电阻,电容的测量方法(用于测量仪的制作)

电阻测量模块方案的比较与选择上考虑，电阻测量模块有以下三个方案可以实现：方案一：承受串联分压原理。原理图如图2.2所示，即一个阻值的电阻与待测电阻串联后接到电源的两端。单片机内部AD转换器对电阻R 两端的电X压测量，再进展相应的运算，即可测出待测电阻的阻值。图2.2 串联分压测量电阻原理图Figure2.2 SeriesPointsPressureResistanceMeasurementPrincipleDiagram由串联电路的分压原理可知，串联电路的电压与电阻成正比关系。由公式〔2-1〕U RR X 0X UU

〔2-1〕XRX

RX

的阻值。本方案虽然简洁易行，但是由于AD转换器的输入电压不高，因此测量的范AD转换器的精度不够高，也影响了电阻测量的准确性。ADVFC32芯片作为电阻测量模块的主芯片[6]。原理图如图2.3所示：图2.3 电阻测量原理Figure2.3 ResistanceMeasurementPrinciple该芯片功能是将电压转换为随电压线性变化的频率。待测电阻RX

和电阻R是串联关系当R 发生转变时，R 两端电压U 就会随之转变电压U 接0 X X X X入ADVFC32的电压输入端后，ADVFC32会输出一个频率随输入电压线性变化的脉冲波fX

0Hz-80KHz，然后将脉冲波fX

接入单片机频ADVFC32芯片的转换精度。方案三：利用RC充电原理，依据电路原理电容充电的时间常数τ=RC[7]。理器难以测量。同时通过实际测试觉察，电阻大到3兆欧姆时，充电时间和电阻值之间的线性度变差，这将导致测量误差增大。综合考虑以上三个方案，选择方案二进展电阻测量，作为电阻测量模块。电容测量模块方案的比较与选择电容测量模块的根本思路是将电容值的变换量转换成电压的变化量或者频模块有以下三个方案：方案一：承受串联分压原理。原理图如图2.4所示：图2.4 串联分压测电容原理图Figure2.4SeriesPointstheCapacitancePressurePrincipleDiagram在图2.4所示电路中，待测电容与一个电阻串联，接到电源两端，电容ADAD转换器的精度不够高，也影响了电容测量的准确性。NE555构成的多谐振荡器作为电容测量模块[8]2.5所示：其振荡周期为：

2.5NE555多谐振荡器Figure2.5MultivibratorofNE555TTT1 2

(ln2)(R1

2R2

)C (2-2)2.5RR1 2

的阻值相等，则有：f 1 (2-3)3(ln2)RC1RR1

的阻值可得到不同的量程。该电路的振荡频率稳定度格外高，输出〔2-3〕C的值。RC充电原理，通过测量充电时间，再用相关公式来计算电容能布满，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算出电感值。电感测量模块有以下二种方案：电路简单，实现起来较为困难。电容值和电感值有关，它们之间的关系为：12 12 LC

(2-4)CfL的值。综合考虑，本设计承受方案二，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：的方波〔电感测量模块的波形1.9MH。2、具有较强的运算力量，能够快速的进展数据处理。312864液晶屏。基于以上要求，主控单片机主要有以下三种方案：单片机的工作速率比较低，不能够快速的方案二：承受ATmega128单片机作为系统的主控单片机。ATmega128单片机速度快，系统运行格外稳定。它能够测量频率在2M以内的方波脉冲，满足了本系统对频率测量的要求，也能够直接驱动继电器。有低功耗、速度快等优点，但其输出电流较小，不能够直接驱动继电器。控单片机模块。显示模块方案的比较与选择设计要求显示模块能够显示待测元件的类型名称、参数等信息，并供给人机交互界面。显示模块的方案主要有以下三个：方案一：承受数码管显示，数码管显示清楚，使人简洁观看，但是数码管只能显示数字及小数点，不能显示字母及汉字，不能够满足本系统的显示要求。16021602液晶只能够显示数字及字母，不能够显示汉字，不能满足本系统的显示要求。12864液晶易于掌握，能够显示数字、字母及汉字，满足了本系统的显示要求。12864液晶作为显示模块。量程切换模块方案的比较与选择方