观点：电阻电容电感测试仪的设计原理是什么?如何制作的?

【资料图】

电容器的充电时间t1和放电时间t2分别为：充电时间t1=0．7RC；放电时间t2=0．7RC。所以多谐振荡器的周期T为：T=t1+t2=1．4RC，。由于单片机的定时器的最大时间为65536us，因此我们选择电容C为0．1 μF。图7电阻测量电路图

3．3．2 电容测量模块测量电容采用的RC振荡电路与测电阻的振荡电路完全一样。误差分析：有|△Cx／Cx|=|△f／f|+|△C／C|。已知|△f／f|能满足1％以下的精度，而精密的金属膜电阻，其阻值的变化率|△R1／R1|亦满足1％左右的精度。这样电容的测量精度也可以做的比较高。注意：由于建立RC稳定振荡的时间较长，在测量电容和电阻时，应在显示稳定后再读取参数值。3．4 电感测量模块在测量电感电容值时，传统的测量大都采用交流电桥法和谐振法。然而这些方法通常采用刻度读数，读数不够直观。着眼于对传统测量方式的改进，基于LC振荡电路原理，结合以AT89S52单片机为核心的频率测量电路，测量电感。利用普通的CMOS反相器构成一个皮尔兹CMOS缓冲振荡器，通过测量频率来间接测量电感，并且测量值与电感的内阻基本无关。本电路设计简单，无需调试即可正常工作。其原理图如图4所示。

误差分析：因为所以|△L／L|=|2△f／f|+|△C／C| 由此可见，因为|2△f／f|相当小，|△L／L|的精度主要取决于电容值的稳定性，从理论上讲，只要|△C／C|小于1％，|△L／L|也就能达到相应的水平。一般而言，电容的稳定性，特别是像独石电容一类性能比较好的电容，|△C／C|都可以满足小于5％的要求，这样误差精度就能保持在-5％～+5％以内。4 系统软件设计 AT89S52有两个定时器／计数器T0和T1。初始化程序将T0设置为计数器，T1设置为定时器。T0是工作在计数状态下，对输入的信号进行计数，但对工作在计数状态下的T0，最大计数值为fOSC／24，由于fOSC=12MHz，因此，T0的最大计数频率为500KHz。T1工作在定时状态下，最大定时时间为65ms，达不到1秒的定时，所以采用定时50ms，共定时20次，即可完成1秒的定时功能。频率计开始工作或者完成一次频率或周期的测量，程序都进行测量初始化。测量初始化模块是用来设置1602液晶显示、工作寄存器、中断控制和定时／计数器的工作方式的。系统软件设计采用模块化设计方法。整个程序由初始化模块、测量电感模块、测量电容模块、测量电阻模块、测量实时时钟模块、测量电感品质因数模块、测量频率模块、记录并保存数据模块等各种功能模块组成。上电后，进入系统初始化模块，系统软件开始运行。在执行过程中，根据选择分别调用各个功能模块完成对应的物理量测量。

5 实测结果为了衡量这次设计的电阻电容电感测试仪的工作情况和测量精度，我们对系统进行了试验，利用自制的测试仪对电阻、电容和电感的测量结果分别如表1、表2和表3。

6 结论由于电路的增益很高，非常容易起振，即使在不接入电感的情况下，电路也会由于分布参数而起振。我们用了2个15cm长的线，接两个鳄鱼夹，直接短路的时候，电路的输出频率稳定在502kH，折算出分布电感为2μH左右。这表明该测试仪最低只能勉强测出5μH。但是，如果电感值稍大，测量值还是比较准确的。考虑到存储空间的限制，在ROM中只存储3k个数据，实际分辨率为3．4％，测量小阻值的电阻器或者小容量的电容器误差比较大，所以本系统适合测量阻值较大的电阻器和容量较大的电容器。该测试仪操作步骤简便，智能性强，误差较小并且性能稳定，数据显示一目了然，已在实验室使用。

观点：电阻电容电感测试仪的设计原理是什么?如何制作的?

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