基于arm的电阻电容电感测试仪论文

基于arm的电阻电容电感测试仪论文内容摘要：

图 三 7 电感测试电路 电阻 、 电容 、 电感测试仪的软件设计 KEY1 C 测量程序的选择 KEY2 R 测量程序的选择 14 KEY3 L 测量程序的选择 主程序流程图 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 KEY1， KEY2，来进行灵活控制，具体操作如下： 首先插入被测元件，用 ARM 运行测试仪程，序然后进行按键选择，选择被测参数类别，之后单片机根据按键类别启动相应的参数测试程序，测试完毕后将结果送入数码管显示。 数码管显示模块： Timer0 为数码管扫描使用定时器。 为数码管提供扫描频率。 捕获模块： Timer1 为捕获频率模块，起到捕获电路产生的频率。 按键选择模块：当按下 KEY1 时， LED1 亮，测试被测电容的值； 当按下 KEY2 时， LED2 亮，测试被测电阻的值； 当按下 KEY3 时， LED3 亮，测试被测电感的值； 15 RLC 测试仪的软件流程图 开始 初始化 键扫描 健分析，置状态 R测试状态 C测试状态 L测试状态 开中断 定时器设置 捕获 采值并计算 显示 结束 Yes 16 .频率参数计算的原理 本设计频率的计算采用定时器 1 的捕获中断，对外触发电路产生的脉冲频率的测量，再通过对测量数据的校正来完成。 单片机对频率测量的原理如下图所示。 测频率原理图示 说明：图示中 t1 时刻检测到上升沿进入捕获中断，变量 T1Flag 开始累加，当一秒钟到了时，则停止计数， T1Flag 值为频率。 .系统硬件调试 本设计的硬件部分通过调试，在调试中遇到很多问题，由于电路全为万用板焊成，所以电路不如印刷板的稳定性好，经过调试后，误差均小于 5%，达到本测试的要求。 其调试内容为： 1） ARM 板连接数码管后，运行程序后，数码管全亮的显示效果。 17 2）被测电阻的调试，按下 KEY2 键后，数码管显示被测电阻 100K 的阻值，测试仪电阻的单位为 1 欧姆，电阻显示 的结果如下图所示： 3）被测电容的调试，按下 KEY1 键后，数码管显示被测电容 100uF 的示值 ， 测试仪电容的单位为 1nF，电容调试后的结果如下图所示： 18 4）被测电感的调试，按下 KEY3 键后，数码管显示被测电感 200uH 的示值 ， 测试仪电感的单位为 1uH，电容调试后的结果如下图所示： 19 第四章 测试仪测试值分析： （ 1） 测试原理：在系统设计中，以 PLC2103 的 ARM 板为核心的电阻、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。 其中电阻和电容采用 555 多谐振 荡电路产生的，而电感则根据西勒电路产生的，将振荡频率送入 口的捕获端，通过捕获终端服务程序 T1Flag的累加，计算出电路产生的频率，在通过频率计算出被测参数。 以 CodeWarrior for ARM Developer Suite为仿真平台，使用 C 语言编写了测试程序，包括主程序模块、显示模块、电阻测试模块、电容测试模块和电感测试模块。 （ 2） 测试方法：在测试时将被测参数通过本系统测量出来的示值与参数的标称值进行对比，进而可以知道本系统的测试精度。 （ 3） 测试仪器：示波器，万用表，稳压电源，计算机。 （ 4）测试结 果：通过按键，实现其按键所对应的功能，并观察测试结果，对设计进一步的进行校正和对实现功能的可靠性的确认，并记录观察结果。 测试结果如下： a）电阻测试数据如下图所示： b）电容测试数据如下： 电阻测量 测量值 误差 % % % 真实值 20 c）电感测试数据如下： 误差分析： 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。 所谓修正的方法就是在测量前或测量过程中，求取某类系统误差的修正值。 在测量的电感测量 测量值 误差 190uH 661uH 5% % % 电容测量 测量值 误差 % % % 真实值 100uF 22uF 真实值 200uH 680uH 21 数据处理过程中选取合适的修正值很关键，修正值的获得有三种途径。 第一种途径是从相关资料中查取；第二种途径是通过理论推导求取；第三种途径是通过实验求取。 本测试修正值选取主要通过实验求取，对影响测量读数的各种影响因素，如温度、湿度、电源电压等变化引起的系统误差。 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。 由于捕获频率近似等于谐振频率，使得测量本身存在误差，制作电路板的过程中，存在一些干扰电阻，电阻和电容靠得太近，会影响电感产生的振荡电路产生的频率。 22 第五章 参考文献 一、 山东师范大学物理与电子科学学院 《 555 定时器的自动化设计及其应用》 黄萍、裴素华； 二、 河南大 学学报 《电流负反馈电容三点式振荡电路》 郑景华、刘忠民； 三、 曲阜师范大学物理工程学院 《三点式振荡电路能否振荡的判别方法》 尹慧、欧阳金华； 四、 山东大学信息科学与工程学院，山东省电信培训中心 《一种实用的电容、电感和电阻自动测量仪》 杨霓清、梁村梅。 23 图 01 示波器显示 555 多谐振荡波形 图 02 电阻测试电路原理图 24 图 03 电阻测试 PCB 图 图 04 电感测试电路产生的波形 25 图 05 电感测试电路的原理图 图 06 电感测试电路的 PCB 图 26 附录二 源程序如下： /****************************************Copyright (c)************************************************** ** jiangxiligongdaxue Development Co.,LTD. ** graduate school ** ** **File Info ** File name: ** Last modified Date: 20200115 ** Last Version: ** Descriptions: The main() function example template ** ** ** Created by: gongmingming ** Created date: 20200115 27 ** Version: ** Descriptions: The original version ** ** ** Modified by: ** Modified date: ** Version: ** Descriptions: ** ********************************************************************************************************/ include define LED1 117 define LED2 118 define LED3 119 define KEY1 116 define KEY2 114 define KEY3 115 define PIN_STR 18 28 uint8 const digitable[11]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00}。 // 显示的段码 uint8 const selectable[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}。 // 显示的位码 uint8 C = 0。 uint8 R = 0。 uint8 L = 0。 double Cx = 0。 double Rx = 0。 double Lx = 0。 double C1 = 104。 double C2 = 104。 double C3 = 104。 double WC = 0。 uint32 HZ=100。 uint8 DATA[8]。 uint32 T0Flag = 0。 uint32 T1Flag = 0。 29 uint32 N = 0。 //捕获中断次数 uint8 i = 0。 //数码管显示位 unsigned char x。 //将DATA【】值赋给 x uint3。