘要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。
数字化测量仪器较模拟仪器具有使用方便，测量精确等优点。
本次课程设计是针对数字式电阻测试仪的设计，介绍了数字式电阻测试仪的设计方案及其基本原理，并着重介绍了数字式电容测试仪各单元电路的设计思路，原理及整体电路的的工作原理，控制器件的工作情况。
大多数电容可以用万用表电阻档测量其充放电情况，以判断其好坏和估测其大小。
但是对于容量较小的电容，其充放电电流很小，万用表表针几乎看不出摆动，所以无法检测。
小容量电容表可以解决这个问题。
电路采用了两个555时基电路，分别构成时钟电路和测量电路，构成级数、锁存、译码、显示电路，显示电容的值。
555构成多谐振荡器和单稳态触发器，由被测电容控制单稳态触发器的高电平时间，进而控制计数时间。
二、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。
用这个宽度的矩形脉冲作为闸门信号控制计数器计数，合理处理计数系统电路，可以使计数器的计数值即为被测电容值。
或者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—锁存—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。
想要实现待测电容的数字式测量，最主要的是将待测电容相关的模拟信号转换为数字信号。
我们利用的是555单稳态触发器来实现这点。
知道555单稳态触发器能实现数模转换后，最关键的就是将待测电阻容值的模拟信号以何种方式输入到555单稳态触发器中。
根据测量原理的不同，其输入方法有很多，如直接法、电桥法和充放电法。
各种办法都有相应的优缺点，例如充放电法及直接法均需求得被测样两端的电压与通过被测样的电流，利用欧姆定律从而得出被测的电容，电桥法那么是利用电桥两端电位的平衡来得出被测样的电容。
电容电感测量仪课题报告
一、课题的开发背景与需求分析在电子电路实验中经常需要测量电容的容量和电感的电感量，特别对一些小容量和小感量的器件，虽然专业测量仪很好，但不是每人都能配备，所以，如果能够自己动手制作，那么既锻炼了动手能力，又解决了问题。
国外有一个网站上出售使用PIC16C622制作的电容电感测试议套件，可以测量电容量或电感量；后来又有人介绍使用AT89C2051制作的同类测量仪。
这里根据上述仪器的原理模仿制作了一个，经试用效果不错，而且电路简单实用，测量范围较宽，测量结果也较准确，完全可以满足一般电子爱好者的需要自制的电容电感测量仪。
二、调研分析经过开题期间的文献查阅和实际情况调研，了解到电容器的参数很多，通常有：电容量、耐压、漏电、等效电感、损耗、频率特性、温度稳定性、等效串联电阻（超大容量电容器）等；电感器的参数有：电感量、漏感、等效电阻、损耗、频率特性、饱和电流、最大功率等。
在故障诊断以及电器维修中更换元器件时，需要对这些参数予以全面考虑。
但是一般条件下，元器件上只会标明电容量或电感量、电容器的耐压值等，普通仪器也能测量到这些基本参数，其他的参数只能靠选用规定类型、规格的电容器或电感器来保证。
电容器的种类很多，依其中使用的绝缘介质材料不同可分为：纸介电容、金属化纸介电容、云母电容、瓷介电容、涤纶薄膜电容、聚本乙烯薄膜电容、钽电解电容、铝电解电容、双电层电容等。
大多数电容器没有正负极之分，容量一般都在1uf 以下，一般适合在较高频率的场合使用；电解电容器的容量可以做到10^4uf，超大容量的双电层电容器（EDLC）其容量以可做到法拉级，但都有级性，适合低频场合使用，容量测量方法与无极性电容器不同。
电感器一般有空心、磁心、铁心之分，但电感的测量方法一般没有区别。
有以下测量方法：1.经典测量方法经典测量方法利用交流电桥的平衡原理，既可以测电容，也可以测量电感。
交流电桥测量电容的原理图如图1所示。
当电桥平衡时，有Rx+1/(jwCx)=R4(R2+1/(jwC2))/R3由上式可求得Cx=R3C2/R4,Rx=R4R2/R3。
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：振荡周期：占空系数：本单元电路中选取的元件参数为R1=3.3K，R2=1K，C=0.068uF，则T=0.252ms，符合电路工作的要求。
简易数字式电容测试仪的设计
目录一. 设计要求 (2)二. 方案选择及电路的工作原理 (2)三. 单元电路设计计算与元器件的选择 (2)四. 设计的具体实现 (3)1. 系统概述 (3)2. 单元电路设计、仿真与分析 (6)a. 单稳态触发器 (6)b. 多谐振荡器 (8)c. 计数器 (9)3．电路的安装与调试 (10)五．心得体会及建议 (11)六．附录 (12)七．参考文献 (15)简易数字式电容测试仪设计报告一. 设计要求设计和实现一个简易数字式电容测试仪――电容表。
（1）．被测电容范围：1000PF(1nF)~10uF(10000nF)；（2）．测试误差<10%；（3）．电容值至少用两位数码管显示。
二. 方案选择及电路的工作原理方案一：首先555多谐振荡电路提供单位标准脉冲(周期T0)，同时给555单稳态电路提供激励。
待测电容接入单稳态电路，由于电路输出信号周期Tw与电容的值Cx成正比，通过计算使得T0正好为Cx = 1000pF时输出周期Tw0。
然后在计数模块中，将Tw信号接入清零端，将T0接入同步信号输入端。
再在寄存器模块中，将Tw信号接入置数端，将计数器的数据接入寄存器。
最后对寄存器的数据进行译码后传入数码管。
方案二：首先取一个555多谐振荡电路提供单位标准脉冲，我们称其输出为UNIT_OUT。
再取一个作为帧率控制的单稳态触发器将UNIT_OUT信号作为输入，其输出为一个单稳态时间为1s的周期信号，称为CON_OUT。
此时我们将这两个输出取或运算后输入另一个用于测量电容的单稳态电路。
如此设置后，仅当UNIT_OUT，CON_OUT均为低电平时，才会触发此电路产生单稳态，其输出称为CX_OUT。
这时我们将UNIT_OUT接入40110计数端，用CON_OUT和UNIT_OUT来控制40110的计数使能和复位端。
这样设置就能让电路实现电路自动计数，并且支持热插拔的功能。
方案选择：方案一的电路在上电后只对电容进行一次测量。
开题报告
沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）开题报告毕业设计题目：电解电容温度系数测量仪的设计学院：信息科学与工程学院专业班级：测控技术与仪器学生姓名：马成林指导教师：车新生年月日电解电容温度系数测量仪的设计一、课题研究的目的和意义电解电容具有容量大、使用寿命长、价格低的优点，被广泛应用于家庭电器中，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容的大小。
在电子产品的生产和维修中，电容测量这一环节至关重要，一个好的电子产品应具备一定规格年限的使用寿命。
因此在生产这一环节中，对其产品的检测至关重要，而检测电子产品是否符合出产要求的关键在于检测其内部核心的电路，电路的好坏决定了电子产品的好与坏，而电容在基本的电子产品的集成电路部分有着其不可替代的作用。
同样，在维修人员在对电子产品的维修中，电路的检测是最基本的，有时需要检测电路中各个部件是否工作正常，电容器是否工作正常。
电解电容的温度系数也是电解电容的主要指标，其会随着温度的改变容量也会发生相应的变化，所以在设计使用过程中应当考虑电解电容温度系数的这一环节。
当今电子测试领域，电容的测量已经在测量技术和产品研发中应用的十分广泛。
电容通常以传感器形式出现，因此，电容测量技术的发展归根结底就是电容传感器的发展。
由最初的用交流不平衡电桥就能测量基本的电容传感器。
最初的电容传感器有变面积型，变介质介电常数型和变极板间型。
现在的电容式传感器越做越先进，现在用的比较多的有容栅式电容传感器，陶瓷电容压力传感器等。
电容测量技术发展也很快现在的电容测量技术也由单一化发展为多元化。
现在国内外做传感器的厂商也比较多,在世界范围内做电容传感器做的比较好的公司有：日本figaro、德国tecsis、美国alphasense。
中国本土测量仪器设备发展的主要瓶颈。
尽管本土测试测量产业得到了快速发展，但客观地说中国开发测试测量仪器还普遍比较落后。
数字电容测试仪课程设计报告
课程设计任务书学生姓杨坚专业班级：电信1006名：指导教师：工作单位：信息工程学院题目：电容测试仪初始条件：具备电子电路的基础知识和设计能力；具备查阅资料的基本方法；熟悉常用的电子器件；熟悉电子设计常用软件的使用；要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、设计电容数字测试电路；2、测量电容范围：100pf ～1μ f；3、数码管显示电容值；4、掌握数字电路的设计及调试方法；5、撰写符合学校要求的课程设计说明书。
时间安排：时间一周，其中2 天原理设计，3 天电路调试指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录1 绪论......................................................................... 错误! 未定义书签。
选题背景................................................................. 错误!未定义书签。
设计要求................................................................. 错误!未定义书签。
2 系统概述..................................................................... 错误! 未定义书签。
方案的选择及可行性分析 ................................................... 错误!未定义书签。
方案论证................................................................. 错误!未定义书签。
设计思路 ............................................................ 错误!未定义书签。
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毕业论文开题报告
电子信息工程
电容测试仪设计
一、课题研究意义及现状
目前，随着电子工业时代的发展，电子组件的急剧增加，电子的应用范围也越来越广,在应用中我们常常要用到容量大小不一的电容。
电容的测量仅仅用电容表已经满足不了而且不准确，那种高精度的仪器给在校大学生和普通大众使用又不实用。
因此，要测试电容的大小，设计一个可靠，简单的电容测试仪。
电容的测试发展已经很久，方法众多。
传统的电容测量方法有电桥法和谐振法两种。
前者精度高但速度慢；后者电路简单，速度快但精度低。
选择这个课题主要是想研究出一种高效率高精度的电容测试仪。
比较各种电容的测试方法，我选出了把测试电容的模拟量转化为数字量，这种数字量比较容易处理，使仪表实现智能化，避免由于传统的指针读数引起的误差
电容的未来发展趋势为电容测量仪朝着小型化、轻型化方向发展。
全面实现数字化和自动化；参数自设定计术；过程自优化技术；故障自诊断技术；相关配套行业朝着专业化，规模化发展，社会分工更明显。
通过这次的课题研究让我把所学的理论与实际相结合起来，提高自己的动手能力和独立思考能力。
在现实社会中，实际的动手能力至关重要，而这种实际能力的培养单靠教学是远远不够的。
二、课题研究的主要内容和预期目标
本课题来源于实验室，通过对本课题的研究，对我们今后相关课程的理论教学改革和实验教学改革可以起到积极的推动作用，并打下坚实的基础。
设计和实现一个电容测试仪-电容表。
将测电容变为测频率，即进行C-F转换，然后设计一个频率计，通过测频率F来显示或计算出电容的大小。
1：通过计算机软件的仿真。
2：能测试电容的范围为1000PF~1000uF，测试精度为10%
3：通过3位数码管显示。
4：要搭建硬件电路，并进行实测。
三、课题研究的方法及措施
实现一个电容测试仪-电容表。
将测电容转变为测频率，即进行C-F转换，然后设计一个频率计，通过测频率F来显示或计算出电容的大小。
电容转频率的电路是利用555芯片的单稳态触发器或电容的充放电规律等，可以把被测电容的大小转换成脉冲的宽度。
用2个555定时器来构成电路，一
个555定时器组成多谐振荡器，通过电容放电产生的脉冲波来作为计数波，另一个555定时器组成单稳态电路，多谐的输出作为单稳态的输入，输出外加反相器作为控制脉波。
暂稳态的脉冲的宽度Tx=1.1RCx, 脉冲宽度Tx与Cx成正比。
把脉冲与固定不变的方波即时钟脉冲相与，便可以得到计数脉冲。
把计数脉冲送给计数器计数，用芯片74160来计数，如果时钟脉冲的频率等参数合适，数字显示器显示的数字N便是Cx的大小。
显示电路采用LED数码管显示。
四、课题研究进度计划
2010/2011第一学期第5周至第6周：完成命题，申报与审批，并确定题目
2010/2011第一学期第7周至第8周：完成资料收集，外文翻译。
2010/2011第一学期第9周至第12周：完成文献综述，开题报告。
2010/2011第一学期第13周至第14周：完成电路设计。
2010/2011第一学期第15周至第16周：完成电路的仿真和硬件电路并调试。
2010/2011第一学期第17周至20周：撰写设计报告和论文。
2010/2011第二学期第1周至第4周:完成系统，上交硬件以及论文并进行修改。
2010/2011第二学期第5周至第9周：上交论文并制作答辩使用的PPT。
五、参考文献
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