简易电阻电容电感测量仪1
简易RLC测量仪的设计和实现 开题报告
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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．
555定时器测量电容电感的方法
555定时器测量电容电感的方法（原创实用版4篇）《555定时器测量电容电感的方法》篇1555 定时器可以作为一种简单的振荡器，可以用来测量电容和电感。
以下是两种常用的方法：1. 使用555 定时器测量电容：通过连接一个电容到一个555 定时器的输入端，可以将555 定时器配置成一个简单的电容测量仪。
根据电容的阻抗公式Z = 1 / (2πfC)，我们可以计算出电容的阻抗，从而测量电容的值。
具体步骤如下：-将555 定时器的Discharge 引脚（第7 引脚）连接到电容的一端。
-将电容的另一端连接到555 定时器的Threshold 引脚（第6 引脚）。
-将电阻连接到555 定时器的Trigger 引脚（第8 引脚），电阻的阻值应该为触发器的阻抗。
-使用示波器或逻辑分析仪观察555 定时器的输出波形，从而计算出电容的阻抗。
2. 使用555 定时器测量电感：通过连接一个电感到一个555 定时器的输入端，可以将555 定时器配置成一个简单的电感测量仪。
根据电感的阻抗公式Z = ωL，我们可以计算出电感的阻抗，从而测量电感的值。
具体步骤如下：-将555 定时器的Discharge 引脚（第7 引脚）连接到电感的一端。
-将电感的另一端连接到555 定时器的Threshold 引脚（第6 引脚）。
-将电阻连接到555 定时器的Trigger 引脚（第8 引脚），电阻的阻值应该为触发器的阻抗。
-使用示波器或逻辑分析仪观察555 定时器的输出波形，从而计算出电感的阻抗。
需要注意的是，在使用555 定时器测量电容或电感时，需要根据具体的测量范围和精度选择合适的电阻和电容值。
《555定时器测量电容电感的方法》篇2555 定时器可以作为一种通用的定时器，可以用来控制时间、产生脉冲等。
在测量电容或电感时，可以通过连接555 定时器的引脚，根据定时器的工作原理和公式来计算电容或电感的值。
具体地，当555 定时器作为多谐振荡器工作时，可以根据公式Ln2XRC 计算电容的值，其中L 为电感，R 为电阻，C 为电容，X 为定时器输出引脚的阻抗。
常用电子元器件的测量方法
常用电子元器件的测量方法摘要：电阻，电感，电容这三类元件，在电子电路中占有非常重要的位置，几乎在所有的电子电路中都存在。
本文介绍了测量这三种元件的主要性能指标，判断常见故障的方法。
关键词：电阻；电容；电感；测量；万用表1引言元器件是组成电子产品的基本要素，元器件的性能和质量直接影响电子产品的性能和质量。
电子元器件是电子产品的基本材料。
电阻、电感、电容等是整机电路常用的元器件，在电路中占有重要的位置。
2电阻器电阻器f简称电阻1是电子设备中应用最广泛的元件之一，在电路中起限流、分流、降压、负载、与电容配合作滤波及阻抗配等作用。
2．1电阻器的测量概述用万用表欧姆挡测量电阻的方法是：选挡——拨功能开关到”n”挡位，量程开关至合适挡；调零；测阻。
比较简单的方法是：用欧姆表、电阻电桥和万用表的欧姆挡直接测量，也可以测量电阻的电流和电压，再由欧姆定律计算出电阻。
电阻的质量判别方法如下：观看电阻器引线有无折断及外壳烧焦现象。
当用万用表n挡测量电阻阻值时，合格的电阻值应稳定在允许的误差范嗣内，如果超出误差范围或阻值不稳定，则不能选用。
根据”电阻器质量越好，其噪声电压越小”的原理，使用”电阻噪声测量仪”测量电阻噪声，判别电阻质量的好坏。
2．2固定电阻器的测量2．2．1独立电阻的测量直接测量：在使用万用表测量电阻器时要注意，手不能同时接触电阻器的两条引脚，以免将人体电阻并联至被测电阻，测试测量技术影响测量的准确性。
选择指针尽可能靠中间的量程来测量，选好量程后再对该量程调零。
阻值在1Kn 以内的电阻受周围电路的影响较小，1Kn 以上的电阻值其他元器件影响较大。
若测出的数值误差较大，只能作为参考；如果要精确些，町采用两次测量法，即将表笔对调一次，这样可以排除PN结及电解电容的影响。
替代测量：如果怀疑被测电阻开路，而且其值正好与万用表某一电流呈现的内阻相当，这时可用电流挡的内阻充当这个被怀疑的电阻。
方法是直接将万用表的两个表笔(电流挡)搭在被怀疑的电阻上，使用的量程由被测电阻阻值和万用表而定。
电阻电路的电感值测量与校准
电阻电路的电感值测量与校准电阻电路的电感值（inductance）是指电路中储存电能的能力，是电路中产生电磁感应的重要物理量。
在实际应用中，准确测量和校准电感值对于保证电路的稳定性和精度非常重要。
本文将探讨电阻电路的电感值测量与校准方法，并介绍适用的实验仪器。
一、电感值测量方法为了准确测量电感值，我们可以使用以下方法：1. 桥式测量法桥式测量法是一种常见的电感值测量方法。
其中，魏斯顿电桥是最常用的仪器之一。
它基于电路中交流电压的相位差来测量电感值。
通过调整电桥上的电容和可变电感器，我们可以找到电感的平衡点，从而准确测量电感值。
2. 时域法时域法也是一种常用的电感值测量方法。
在该方法中，我们发送一定频率的脉冲信号到电感，然后测量电感上产生的电压波形。
通过分析波形的特征，如峰值电压和上升时间，我们可以计算出电感的值。
3. 自激振荡法自激振荡法是一种简化的电感值测量方法。
在该方法中，我们使用待测电感和一个已知电容组成自激振荡电路。
通过调整电路的频率，使其达到自激振荡状态。
然后，我们可以通过测量振荡频率和已知电容值，计算出电感的数值。
二、电感值校准方法为了确保测得的电感值准确无误，我们需要进行电感值的校准。
1. 校准设备为了校准电感值，我们需要使用精确的校准设备，如LCR（电感、电容和电阻）桥和频率计。
LCR桥可以测量电感值，并与已知值进行比较，从而进行校准。
频率计用于测量电路中的频率，以保证准确校准。
2. 校准步骤校准电阻电路的电感值通常需要以下步骤：（1）校准频率计：先使用已知准确的频率源校准频率计，以确保准确测量电路中的频率。
（2）校准LCR桥：将已知准确的电感器接入LCR桥中，按照设备说明进行校准，求得准确的电感值。
（3）测量待校准电感器的值：接入待校准的电感器，通过LCR桥测量其电感值。
（4）比较和调整：将测得的待校准电感器的电感值与已知准确值进行比较，根据差异进行调整，直到达到预定的精度要求。
电桥的各种分类介绍
电桥的各种分类介绍电桥是用于测量电阻、电容、电感等电学量的仪器，工作原理基于电桥电路。
根据其测量对象和测量方法的不同，电桥可以分为多种分类。
本篇文章将对电桥的各种分类进行详细介绍。
按测量物理量分类电阻电桥电阻电桥是用来测量电阻的一种电桥，它通常由一个未知电阻和标准电阻精确匹配的电桥电路组成。
在测量过程中，调节电桥电路的电阻值，使其表现出无感应状态，并测量标准电阻和未知电阻的比值，并结合标准电阻的值，可以计算出未知电阻的值。
电容电桥电容电桥是用于测量电容的电桥之一，它基于电容器的电容变化来衡量物理量。
这种电桥包括四个电容器，其中一个为未知的电容器，其它电容器均为已知电容。
在测量过程中，调节电桥电路的电容值，使其表现出无感应状态，并测量标准电容和未知电容的比值，并结合标准电容的值，可以计算出未知电容的值。
电感电桥电感电桥是用于测量电感的电桥之一，它基于电流和磁场的关系来测量电感物理量。
这种电桥一般由四个电感器组成，其中一个为未知的电感器，其它电感器均为已知电感。
在测量过程中，调节电桥电路的电感值，使其表现出无感应状态，并测量标准电感和未知电感的比值，并结合标准电感的值，可以计算出未知电感的值。
按电桥电路分类魏斯桥魏斯桥是一种常用的电阻电桥，其结构简单，测量精度高，适用于测量大范围的电阻值。
魏斯桥的电路中，未知电阻和标准电阻之间串联了两个电阻，其中一个电阻可调节。
在调节电桥电路的电阻值，使其表现出无感应状态后，可以测量未知电阻和标准电阻之间的电势差，并根据标准电阻的值，计算出未知电阻的值。
麦克斯韦桥麦克斯韦桥是一种常用的电感电桥，其结构简单，测量精度高，适用于测量大范围的电感值。
麦克斯韦桥电路中，未知电感和标准电感之间串联了两个电感，其中一个电感可调节。
在调节电桥电路的电感值，使其表现出无感应状态后，可以测量未知电感和标准电感之间的电势差，并根据标准电感的值，计算出未知电感的值。
威尔逊桥威尔逊桥是一种常用的电容电桥，其结构简单，测量精度高，适用于测量大范围的电容值。
测电容电感的实验原理
测电容电感的实验原理测量电容和电感的实验原理一、测量电容的原理电容（C）是电路中储存电荷的能力。
测量电容的一种常见方法是使用LC振荡电路。
原理如下：1. 使用一个感性电阻（电感）和一个电容并联连接，形成一个LC电路。
电容器两端电压为Vc，电感两端电压为VL。
2. 在平衡状态（稳态），电感和电容存储的能量互相交换，导致电感和电容的电压大小相等且反向。
即VL = -Vc。
3. 通过测量电感两端电压和电容两端电压的差值，即VL - Vc，可以确定电容C 的大小。
4. 假设电容C已知，电感L未知。
通过测量电容两端电压和电感两端电压的相位差，可以确定电感L的大小。
5. 根据LC振荡电路的特性，当电感和电容的值确定时，电路的频率达到共振频率。
在共振频率下，电感和电容的电压差达到最大值。
二、测量电感的原理电感（L）是电流在闭合回路中产生磁场所储存的能力。
测量电感的一种常见方法是使用RLC限制性振荡电路。
原理如下：1. 在RLC限制性振荡电路中，电容器两端电压为Vc，电感两端电压为VL，电阻的电压为VR。
2. 当电容充电到一定程度，电压达到峰值时，电容开始放电，电流开始流入电感，磁场开始产生。
3. 由于电容器放电，电容的电压Vc逐渐减小，而电感的电压VL逐渐增大。
4. 在平衡状态（稳态），电流的瞬时值和电容器和电感的电压之间满足以下关系：Vc + VL + VR = 0。
5. 通过测量电容两端电压和电感两端电压的差值，即VL - Vc，可以确定电感L 的大小。
6. 假设电感L已知，电容C未知。
通过测量电容两端电压和电感两端电压的相位差，可以确定电容C的大小。
总结：测量电容的原理主要涉及LC振荡电路，根据电容和电感的电压差和相位差测量电容和电感的大小。
测量电感的原理主要涉及RLC限制振荡电路，根据电容和电感的电压差和相位差测量电感和电容的大小。
这两种测量方法都是通过测量电压差和相位差来确定电容和电感的大小，因此实验中需要使用适当的仪器进行测量，并根据测量结果计算电容和电感的数值。
方块电阻测试仪
方块电阻测试仪简介方块电阻测试仪是一种用于测试电路中元器件电阻值的仪器。
它可以通过测量电路中特定位置的电压、电流，计算出元器件的电阻值，并显示在仪器的显示屏上。
原理方块电阻测试仪的原理是基于欧姆定律的。
欧姆定律指出，电阻为常数，电流与电压成正比，即电流和电压之比等于电阻。
因此，我们可以通过测量电路中特定位置的电压、电流，计算出元器件的电阻值。
具体地说，在测试元器件电阻时，我们将元器件与方块电阻测试仪的测试引脚连接起来。
通过调整方块电阻测试仪的工作模式，让它在测试电阻时，将元器件作为电路的一部分，通过电流计、电压计等传感器，测量电路中的电流和电压值。
通过欧姆定律，我们就可以计算出元器件的电阻值，并将其显示在方块电阻测试仪的屏幕上。
特点方块电阻测试仪具有以下几个特点：1.精度高。
方块电阻测试仪采用高精度的传感器来测量电流和电压值，因此测试出的电阻值比较准确。
2.显示直观。
方块电阻测试仪通过直观的数字显示，将测试出的电阻值直接呈现在屏幕上，方便用户观察。
3.操作简便。
方块电阻测试仪的操作界面简单明了，用户只需要按照提示操作即可完成测试。
4.适用范围广。
方块电阻测试仪可以测试多种元器件的电阻值，包括电阻、电容、电感等。
使用方法使用方块电阻测试仪进行电阻测试，需要注意以下几点：1.连接测试引脚。
将方块电阻测试仪的测试引脚连接到元器件的两端，确保测试引脚与元器件接触良好。
2.调整工作模式。
将方块电阻测试仪的工作模式调整为电阻测试模式，并设置相关参数（如电流值、电压值）。
3.测量电阻值。
根据提示，进行测量操作，并读取测试结果。
需要注意的是，在进行测试时，应注意避免以下情况：1.测量时发生短路。
在测试元器件电阻时，应避免测试引脚发生短路，否则会影响测试结果。
2.测量时电路断开。
在测试元器件电阻时，应确保电路是完整的，否则也会影响测试结果。
结论方块电阻测试仪是一种实用的测试仪器，可以用于测试电路中的元器件电阻值。
lcr电桥校准方法
lcr电桥校准方法
LCR电桥是一种用于测量电阻、电容和电感的仪器，它包括一个可变电阻、一个可变电容和一个可调电感等组件。
为了确保测量结果的准确性，需要对LCR电桥进行校准。
下面是一种常见的LCR电桥校准方法：
1. 准备工作：
- 确保整个仪器处于正常工作状态，包括电源供电、接线良好等。
- 确保被测元件（电阻、电容或电感）在工作范围内，并清洁无损。
2. 零点校准：
- 将所有测量量调零，即将可变电阻、可变电容和可调电感等组件调至零位。
- 连接一个已知的标准电阻、电容或电感作为参考元件。
3. 校准电阻：
- 使用已知准确值的电阻作为参考元件。
- 通过调节可变电阻和可变电容，使得电桥平衡。
- 读取电桥上显示的测量结果，并记录下来。
4. 校准电容：
- 使用已知准确值的电容作为参考元件。
- 通过调节可变电容和可变电感，使得电桥平衡。
- 读取电桥上显示的测量结果，并记录下来。
5. 校准电感：
- 使用已知准确值的电感作为参考元件。
- 通过调节可调电感和可变电容，使得电桥平衡。
- 读取电桥上显示的测量结果，并记录下来。
6. 检查校准结果：
- 根据校准结果和已知参考元件的准确值进行比对。
- 如果结果与参考元件的准确值吻合，则校准成功。
- 如果存在偏差，需要重新调整仪器。
以上是一种常见的LCR电桥校准方法，具体的步骤和调节方式可能会根据不同的电桥型号和厂家而有所不同。
在校准时，还需要注意仪器的使用和操作说明，以确保校准的准确性和有效性。
万用表的基本功能和使用方法
万用表的基本功能和使用方法万用表是一种多功能电子测量仪器，可用于电阻、电容、电感、电压、电流等参数的测量。
以下是万用表的基本功能和测量时的使用方法:1. 电阻测量：万用表电阻测量功能通常使用两个量程，即几百欧姆到几千欧姆之间。
使用万用表电阻测量功能时，先将万用表打到电阻测量档，然后将表笔连接到待测电阻的两端，读取万用表上显示的电阻值。
2. 电容测量：万用表电容测量功能通常使用两个量程，即几个微法到几个法拉之间。
使用万用表电容测量功能时，先将万用表打到电容测量档，然后将表笔连接到待测电容的两端，读取万用表上显示的电容值。
3. 电感测量：万用表电感测量功能通常使用两个量程，即几个微亨到几个亨之间。
使用万用表电感测量功能时，先将万用表打到电感测量档，然后将表笔连接到待测电感器的两端，读取万用表上显示的电感值。
4. 电压测量：万用表电压测量功能通常使用两个量程，即几百伏到几千伏之间。
使用万用表电压测量功能时，先将万用表打到电压测量档，然后将表笔连接到待测电压的两端，读取万用表上显示的电压值。
5. 电流测量：万用表电流测量功能通常使用两个量程，即几百毫安到几千毫安之间。
使用万用表电流测量功能时，先将万用表打到电流测量档，然后将表笔连接到待测电流的两端，读取万用表上显示的电流值。
在使用万用表进行测量时，需要注意以下几点:1. 测量前需要将万用表打到相应的测量档，并将表笔正确连接到待测电路的两端。
2. 测量时需要保持稳定的测量姿势，避免万用表的晃动影响测量结果。
3. 测量时需要根据待测电路的电阻、电容、电感等参数调整万用表的量程，避免超出量程导致测量结果不准确。
4. 测量时需要注意万用表的电压和电流测量范围，避免测量超出范围的数值导致损坏万用表。
LCR及阻抗仪测试参数
LCR及阻抗仪测试参数在电路测试中，LCR测量仪是用来测量电感、电容和电阻等参数的重要仪器，而阻抗仪则用于测量电路中的电阻、电感和电容的复数阻抗，下面将详细介绍LCR测量仪和阻抗仪的测试参数。
1. 电阻（Resistance）：电阻是指电流在电路中受到阻碍的程度，常用欧姆（Ω）作为单位进行测量。
在LCR测量仪中，电阻的测试范围通常为0. 01Ω~100MΩ，精度为0.1%~0.01%，测试频率范围为20Hz~5MHz。
2. 电感（Inductance）：电感是指导体中电流变化产生的电磁感应现象，常用亨利（H）作为单位进行测量。
在LCR测量仪中，电感的测试范围通常为1nH~2H，精度为0.2%~0.02%，测试频率范围为20Hz~5MHz。
3. 电容（Capacitance）：电容是指导体之间存储电荷的能力，常用法拉（F）作为单位进行测量。
在LCR测量仪中，电容的测试范围通常为1pF~1F，精度为0.2%~0.02%，测试频率范围为20Hz~5MHz。
4. 耗散因子（Dissipation Factor，D）：耗散因子是衡量电容器内能量损耗程度的指标。
在LCR测量仪中，耗散因子的测试范围通常为0.0001~100，精度为0.2%~0.02%，测试频率范围为20Hz~5MHz。
6. 相位角（Phase Angle）：相位角是指电阻、电感和电容的相位差，它是测量元件特性的重要参数。
在LCR测量仪中，相位角的测试范围通常为-179°~180°，精度为0.2°~0.02°，测试频率范围为20Hz~5MHz。
1. 阻抗（Impedance）：阻抗是指电路中电流对电压的阻碍程度，它是电阻、电感和电容共同作用的结果，通常以复数形式表示。
在阻抗仪中，阻抗的测试范围通常为0.01Ω~10MΩ，精度为0.1%~0.01%，测试频率范围为1Hz~100MHz。
2. 相位角（Phase Angle）：相位角是指电流与电压之间的相位差，它是测量电路特性的重要参数。
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36 简易电阻电容电感测量仪 摘 要：本设计是一个电阻电感电容的简易测量装置，主要由模拟测量和1602液晶显示两部分组成，其中电阻和电容电感的测量都是通过构造电路产生一定频率的波形，再通过单片机读取频率，经过程序处理转化，再通过1602液晶显示。由于系统处理数据时通过单片机对频率信号的读取，使得最后测量的结果更加精确与稳定，误差控制在题目所允许的范围内。 关键词：电阻电容电感测量仪，1602显示，555定时器，电容三点式
目 录 1. 系统设计…………………………………………………………………………………… 2 1.1 设计要求………………………………………………………………………………………2 1.2 方案比较………………………………………………………………………………………2 1.2.1 电阻测量方案………………………………………………………………………………2 1.2.2 电容测量方案………………………………………………………………………………4 1.2.3电感测量方案………………………………………………………………………………5 1.2.4显示电路方案………………………………………………………………………………6 1.3 方案论证………………………………………………………………………………………6 1.3.1 总体思路……………………………………………………………………………………6 1.3.2 设计方案……………………………………………………………………………………7 2. 单元电路设计…………………………………………………………………………………7 2.1 电阻测量电路………………………………………………………………………………7 2.2 电容测量电路………………………………………………………………………………8 2.3 电感测量电路…………………………………………………………………………………9 2.4 1602显示电路………………………………………………………………………………10 3. 软件设计………………………………………………………………………………………11 4. 系统测试………………………………………………………………………………………11 4.1 测试仪器与设备……………………………………………………………………………11 4.2 指标测试……………………………………………………………………………………12 37
5 结论………………………………………………………………………………………… 13 参考文献…………………………………………………………………………………………13 附录1：程序清单………………………………………………………………………………… 13 1. 系统设计
1.1 设计要求 设计并制作一台数字显示的电阻、电容和电感参数测试仪 1. 测量范围：电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH。 2. 测量精度：±5% 。 3. 带有显示部分。 1.2 方案比较 1.2.1 电阻测量方案 相位测量方案的关键问题是电阻测量方法的选择。 方案一：串联分压原理 V Rx R0
图1串联电路原理图 根据串联电路的分压原理可知，串联电路上电压与电阻成正比关系。通过测量Rx和R0上的电压。由公式 Rx=Ux/(U0/R0) 方案二：利用直流电桥平衡原理的方案
图2 电桥（其中R1，R2，为可变电位器，R3为已知电阻，R4为被测电阻） 根据电路平衡原理，不断调节电位器，使得电表指针指向正中间。由R1*R4=R3*R4.在通过 38
测量电位器电阻值，可得到R4的值。 方案三：利用555构成多谐振荡器的方案
图3 555定时器构成多谐振荡器 根据555定时器构成多谐振荡器，产生脉冲波形，通过单片机读取高低电平得出频率，通过公式换算得到电阻阻值。由f=1/ [(R1+2R2)*C*In2] 得到公式： R2=1/2*[1/ (f*c*Ln2)-R1] 上述三种方案从对测量精度要求而言，方案一的测量精度极差，方案二需要测量的电阻值多，而且测量调节麻烦，不易操作与数字化，相比较而言，方案三还是比较符合要求的，由于是通过单片机读取转化，精确度会明显的提高。故本设计选择了方案三。 1.2.2 电容测量方案 方案一：直接通过串联路原理。通过电容换算的容抗跟已知电阻分压，通过测量电压值，再经过公式换算得到电容的值。原理同电阻测量的方案一。 方案二：交流电桥平衡原理（原理图同图2）
通过调节Z1,Z2使电桥平衡。这时电表的毒水为零。通过读取Z1,Z2，Zn的值，即可得到被测电容的值。 方案三：555构成多谐振荡器原理 39
根据555定时器构成单稳态，产生脉冲波形，通过单片机读取高低电平得出频率，通过公式换算得到电容值。由f=1/ [(R1+2R2)*C*In2] 得到公式： Cx=1/ [c*Ln2 (R1+2*R2)] 本设计采用方案三。
1.2.3电感测量方案 方案一 交流电桥测量（原理同电容测量） 方案二 电容三点式构成正弦波原理 40
图3 电容三点式 根据电容三点式公式 LCC*21C2*C1210f 从而可得电感的计算公式21C2*C1212CCfL 方案三 谐振法测量
图4 谐振法测量 1.2.4 显示方案 方案一：采用点阵式液晶显示器（LCD）显示。 方案二：采用发光二极管（LED）显示。 41
由于led只能显示简单的数字与简单的特殊字符，基于本设计题目要求，需要显示的测量量多，而且测量的量程范围大，明显led无法方便明了的显示，所以本设计采用的是lcd1602液晶显示，1602具有低功耗节能的作用，而且能够更好的显示出我们所需要的测量显示。
1.3 方案论证 1.3.1 总体思路 本设计是基于单片机AT89S52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ne555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。 RLC简易测量仪设计的关键问题是：如何完成RLC的测量。 RLC简易测量仪设计的核心问题是：如何产生转化电路输出频率。 1.3.2 设计方案 系统方框图如图5所示。
图5 系统方框总图 2. 单元电路设计 42
简易电阻电容电感测量仪功能：测量并显示被测电阻电容电感的值。 简易电阻电容电感测量仪所需器件：ne555定时器，8015三极管，1602液晶显示，单片机AT89S52。 被测量RLC 电路 频率f 单片机 显示RLC 图6 测量原理框图 2.1 电阻测量电路 电阻的测量采用“脉冲计数法”，如下图所示由555电路构成的多谐振荡电路，通过计算振荡输出的频率来计算被测电阻的大小。 555接成多谐振荡器的形式，其振荡周期为：T=t1+t2=（ln2）（R1+Rx）*C1+（ln2）Rx*C1
得出： 即： 电路分为2档: 1. 100≤Rx<1000欧姆：IOA5设置为高电平输出，IOA7设为低电平输出； R2=330欧姆；C2=0.22uF； Rx=｛(6.56*(1e+6))/(2* fx)-330｝/2 对应的频率范围为： 2.8K≤fx <16K 2. 1000≤Rx<1M欧姆：IOA6设置为高电平输出，IOA8设为低电平输出。 R1=20k欧姆；C1=1000PF； Rx =(1.443*(1e+8))/(2* fx)-(1e+4) 43
图7 电阻测量电路 2.2 电容测量电路
电容的测量同样采用“脉冲计数法”，如下图所示由555电路构成的多谐振荡电路，通过计算振荡输出的频率来计算被测电容的大小。 555接成多谐振荡器的形式，其振荡周期为：T=t1+t2=（ln2）（R1+R2）*Cx+（ln2）R2*Cx我们设置R1=R2;
得出： 即： 电路分为2档:R1＝510K欧姆：IOA10设置为高电平输出； R4=R6； Cx= (0.94*(1e+6))/ fx; 对应的频率范围为： 9.4K≤fx <0.94KR1＝100K欧姆： IOA9设置为高电平输出；R5=R6；
Cx =(4.81*(1e+6))/ fx; 对应的频率范围为： 480Hz≤fx <4.8K
图8 电容测量电路 2.3 电感测量电路 电感的测量是采用电容三点式振荡电路来实现的。三点式电路是指：LC回路中与发射极相连的两个电抗元件必须是同性质的，另外一个电抗元件必须为异性质的，而与发射极相连的两个电抗元件同为电容时的三点式电路，成为电容三点式电路。 44
得出： 即： Lx=(38*(1e+6))/ f02
图9 电感测量电路 2.4 液晶显示电路 45 3. 软件设计 3.1 程序流程 46 47
电容和电阻部分电路图 4. 系统测试 4.1 测试仪器与设备 测试用仪器与设备如下： 双通道示波器 ，数字示波器，万用表，单片机最小系统，函数信号发生器 proteus仿真软件，keil单片机编程软件，multisim仿真软件。 4.2 指标测试
首先按照电路图连接好电路，首先选择好测量电阻电路： 1、调节滑动变阻器，测量不同阻值的电阻产生的多谐振荡脉冲波的频率。 将结果记录下表1中。