文档介绍：电感电容测量仪
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测量原理
本机的核心电路是一个由LM311组成的LC震荡器。测量的原理是由单片机测量LC震荡回路的频率,然后再依据震荡频率计算出对应的电容或电感量。为了提高测量的精度,本机采用了以一个已知的标准电容C2为基准,测量振荡器频率再计算电感电容的方法。C2由一个1000PF的聚苯乙烯电容和一个20PF的瓷介电容并联而成,%,当C2未接入电路时,由L1C1组成的振荡器的频率
然后将C2与C1并联,这时由L1和C1+C2组成的振荡器的频率
将以上两式变换整理后可得
C1=F2^2*C2/(F1^2-F2^2)
和
L1=1/(4π^2* F1^2*C1)
可以看出L1和C1是基于已知标准电容C2和两次测量的频率F1和F2计算出来的,因此其准确性主要取决于标准电容的精度。测算出F1、L1和C1之后,再用待测电容Cx代替C2接入回路中,测出由L1和C1+Cx组成的振荡器的频率F2,由公式Cx=( F1^2 /F2^2-1)*C1就可以求出Cx,同理也可以用公式Lx=( F1^2 /F2^2-1)*L1测出Lx。
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硬件电路
LM311是普通的电压比较器,它和L1C1组成振荡器。由测量原理可以看出电路对L1C1的精度无严格的要求,但是标准电容C2要尽可能的准确。电路组装好以后,首先要保证振荡器工作正常,可以用示波器看一下,正常后再调试程序,以免走弯路。我就是因为振荡器工作不正常浪费了不少时间,本来我也是用89C2051做的,但是那块试验版的振荡器工作不正常让我最终放弃了它。标准电容器的接入和断开是由单片机控制继电器完成的。2×2开关S1用来切换电容/电感测试模式,其中的一个空闲触点接到单片机的PB2端口用来指示当前的测试模式是电感还是电容,这里该触点接地是测试电感。单片机现在用的是Atmega16L,其它单片机也可以。液晶显示器是LC1602,接成4线数据方式,省几根数据线。
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程序
程序主要包括测频率和计算两部分。测频率我这里是用定时器T0定时250毫秒,振荡器输出接至计数器T1端口,在T0溢出中断中记录计数值,将四次溢出中断的计数值加在一起就是振荡频率。主程序按以下顺序工作:
1.
测量由L1C1组成的振荡器的频率F1
2.
控制继