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单片机控制的./0 测量仪研制
朱继军,郑永明
(中国民用航空学院机电工程学院,天津#""#"")
摘要:提出以 1"#’单片机系统为核心的./0 智能测量仪的设计制作方法。该仪器所采用的测量思路是先把
电路参数!,",# 转换成频率信号$,然后用单片机计数,再运算求出!,",# 的值,最后送显示器显示。这样就
把较难测量的物理量转变成了精度较高且较容易测量的物理量。
关键词:单片机;电路参数;数字化测量
中图分类号:23(#"*( 文献标识码:4
能可靠。另外,在此过程中实现了模拟量向数字量的近似转
" 引言化,提高了测量精度,体现了仪表的智能化。
!"! 系统结构框图
系统结构框图如图’所示。
目前,测量电路参数!,",# 的仪表种类多种多样,其
方法也不尽相同。这些方法都有其实用性,但是随着工程技
术要求的提高,它们的弊端也越来越明显。
电容的测量方法较多,如电桥法、阻抗法等。电桥法精
度高,但电路复杂且测量时还需要调节电桥平衡,不利于实
现全自动的智能化控制,阻抗法需要低失真的正弦波和高
精度的+ , -,而且计算较为复杂。电阻的测量方法有电流
法、分压法等,这些方法的精度变化大。若要较高的精度,必
需较大的量程,且电路复杂。同样,在测量电感时电桥法和
相位法也不宜采用。数字./0 测量仪的数字化程度并不
高,其参量分离是靠同步检波器实现的。
随着单片机技术的发展,单片机在智能化测量仪表中
的应用越来越广泛。本文所设计的./0 测量仪利用单片机!"# 系统工作原理
的软件来代替硬件功能,可以实现仪表测量的自动化,并能将被测元件置于测量电路中,经过振荡电路和整形电
进行数据的分析和处理,以达到仪表的高可靠性、高精度和路产生一定频率的矩形波并送至单片机。单片机根据所选
多功能。通道,向模拟开关送两位地址信号,取得振荡频率,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,
’系统原理送数码管显示相应的参数值。
参数转换
该./0 智能测量仪采用了一种将电阻电容电感的参! ./0
数转化为同一种比较容易测量的物理量(频率)的思路。本
测量仪中,先把电路参数!,#," 转换成较易测量的频率信#"! $% 振荡电路的设计
号$。振荡电路和/0 振荡电路的组成可知,振荡电路可以分为放大
电阻、电容和电感量转换成频率信号,使电阻、电容、电感的电路和反馈电路。在反馈电路中,电容值或电阻值的改变可
测量都归结为频率的测量。然后采用单片机实现对频率的以引起振荡频率的改变,但是电容或电阻影响振荡频率
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测量,并完成测量值的处理、显示以及量程的自动切换。由灵敏度的同时也要受到放大电路的输入输出电阻的影响,
于发挥了微机软、硬件结合的特点,因此电路结构简单