便携式智能LCF测量仪的设计.pdf

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1、精密制造与自动化2015年第4期便携式智能LCF测量仪的设计王林生席东河(河南工业职业技术学院河南南阳473009)摘要针对电子线路在焊接、调试过程中经常需要测量电感电容值以及信号频率，专门的仪器由于体积庞大设备昂贵等造成测量困难，利用单片机设计一款便于携带、低成本的测量电感电容值以及信号频率的测量仪，经过测试，满足需求的精度，达到作为测量仪器的要求。关键词电容电感信号频率测量单片机电子线路在焊接、调试过程中经常需要测量电其中，是固有频率，是接入测试电容、电感后感电容值以及信号频率，专门的测量仪器由于测量的频率，本测量仪测量小电容测量范围：lp

2、F-2．2gF，单一、体积庞大、设备昂贵等造成测量困难，从事测量电感测量范围：0．1gH-1H。电子技术人员迫切需要一款携带方便、低成本的测量电感电容值以及信号频率的测量仪器。因此，我们通过对电感电容的本身特性以及信号频率的原理的研究，以单片机作为计算、控制和数据处理的核心部件，辅助以相应的功能操作开关和液晶显示器，设计了一款便携式的电感电容及信号频率测量仪。1设计原理图1频率、电感、小电容测量电路图1．1频率测量原理电路图开关S1和S2置于上方，被测信号频率1．3电解电容测量原理：输入到LM393进行放大，然后接入单片机的T1口，电解电容的测

3、量是基于对RC电路的时间常数由定时器／计数器T1进数脉冲计数，同时由定时器／的计算，电容的充电速度与R和C的大小有关，R计数器TO进行计时⋯。得出Tx时间内的脉冲个数与C的乘积越大，充电时间就越长。这个RC的乘Nx，则可求得=Nx／Tx。如图1所示，积就叫做RC电路的时间常数r，即r=RC，若R1．2电感、小电容测量原理的单位用欧姆，C的单位用法拉，则T的单位为秒，电路图如图1所示，测量电路由电感、电容等具体的充电过程如图2所示。组成的L振荡器，运算关系如式(1)所示：T．：—4~2fl2c开关Sl置于上方，S2置于下方，由单片机测量由电感，、

4、电容组成的c震荡回路的频率，然后开关l置于下方，单片机测量由待测电容或电感、电感1、电容C8组成的震荡回路频率f2，然后分别用式(2)、式(3)计算：图2LC充电过程=睡一11．c1(2)是按指数规律上升的，开始变化较快，以L=隧一1】．L1(3)后逐渐减慢，并缓慢地趋近其最终值，当t-=r时，精密制造与自动化2015年第4期=．0．632E(E为电源电压)；本测量仪就是利用单的可靠性的确认，并记录观察结果。片机测量=0到0．632E这段时间，用式(4)计算计算被测电容值：C：三(4)R测量电路如图3所示，电路由比较器LM393，放电晶体管Q1

5、、Q2等组成。设定比较器正输入端为，(=0．632E，调节RJ2获得)，反向输入端接彼测电容G，当单片机P15引脚为低电平时，电容放电。当单片机P15引脚为高电平时，电容充电，当充电到时，比较器翻转，触发单片机外部中断0，通过测得的充电时间和充电电阻的大小可以计算出电容大小。本测量仪器测量电解电容测量范围为：0．5gF-2000uF。图4测量流程图图3电解电容测量电路图测试结果如下：①电容测试数据如表1所示。2软件设计在频率、电容、电感测试仪的设计中，便于直表1电容测试数据观性，在液晶显示器上显示被测参数的选择，被测标称值震荡频率(Hz)读取示

6、值(pF)相对误差值(％)10pF2542981O．66参数各个灯的选择以及具体设置。通过三个按键1nF28l660992278s4，S5，S6来进行灵活控制，具体流程图如图4所l50nF40430l42730．54．84示。047uF229504786l61．831uF166509l13l5_38．863测试②电感测试数据如表2所示。1)测试方法：在测试时将被测参数通过本系统测量出来的示表2电感测试数据值与参数的标称值进行对比，进而可以知道本系统标称值uF震荡频率(Hz)读取示值相对误差值(pF)(％)的测试精度。l253980l_332)测

7、试仪器：5622l06058_354．19示波器、万用表、稳压电源、计算机。l0O238294l02．74273)测试结果：220l88946222．491l3通过按键，实现其按键所对应的功能，并观察③电解电容测试数据如表3所示。测试结果，对设计进一步的进行校正和对实现功能(下转第64页)精密制造与自动化2015年第4期接触器触点熔焊也将会造成断电后铁芯不能释[3]芮静康主编．供配电系统的施工、运行和维护[M]．北放。安装不符合要求或更换新接触器时铁芯表面防京：中国电力出版社，2008．锈油没有清除，安装时应使倾斜度不超过5。，如[4]芮静康主

8、编．常见电气故障的诊断与维修[M]．北京：铁芯表面有防锈油，擦净油即可。机械工业出版社，2007．[5]芮静康主编．常见电气故障快速诊断与维修[M]．