電阻,電容的測量方法(用于測量儀的制作)

電阻測量模塊方案的比較與選擇上考慮，電阻測量模塊有以下三個方案可以實現(xiàn)：方案一：承受串聯(lián)分壓原理。原理圖如圖2.2所示，即一個阻值的電阻與待測電阻串聯(lián)后接到電源的兩端。單片機(jī)內(nèi)部AD轉(zhuǎn)換器對電阻R 兩端的電X壓測量，再進(jìn)展相應(yīng)的運(yùn)算，即可測出待測電阻的阻值。圖2.2 串聯(lián)分壓測量電阻原理圖Figure2.2 SeriesPointsPressureResistanceMeasurementPrincipleDiagram由串聯(lián)電路的分壓原理可知，串聯(lián)電路的電壓與電阻成正比關(guān)系。由公式〔2-1〕U RR X 0X UU

〔2-1〕XRX

RX

的阻值。本方案雖然簡潔易行，但是由于AD轉(zhuǎn)換器的輸入電壓不高，因此測量的范AD轉(zhuǎn)換器的精度不夠高，也影響了電阻測量的準(zhǔn)確性。ADVFC32芯片作為電阻測量模塊的主芯片[6]。原理圖如圖2.3所示：圖2.3 電阻測量原理Figure2.3 ResistanceMeasurementPrinciple該芯片功能是將電壓轉(zhuǎn)換為隨電壓線性變化的頻率。待測電阻RX

和電阻R是串聯(lián)關(guān)系當(dāng)R 發(fā)生轉(zhuǎn)變時，R 兩端電壓U 就會隨之轉(zhuǎn)變電壓U 接0 X X X X入ADVFC32的電壓輸入端后，ADVFC32會輸出一個頻率隨輸入電壓線性變化的脈沖波fX

0Hz-80KHz，然后將脈沖波fX

接入單片機(jī)頻ADVFC32芯片的轉(zhuǎn)換精度。方案三：利用RC充電原理，依據(jù)電路原理電容充電的時間常數(shù)τ=RC[7]。理器難以測量。同時通過實際測試覺察，電阻大到3兆歐姆時，充電時間和電阻值之間的線性度變差，這將導(dǎo)致測量誤差增大。綜合考慮以上三個方案，選擇方案二進(jìn)展電阻測量，作為電阻測量模塊。電容測量模塊方案的比較與選擇電容測量模塊的根本思路是將電容值的變換量轉(zhuǎn)換成電壓的變化量或者頻模塊有以下三個方案：方案一：承受串聯(lián)分壓原理。原理圖如圖2.4所示：圖2.4 串聯(lián)分壓測電容原理圖Figure2.4SeriesPointstheCapacitancePressurePrincipleDiagram在圖2.4所示電路中，待測電容與一個電阻串聯(lián)，接到電源兩端，電容ADAD轉(zhuǎn)換器的精度不夠高，也影響了電容測量的準(zhǔn)確性。NE555構(gòu)成的多諧振蕩器作為電容測量模塊[8]2.5所示：其振蕩周期為：

2.5NE555多諧振蕩器Figure2.5MultivibratorofNE555TTT1 2

(ln2)(R1

2R2

)C (2-2)2.5RR1 2

的阻值相等，則有：f 1 (2-3)3(ln2)RC1RR1

的阻值可得到不同的量程。該電路的振蕩頻率穩(wěn)定度格外高，輸出〔2-3〕C的值。RC充電原理，通過測量充電時間，再用相關(guān)公式來計算電容能布滿，使得單片機(jī)不能夠準(zhǔn)確地測量充電時間，測量誤差很大。通過比較以上三個方案，方案二比較適合作為電容測量模塊。因此，設(shè)計采用方案二，用NE555構(gòu)成的多諧振蕩器作為電容測量模塊。電感測量模塊方案的比較與選擇算出電感值。電感測量模塊有以下二種方案：電路簡單，實現(xiàn)起來較為困難。電容值和電感值有關(guān)，它們之間的關(guān)系為：12 12 LC

(2-4)CfL的值。綜合考慮，本設(shè)計承受方案二，用電容三點(diǎn)式振蕩器作為電感測量模塊。主控單片機(jī)模塊方案的比較與選擇設(shè)計對于主控單片機(jī)的要求主要有以下幾個方面：的方波〔電感測量模塊的波形1.9MH。2、具有較強(qiáng)的運(yùn)算力量，能夠快速的進(jìn)展數(shù)據(jù)處理。312864液晶屏?；谝陨弦螅骺貑纹瑱C(jī)主要有以下三種方案：單片機(jī)的工作速率比較低，不能夠快速的方案二：承受ATmega128單片機(jī)作為系統(tǒng)的主控單片機(jī)。ATmega128單片機(jī)速度快，系統(tǒng)運(yùn)行格外穩(wěn)定。它能夠測量頻率在2M以內(nèi)的方波脈沖，滿足了本系統(tǒng)對頻率測量的要求，也能夠直接驅(qū)動繼電器。有低功耗、速度快等優(yōu)點(diǎn)，但其輸出電流較小，不能夠直接驅(qū)動繼電器?？貑纹瑱C(jī)模塊。顯示模塊方案的比較與選擇設(shè)計要求顯示模塊能夠顯示待測元件的類型名稱、參數(shù)等信息，并供給人機(jī)交互界面。顯示模塊的方案主要有以下三個：方案一：承受數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管顯示清楚，使人簡潔觀看，但是數(shù)碼管只能顯示數(shù)字及小數(shù)點(diǎn)，不能顯示字母及漢字，不能夠滿足本系統(tǒng)的顯示要求。16021602液晶只能夠顯示數(shù)字及字母，不能夠顯示漢字，不能滿足本系統(tǒng)的顯示要求。12864液晶易于掌握，能夠顯示數(shù)字、字母及漢字，滿足了本系統(tǒng)的顯示要求。12864液晶作為顯示模塊。量程切換模塊方案的比較與選擇方