要求:
测量仪的工作原理为:利用振荡电路，将电阻、电容的测量转变为与之成一定函数关系频率的测量，再利用单片机对不同频率进行测量和处理，用数码管显示被测量的大小，可以利用按键对被测量类型进行选择。
测量电阻范围为:≤1MΩ。
测量电容范围为:≤10000pF。
测量精度〈±5%。
单片机电容电阻测量仪仿真原理图如下:
主要原理是利用555定时器的振荡频率受外围电阻电容的影响来测量的，proteus仿真和完整的0error 0warning程序见附件。
注意，做实物没找到开关，用的是跳线冒，当未接跳线时，显示上面最后一张截图，跳线接好后，将显示对应的测量值。
实物照片:
2022-06-27 15:52:28
186KB
1
电感电容测量仪电路图概述:
说明一下单片机用AT89S52和STC89C52均可，都已经测试过，图中R3，R8，R5觉得测试电容精度，尽量接近图中阻值（非标准阻值需串联或并连电位器慢慢调），R8，R5的阻值是实际调试出来的，主要是切换的时候是通过的8550他的导通内阻不好确定，我实验中发现8R比较合适，大家可以自己调试出更合适的阻值。电容通过2N7002放电，2N7002为小功率nmos（开始设计的时候用的是8050，结果放电放不尽，大电容的时候io驱动不起来，后改用2级，也不稳定，最后选用的nmos效果非常不错），一般的小功率nmos都行（一般在MP3。MP4等数码产品中能找到），欢迎拍砖！
测量范围:
电容:分3档1pF-500nF,500nF-500uF，500uF-1F，误差<5%
电感:1uH-10H，误差<5%
预计目标:
1、达到上述量程。---已完成
2、实现自动挡电容测量。（目前是手动切换）。---进行中
3、开机自动调零。（不然测基准电容会有偏差，导致电感测量不准，目前是手动按键调零，会影响电感的测量）。---进行中
4、自动单位换算。比如当前电容单位pF，按下按键后变nF，再次按下变uF...直到F后返回当前单位pF。电感从uH-mH-H。---已部分完成。
5、实现小电容的高精度测量，由于测量电容采用充电发，导致测小电容（<100pF）时会有5-10p的跳动，越小越不准，故拟定用LC谐振的办法测小电容预计跳动<1pF。---构思中
注:图中最后一张测220uH时误差较大，可能是基准电容没采用cbb的（找不到了用了个瓷片的），导致测基准电感就不准，待整理完后公布给大家测试，欢迎拍砖！
有什么好的构思和建议也欢迎提出。开机界面:
看下里面的组装结构吧:
背面连线:
实际测量实物截图:
总结:
实现自动挡电容测量。（目前是手动切换）。---进行中
开机自动调零。（不然测基准电容会有偏差，导致电感测量不准，目前是手动按键调零，会影响电感的测量）。---已完成
自动单位换算。比如当前电容单位pF，按下按键后变nF，再次按下变uF...直到F后返回当前单位pF。电感从uH-mH-H。---整理中预计周天能上传。
实现小电容的高精度测量，由于测量电容采用充电发，导致测小电容（<100pF）时会有5-10p的跳动，越小越不准，用LC谐振的办法测小电容跳动<0.1pF。---已完成
使用说明:
1、校0，在电容档和高精度小电容档长按该键可以就行校0，（先已加入开机自动校0，一般不需使用。
2、档位切换，在电容档，按下改键会切换档位，从1pf-500nf 、500nf-500uf、500uf-1F三档中进行循环切换。
3、电容档/高精度小电容档/电感档切换，在电容档长按此按键切换至小电容档或按下电感电容切换按键切换至电感档，在小电容档长按可切换回电容档或按下电感电容切换按键切换至电感档。
原文出处:https://www.yleee.com.cn/thread-4235-1-1.html
2022-03-20 22:52:05
223KB
1
设计中采用利用振荡频率来完成对电阻电容的测量。需要注意的是，对电阻电容的测量需要自己通过按键功能来选择。电容测量的范围0-10000pf,电阻这边是小于1兆欧的可以测量。下面是程序。
电阻电容测量仪仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）
资料下载请见附件！
2021-11-04 17:43:45
271KB
1
电容、电感测量原理:
电路是一个由LM393（U3A）组成的LC振荡器。由单片机测量LC震荡回路的频率F1，然后控制继电器K2将标准电容C2与C1并联，测出振荡器频率F2，再用下列式子计算出电容C1电感L1的值。
这里电容器C2的容量的精确程度，基本上决定了整个测量过程的精度。应该选用稳定性好精度高的电容器，这个制作选用了1800pF的云母电容器。
上述过程可称作为一个校准过程，由M8控制每次开机时自动完成。开机后延时1500ms，测量由U1A、L1、C1组成振荡器频率F1；Portd.3 = 0，K2吸合，C2接入延时1500ms，测量振荡器频率F2，Portd.3 = 1，K2断开。M8计算C1、L1完成后按S1进入电容Cx的测量状态。
电容Cx、电感Lx的值，分别用下列式子计算:
电解电容测量原理:
电解电容的测量是基于对RC电路的时间常数的计算，由脉冲电路原理可知，电容的充电速度与R和C的大小有关，R与C的乘积越大，过渡时间就越长。这个RC的乘积就叫做RC电路的时间常数τ，即τ=R∙C。若R的单位用欧姆，C的单位用法拉，则τ的单位为秒。
图示曲线可以得到充电过程的一般规律:Uc是按指数规律上升的，Uc开始变化较快，以后逐渐减慢，并缓慢地趋近其最终值，当t=τ时，Uc=0.632E；本测量仪就是利用单片机测量Uc=0到0.632E这段时间，用下列式子计算计算被测电容值:
电感电容电解电容测量仪实物展示:
电路分析:
电路由比较器U3B,放电晶体管Q等组成。设定比较器正输入端为Uc，（Uc=0.632E=0.632⋅5=3.16V，调节RP1获得），反向输入端接被测电容CEx，当D端为高电平时,Q导通电路处于放电状态,这时CEx被放电，比较器U3B输出高电平。当D为低电平时Q截止电容CEx通过R9（R10）充电,CEx两端电压逐步升高,当CEx两端电压>Uc时,比较器U3B输出低电平，产生INT0中断（INT0中断设置为下降沿触发）,中断服务程序读取定时器值，并计算、显示CEx的值。
然后置位PD6为高电平,Q导通,CEx放电，延时100mS是为了保证CEx充分放电，中断返回开始下一个测量周期。为了提高测量精度电解电容测量分两档，由继电器K2切换，R9接入时测量0.1μF~500μF电容，R10接入时测量500μF~20000μF电容。R9（R10）的精度和电压Uc的精度基本上决定了测量结果精度。这个设计原本加入了一个电解电容漏电流测试功能，由于测量时间太长而放弃，原理图中的R13、R9（R10）与adc0等组成漏电流测量电路。
参数特点:
电容:1P-2.5uF
电感:1uH-2.0H
电解电容:0.1uF-20000uF
使用方法:
按下S2接通电源，进入校准状态（此时测量端子不能接入器件）:
校准完成后:
按动S1进入电容测量状态:
按动S1进入电感测量状态:
按动S1进入电解电容（500uF）测量状态:
再按S1返回到电容测量状态。
原文出处:https://www.amobbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=3279392
2021-10-20 21:57:40
1.36MB
1