智能RLC检测仪

智能 RLC 检测仪

邓淑蓉

宿州学院 宿州 234000

摘要：随着电子工业的发展，电子元器件急剧增加，电子元器件的适用范围也逐渐广泛起来，在应用中我们常常要测定电阻，电容，电感的大小。因此，设计可靠，安全，便捷的电阻，电容，电感测试仪具有极大的现实必要性。在系统硬件设计中，以52单片机为核心的电阻、电容、电感测试仪，将电阻，电容，电感，使用对应的振荡电路转化为频率实现各个参数的测量。

关键词：89C52单片机 555芯片 LCD屏 RLC检测

1. 引言

目前市面上测量电子元器件参数R、C和L的仪表种类较多，方法和优缺点也各有不同。一般的测量方法都存在计算复杂，不易实现自动测量而且很难实现智能化等缺点。

由于测量电阻，电容，电感方法多并具有一定的复杂性，所以本次设计是在参考555振荡器基础上拟定的一套自己的设计方案。利用555多谐振荡电路将电阻，电容参数转化为频率，而电感则是根据电容三点式电路也转化为频率，这样就能够把模拟量近似的转换为数字量，而频率f是单片机很容易处理的数字量，一方面测量精度高，另一方面便于使仪表实现自动化，而且单片机构成的应用系统有较大的可靠性。

2. 系统的总体设计

本设计用555振荡器将被测参数转化为频率，这里我们将RLC的测量电路产生的频率送入单片机的计数端，通过定时并且计数可以计算出被测频率再通过该频率计算出各个参数。设计软硬件结合，利用proteus仿真调试。

扩展模块：扩大电阻、电容或电感的其中一种的测量范围：测量上限或者下限扩大。

2.1系统的原理框图

系统分四大部分：测量电路、控制电路、通道选择和显示电路。通过I/O口向模拟开关送两位地址信号，取得相应的振荡频率，然后根据所测频率判断是否转换量程，或者是把数据进行处理后，得出相应的参数值。系统设计框图如图所示：

3. 系统硬件设计

   1. 测量电路设计

电阻的测量采用“脉冲计数法”，如图所示，由555电路构成多谐振荡电路，通过计算振荡输出的频率来计算被测电阻的大小。电阻测量计算方法：

电阻测量模块

电 容测量也采用脉冲计数法，测量电路如图所示。电容测量计算方法：

电容测试模块

电感测量电路如图1-3-3所示，电感的测量是采用电容三点式振荡电路来实现的。三点式电路是指:LC回路中与发射极相连的两个电抗元件必须是同性质的，另外一个电抗元件必须为异性质的，而与发射极相连的两个电抗元件同为电容时的三点式电路，成为电容三点式电路。有：

电感测量模块

4. 系统硬件设计

在电阻、电容、电感测试仪的设计中，便于直观性，在数码管上显示被测参数的选择，被测参数各个灯的选择以及具体设置。通过三个按键SR,SC,SL来进行灵活控制，具体操作流程如图所示。

主程序流程图

5. 系统调试

在实际测量中，由于测试环境，测试仪器，测试方法等都对测试值有一定的影响，都会导致测量结果或多或少地偏离被测量的真值。为了减小本设计中误差的大小，主要利用修正的方法来减小本测试仪的测量误差。本测试修正值选取主要通过实验求取，通过对相同被测参数的多次测量结果和不同被测参数的多次测量选取平均值，最后确定被测参数公式的常数K值，从而达到减小本设计系统误差的目的。由于振荡电路外围器件由电容电阻分立元件搭接而成，所以由振荡电路产生的被测参数对应的频率有一定的误差，所以只能通过多次实验测量，选取合适的修正值来尽可能的减少本测试系统的误差。

参考文献：

[1]申忠如，申淼，谭亚丽.MCS-51单片机原理及系统设计.西安交通大学出版社，2008年3月第1版

[2]申忠如，郭福田，丁晖．现代测试技术与系统设计．西安：西安交通大学出版社，2006.2．

[3]付家才.单片机控制工程实践技术[M].北京化学工业出版社，2004

[4]秦迎春.利用单片机实现电感、电容数字测量[J].电子测量技术，2003

项目编号：202010379063

论文为：宿州学院国家级大学生创新创业训练计划项目资助。