电阻电容的测量方法用于测量仪的制作.docx

电阻测量模块方案的比较与选择
电阻测量模块的基本思路是将电阻值变换为相应的电压值或频率值，基于以
上考虑，电阻测量模块有以下三个方案可以实现：
方案一：采用串联分压原理。原理图如图所示，即一个已知阻值的电阻与待 测电阻串联后接到电源的者频率的变化量，计算出电容值。电容测量
模块有以下三个方案：
方案一：采用串联分压原理。原理图如图所示：
L=l111——III1
图 串联分压测电容原理图
Series Points the Capacitance Pressure Principle Diagram
在图所示电路中，待测电容与一个已知电阻串联，接到电源两端，电容跟已 知电阻分压，只要测量电容两端的电压值，再通过相应的公式就可以算出待测电 容的值。本方案虽然简单易行，但是由于 AD转换器的输入电压不高，因此测量 的范围很小。此外AD转换器的精度不够高，也影响了电容测量的准确性。
方案二：由NE555构成的多谐振荡器作为电容测量模块［8］。如图所示：
图NE555多谐振荡器
Multivibrator of NE555
其振荡周期为：
T T1 T2 (ln2)(R 2RJC(2-2)
图中，R、R2的阻值相等，则有：
1
f ——1——(2-3)
3(ln 2)RC
改变Ri、R2的阻值可得到不同的量程。该电路的振荡频率稳定度非常高，输出
方波的幅度稳定，单片机能够直接测量其频率，只需将多谐振荡器的输出波形接 到单片机的频率测量端口，就能够测量出振荡器输出波形的频率。通过公式(2-3) 就可以算出待测电容C的值。
方案三：利用RC充电原理，通过测量充电时间，再用相关公式来计算电容 大小。此方案下测量大电容较准，但在电容容量较小时，电容在极短的时间内就 能充满，使得单片机不能够准确地测量充电时间，测量误差很大。
通过比较以上三个方案，方案二比较适合作为电容测量模块。因此，设计采 用方案二，用NE555构成的多谐振荡器作为电容测量模块。
电感测量模块方案的比较与选择
电感测量模块的思路是将电感量转换为频率，再使用单片机测量频率就可换 算出电感值。电感测量模块有以下二种方案：
方案一：采用平衡电桥法测量电感。将待测电感和已知标准电阻、电容组成 电桥。单片机调节电阻参数使电桥平衡， 此时，电感的大小由电阻和电桥的本征 频率即可求得。虽然该方案测量精准，同时也可以测量电容和电阻的大小， 但其 电路复杂，实现起来较为困难。
方案二：采用电容三点式振荡器电路［7］。电容三点式振荡器的振荡频率只和
电容值和电感值有关，它们之间的关系为:
(2-4)
利用这个公式，只需令 C已知，通过测量频率f就可以求出L的值。
综合考虑，本设计采用方案二，用电容三点式振荡器作为电感测量模块。
主控单片机模块方案的比较与选择
设计对于主控单片机的要求主要有以下几个方面：
1、能够准确、稳定地测量频率为1Hz-2MHz的方波（电感测量模块的波形 最大输出频率为）。
2、具有较强的运算能力，能够快速的进行数据处理。
3、能够驱动继电器及12864液晶屏。
基于以上要求，主控单片机主要有以下三种方案：
方案一：采用AT89S52单片机作为系统的主控单片机［9］。AT89S52单片机简 单易懂，比较好运用。但