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楼主: fat
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看到一个不错的LCF表设计,请大家来拍砖

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发表于 2009-5-3 19:02 | 显示全部楼层
这个好,从测量误差上分析要比测频率的小一个数量级,测频率的方法不会超过5位,测周期的(所谓等精度测量)可以达到六位。前提是测量的周期数要足够多,这样才能达到均化误差。实际上您的那个如果稍微修改程序也可以达到这个精度。但是LC的稳定性我以为要比RC的差,容易受外界干扰。
正在学习BASCOM,但距离实际还有差距。
实际上如果采用“自适应分频”+周期测量可以提高小电感和大电容的测量精度。
49楼的是LCR电桥,并且采用了所谓的矢量测量,理论精度要更高一些
发表于 2009-5-3 19:09 | 显示全部楼层
原帖由 fujiachun 于 2009-5-3 18:05 发表 https://www.yleee.com.cn/images/common/back.gif
http://article.ednchina.com/CPUDSP/20071104102158.htm 有要得快去,不会转贴



基于PIC单片机控制的RLC智能测量仪
技术分类:

测试与测量

  

微处理器与DSP

  | 2007-11-07
来源:现代电子技术 | 作者:杨继生 刘芬
上海远中电子仪器厂
专业制造PC36系列直流电阻测量仪 (数字电桥). 获国家新产品奖 !

www.sh-yuanzhong.com

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  在使用电子元器件时,首先需要了解其参数,这就要求能够对元器件的参数进行精确测量。采用传统的仪表进行测量时,首先要从电路板上焊开器件,再根据元件的类型,手动选择量程档位进行测量,这样不仅麻烦而且破坏了电路板的美观。经过理论分析和实验研究,采用正交采样算法,并由单片机控制实现在线测量、智能识别、量程自动转换等多种功能,可大大提高测量仪的测量速度和精度,扩大测量范围。因此这种
RLC
测量仪既可改善系统测量的性能,又保持了印刷电路的美观,较传统的测量仪还具有高度的智能化和功能的集成化,在未来的应用中将具有广阔的前景。
  1 硬件电路设计
  此测量仪硬件设计思路如图1所示。
http://www.ednchina.com/images/article/ff093e20-16d6-4d15-bf35-9e73cb60cc92/1.jpg
  由于
PIC单片机
只能正确采集0~5 V之间的电压,而输入的信号是正弦波信号,因此在将此正弦信号送入单片机之前需对其进行电位提升,使整个正弦信号任意时刻的电位均大于或等于0。另外本测量仪具有量程自动转换和增益自动可控的特点,实现电路如图2所示。
http://www.ednchina.com/images/article/ff093e20-16d6-4d15-bf35-9e73cb60cc92/2.jpg
  图2中U1(CD4051)是一个单刀八掷的模拟开关,用以完成量程电阻挡位的转换;U2(CD4052)是一个双刀四掷的模拟
开关,用来选择待测元件或基准电阻信号;U3,U4,U5,U6共同组成一个增益可以控制的仪用差分式放大电路,其中U5(CD4052)是用来切换增益倍数的;U8(74LS273)是一个锁存器,用于将由单片机发出的控制信号锁存并传输给U1,U2,U5实现程控;由于U1,U2,U5开关切换的驱动电压要求达到5 V以上,而单片机的高电平仅为3~5 V,达不到驱动电压,所以要采用一个集电极开路的驱动器(74LS07)才能实现由单片机控制的开关切换(R13,R14,R15,R16,R17为74LS07输出端的上拉电阻)。
  这样通过程序控制单片机与74LS273相接端口的高低电位,就可以控制模拟开关选择不同的通道,从而实现自动的量程档位转换和增益控制。
  2 软件程序设计
  本测量仪的测量原理是以正交采样为基础。首先选用频率恒定的正弦信号作为标准测量信号,然后用待测元件和基准电阻串联对测量信号进行分压,最后由单片机分别对待测元件和基准电阻分压后所得的信号进行正交采样处理。
  由于流过电容或电感的电流与其两端的电压存在90°的相位差,因此只需在任一时刻采样得到交流信号瞬时值V1,然后相移90°,再采样得到瞬时值V2,就可用V1和V2表示完整的交流信号:V2=V1+jV2。
  软件程序的设计思路如图3所示。
http://www.ednchina.com/images/article/ff093e20-16d6-4d15-bf35-9e73cb60cc92/3.jpg
  3 实验结果
  表1给出了该测量仪在测量频率为100 Hz,1 kHz,10 kHz±0.02%三种情况下的测量范围与测量精度。其中L,C,R,Q,D分别表示电感量、电容量、电阻值、品质因数、损耗角正切值。
http://www.ednchina.com/images/article/ff093e20-16d6-4d15-bf35-9e73cb60cc92/0.jpg
  4 结 语
  本文设计了一种基于PIC单片机的RLC
智能测量仪
,其主要功能如下:
  (1) 能够智能地识别出待测元件是电容、电感、还是电阻。
  (2) 能精确测量出电容、电感、电阻的参数值。
  (3) 可以实现量程电阻的自动转换,无须人工选择档位。
  (4) 当测量正弦信号的幅度过小时,可以自动实现增益放大,从而不影响精度。
  (5) 对测量仪进行扩充后还实现了二极管、三极管的测量。
  由此可见,此测量仪具有高度的智能化和集成化,可精确地对元器件参数进行测量,这正符合当今测量仪器的发展趋势,他将具有广阔的应用前景。
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(请您对文章做出评价)
发表于 2009-5-4 07:56 | 显示全部楼层
谢谢连接兄弟,俺就整不过来,说说咋弄过来的
 楼主| 发表于 2009-5-4 09:27 | 显示全部楼层
选择、复制,然后粘贴到发帖的窗口中就行了啊,论坛程序会自动将原来的网页嵌入
发表于 2009-5-4 09:53 | 显示全部楼层
原帖由 fat 于 2009-5-4 09:27 发表 https://www.yleee.com.cn/images/common/back.gif
选择、复制,然后粘贴到发帖的窗口中就行了啊,论坛程序会自动将原来的网页嵌入


谢谢,原来好像不复杂
发表于 2009-5-9 10:31 | 显示全部楼层
彭兄,精度、稳定性如何?
发表于 2009-5-10 06:06 | 显示全部楼层
用PIC的有二种

    一。16F84+LM311

          http://www.pi4zlb.nl/Zelfbouw/LC-meter.html

   二。16F628A

http://ironbark.bendigo.latrobe.edu.au/~rice/lc/index2.html
发表于 2009-5-10 08:00 | 显示全部楼层
用16F84+LM311感觉仿制的朋友比较多。化了些时间综合整理了下。

           下面这是经整理后的资料,供参考!

电容测量:0.1pF ~ 0.999uF。
电感测量:0.01uH ~ 99.9mH。

精确度:约1%,取決您采用的精密电容的誤差。
取样率:約每秒 6 次。
档位:自动換档。

一。电路图

原图有些小小的错误。这是网友修改过的图


LC.jpg (66.46 KB, 下载次数: 1)

二。用洞洞板仿制

LC1.jpg (90.82 KB, 下载次数: 1)



LC2.jpg (42.43 KB, 下载次数: 1)

三。工作原理

     LM311 用作方波振荡用,其振荡频率公式如下:

LC3.JPG (15.7 KB, 下载次数: 19)

      以测量电容为例:

    平常待机振荡器依据 L C 的值产生 F1(公式 1)的頻率,要测量前需按一下 SW1 的回零按鍵,这时 PIC 就会控制继电器导通将校正电容 Ccal 並联加入振荡回路,这时PIC 会记录下頻率数值 F2(公式 2),接上被測电容后就会产生 F3 (公式 3),将这 3 组頻率经公式 4 的运算就能得到被测电容数值。

    而电感器的到运算也是相同适用用公式 6 到 8。

       最前面的双刀双掷开关在选择电容档时,被测电容并联加入振荡回路,选择电感时被測电感串联加入振荡回路,

并送 PIC 的第 13 脚 。

     PIC的 J1 是选择 LCD 是 16x1 或是 16x2 的,短路接地是 16x1 的。
     PIC J2 是让 PIC 直接显示 LM311 的振荡頻率,因为頻率计数器的取样是10分之1秒,所以实际的頻率读数会少一位数,也就是说 555793Hz 会显示成 00055579。注意:这是查错用的其个位值只是参考而不需弄到准确。(振荡电路有问题直接显示 00000000。)

     PIC 的 J3 是 LCD 的背光控制。10K VR 是调整 LCD 文字的清晰度。


四。元件要求

      1. 所有的电阻只要用 5% 精确度就可,按照公式电阻沒有加入 LC 振荡計算。

     2. 82uH 的电感也不要求精密,固定式或可变的都行,只要求稳定就好。

     3. PIC 的晶振4 Mhz,只能用精度较高石英振盪器不能用陶瓷振盪器。頻率不准运算出來的数值也会不准。

    4. LM311的二个10uF 使用鉭电容其低內阻特性对振荡稳定性有好处。

     5.有二个 1nF 的电容均要求材质稳定的电容,以云母电容为佳。

    6.而继电器接点上那个Ccal 电容最好是找误差为1% ,因为整台 LC Meter 的精确度完全是靠这个电容。但是 1% 的难找又很貴所以可以改采用 J (5%)精確度的普通电容再多加一个约在 100pF 以內的小电容并联作补偿使用。


五。调试
         振荡:测试端子不接任何零件时先将 J2 頻率测试端子短路让LCD来显示现在的振荡頻率,应显示 00055*** 的數字,可以有小的跳动,不能让所有的位数都乱跳。显示全部为 0 或乱跳都要仔细栓查振荡电路。可以用电表來量直流工作点,8 脚为5V ,第 2/3/7 脚 为 2.5V。第 5/6 脚 有无短路?零件的摆放位置和跑线也会影响振荡的稳定,请缩短距离。

六。校正:
因为整台 LC Meter 的精确度完全是依靠 Ccal 电容,这是可以依靠上面的公式來验证。
有 1%以下的 1nF 电容裝上去就好,这是最省事的,这样就是校正完了。

没有的话,可找一只1% 的云母电容。并联小电容校正。

七。改进和注意事项:
      
       1. 利用 PIC 控制继电器的引脚,多加个三极管做自动背光控制,在按下复零键时LCD 背光亮,5 秒后便自灭,这样就可以用电池供电。

       2.尽量縮短振荡部分的跳线。这点非常重要。
发表于 2009-5-10 09:58 | 显示全部楼层
倪工上面介绍的这个电路
看电路图,好像和其他的LC振荡器测试电路“差不多”——只不过MCU不同而已?
发表于 2009-5-10 10:24 | 显示全部楼层

《上海政法学院陈丽天教师爆笑语录》之一

“萝卜青菜,各有所爱嘛!那为什么萝卜就不能爱青菜呢?”

http://news.ifeng.com/society/2/200905/0510_344_1147380.shtml

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