基于单片机的高精度电容电感测量仪

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1、一豢攀饕；万方数据蘩礤究与R发豢霉鬣彗赣瓣慧黉蒸鬣黎爨戮l麟熬燃燃黼僦瓣燃黼己口口7年巨月第己5卷第5期基于单片机的高精度电容电感测量仪刘军李智(桂林电子科技大学电子工程学院桂林541004)摘要：本文介绍了一种基于单片机的高精度电容和电感测量仪器的设计。本设计采用DI)s芯片AD9850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，通过测量电容或者电感和标准电阻各自的电压，利用电压比例计算的方法推算出电容值或者电感值。本设计利用51单片机控制测量和计算结果，运用自校准电路提高测量精

2、度，采用1602液晶模块实时显示数值。实验测试结果表明，本设计性能稳定，测量精度高。关键词：电容电感测量；电压比例法；AD9850；1602液晶模块中图分类号：TP216文献标识码：AHigh。precisioninstrumentformeasurementcapacitorandlndUCtanCeDaSen0nSlngleCnlp●1●1●LiuJunLiZhi(ElectronicDepartIIlent，GuilinUniversityofE1ectrollicTechnology，Guili

3、n541004)Abst翰ct：Thepaperintroducedthedesignofahigh_precisioninstrumentforinductanceandcapacitormeasurementbasedonsinglechip．ThedesignadoptedAD9850toproduceahighaccuracysinewavesignal，w．hichpassedthroughtheseriescircuitofthecapacityortheinductanceandthest

4、andardresistance，andthenmeasuredtherespectivevoltageoftheca—pacityortheinductanceandthestandardresistance．Usingthemethodofvoltageproportioncomputationcalculatedthecapacitancevalueortheinductancevalue．Thedesignused51singlechiptocontr01themeasurementandcal

5、culatethere—sult，usedself_calibratedcircuittoimprovetheprecisionofmeasurement，andused1602LCDtoshowtheresultintime．Theexperimentresultsindicatethattheperformanceisstableandtheprecisionishigh．Keywords：capacitorandinductancemeasurement；voltageproportion；pLD

6、9850；1602L，CD0引言单片机技术已经在智能化测量仪表中得到越来越广泛的应用。利用单片机的软件来代替硬件功能，可以实现仪表测量的自动化，并能进行数据分析处理，以达到仪表的高可靠性、高精度和多功能。目前的电感、电容轻便仪器设计中存在精度不够高、智能化程度不足的问题。本文介绍了一种利用MCS51单片机来实现的电容电感测量智能仪器设计，在测量精度和智能化方面得到了改进，。1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，其原理是在待测电阻R。与标准电阻R。的串联电路中加一电流I，这样

7、R和R。上将得到电压U和V，，则测量电阻为：R。一R，(y。／V。)(1)本设计采用了与测量电阻相同的测量方法即电压比例法来测量电容和电感。由于电容和电感属电抗元件，因此不能采用直流来产生测量信号，而只能采用交流信号。在角频率为∞的交流信号的作用下，电容和电感获得的电压分别为：rDj一—L_(2)‘J“凡々UI—jj“JL。(3)式中：e和L。为待测电容和电感。标准元件的选择有许多种方法，但为了提高测量精度和降低成本，本设计采用了标准电阻，它获得的电压为：D_兄一豫。(4)根据电压比例法，经过计算可得：

8、作者简介：刘军，硕士研究生，主要研究方向为自动测试与控制系统。一48一r—URk一：瓦(5)万方数据己口口7年巨月第己巨卷第5期L，一些(6)‘山r式中：UR、％、％分别是氓、％、暖的模值。由式(5)、(6)可见，为保证测量精度，必须保证电阻的精度和角频率∞的高稳定度。为此，在设计中采用了高精度和高稳定度的波形产生芯片AD9850。2硬件电路2．1系统组成框图本设计硬件部分主要由以下几个部分组成：(1)5l单片机作为主控制处理器，其主要任务