基于STC89C52/AT89S52的电感、电容、频率测量表大体测量范围
电感测量范围:0.1μH-----1H
小电容测量范围:1pF----2.2μF(非电解电容)
频率测量范围:50Hz---400KHz(可测小信号)
电解电容测量范围: 0.5μF--12000μF(电解电容、非电解电容均可)
一、测量原理
1、小电容、电感测量原理:
电路是一个由LM393(U3A)组成的LC振荡器。由单片机测量LC震荡回路的频率F1,然后根据标准电容C1【原理图中的Cref】出电感L1的值。
这里电容器C1的容量的精确程度,基本上决定了整个测量过程的精度。应该选用稳定性好精度高的电容器,网上一般推荐使用云母电容器,买不到的话,独石或CBB的也都可以将就用。
电容Cx、电感Lx的值,分别用下列式子计算:
其中,F1是固有频率,F2是接入测试电容、电感后的频率。
2、电解电容测量原理:
电解电容的测量是基于对RC电路的时间常数的计算,电容的充电速度与R和C的大小有关,R与C的乘积越大,充电时间就越长。这个RC的乘积就叫做RC电路的时间常数τ,即τ=R∙C。若R的单位用欧姆,C的单位用法拉,则τ的单位为秒。
图示曲线可以得到充电过程的一般规律:Uc是按指数规律上升的,Uc开始变化较快,以后逐渐减慢,并缓慢地趋近其最终值,当t=τ时,Uc=0.632E (E为电源电压);本测量仪就是利用单片机测量Uc=0到0.632E这段时间,用下列式子计算计算被测电容值:
电路由比较器U1B,放电晶体管Q1、Q2等组成。设定比较器正输入端为Uc,(Uc=0.632E,调节Rref获得),反向输入端接被测电容CEx,当单片机P15引脚为低电平时,电容放电。注意51单片机引脚的拉电流很小,不能直接驱动Q1,否则放电时间会很长。当单片机P15引脚为高电平时,电容充电,当充电到Uc时,比较器翻转,触发单片机外部中断0,通过测得的充电时间和充电电阻的大小可以计算出电容大小。
二、原理图
上图中(请参照PDF原理图),Btn1是单片机复位按钮;Btn2是校准按钮,在测量小电容时候可以随时按下清零显示;Btn3是功能切换按钮,用来在测量LCF(频率、小电容、电感)和测量电解电容之间切换。