简易RLC测量仪的设计和实现 开题报告

本科生毕业设计（论文）开题报告学号学生姓名系部专业年级指导教师职称设计（论文）题目简易RLC测量仪的设计和实现本课题国内外研究动态及意义:一、课题研究动态早在1997年，中国航空工业总公司就研究出一种测量电阻、电容、电感的 方法等电位隔离方法，用于对在线的电阻、电容、电感元件实行等电位隔离。目前国内外的RLC测试仪，硬件电路往往比较复杂，体积比较庞大，不便携 带，而且价格比较昂贵。例如使用传统的阻抗法、Q表、电桥平衡法等方法测试 RLC的过程中不够智能而且仪器体积笨重、价格昂贵，同时对外界的要求很高， 测试操作过程中需要调很多参数，对初学者来说很不方便。当今社会，虽然对RLC 的测试已经很成熟了，但是在操作方面，特别是智能化方面有待提高。充分利用 现代单片机技术，研制出一种价格便宜和操作简单、自动转换量程、体积更小、 功能强大、便于携带、人机界面友好的智能RLC测试仪，具有十分重要的意义。 二、课题研究意义传统的RLC参数测量的方法种类很多，例如：直接用欧姆表测量电阻，或者 对电阻两端施加一定的电压，利用电流表测得流过的电流值，再按照欧姆定理计 算出电阻值；而对电感或电容的测试采用测量阻抗角和负阻抗，然后利用数学公 式计算出电容和电抗的参数。此外还可以采用过渡过程分析方法，此方法用于计 算含有储能元器件L、C的电路的时间常数，因研究的是一个电路从一个稳态过 渡到另一个稳态，此方法涉及到初始值稳态值等数据。算出时间常数t，由于电 路中使用已知的固定的电阻，所以可以通过公式工二RC , l / R计算得出电抗 参数。在要求测试准确度高的情况下还可以采用交流电桥法，通过调整已知参数 使得电桥达到平衡，读出电感或电容值。以上方法必须采用手工操作，而且有些 方法需要测量多个数据，再进行人工计算，准确度不大，且太费时费力。在这种 情况下，数字式的RLC测量仪应运而生。本设计是基于STC89C52单片机控制的简易RLC测量仪，它充分利用单片机 的运算和控制功能，把被测参数通过转换电路变成直流电压或者频率后进行测 量，然后通过单片机运算出R、L、C的值，并送至显示器显示。其测量结果相对 于传统的测量方式更简单可靠。毕业设计（论文）研究内容、拟解决的主要问题:内容：本设计以STC89C52为核心开发了基于单片机的RLC测量仪。本设计所采 用的参数测量方法是基于振荡器原理，通过将被测元件接入振荡电路中，产生振 荡频率输出，采用测频率方法间接获得被测参数的值，本设计分为振荡电路和测 频电路两个主要部分。拟解决的主要问题：1. 振荡电路的起振、干扰和波形处理的问题2. BJT的选择问题。BJT的放大倍数不够则电路起振较难，不利于测试， 具体BJT的选择需要靠实际测试确定。3. 振荡频率和晶振频率的选择问题。要考虑到振荡频率不能超过单片机的 计数最高频率。毕业设计(论文)研究方法、步骤及措施:研究方法：查找相关资料，设计满足要求的电路，选择合适的电子元器件完成硬件制 作；结合硬件设计用C语言编程，编程过程中可查阅相关资料，文献等，可进行 多次调整，直到设计达到最佳状态。步骤：1. 根据设计测量范围和准确度要求，设计电阻、电容和电感的震荡电路及 其测频电路。通过理论分析和计算，选择电路参数。2. 查找相关资料,确定研究方案，根据操作功能要求，确定键盘控制功能。3. 按设计要求编程实现频率转换成所需参数，确定显示位数、指示类型和 单位。4. 硬件的制作及调试。5. 软件的编写及调试。6. 完成论文写作、修改定稿、准备答辩。主要参考文献：阎石数字电子技术基础(第5版)M.高等教育出版社,2006.2华成英，童诗白模拟电子技术基础(第4版)M高等教育出版社,2006.闫玉德，等.MCS:51单片机原理与应用:C语言版M.机械工业出版社,2004.4牛百齐.基于单片机的电容测量仪设计J.仪器仪表户,2005,12(4):29-30.刘 明亮.振荡器的原理和应用M.北京:高等教育出版社,1983.刘军，李智.基于单片机的高精度电容电感测量仪J.国外电子测量技 术,2007,26(6): 48-51. Dutche r.使用少量元件的廉价易用电感测试仪J.电子设计技 术，2007(7): 108- 111.7陈江华，杨霓清,梁村梅.一种实用的电容、电感和电阻自动测量仪J.计量与 测试技术,2002,29（1）:21-26.8王恩贵.采用单片机的便携式LRC参数测试仪国外电子测量技术.2008年第 10期.9 李华等.MCS-51单片机实用接口技术M.北京航空航天大学出版社.10 周民德.微机原理与接口技术.北京：人民邮电出版社，2002.11 黄川.智能电阻、电容、电感测试仪设计J.科技资讯.2009.08.12 刘新如何正确使用LRC测试仪测量电子元件J.计量与测试技 术,2006,33（5）:2-4.13 阮德生.自动测试技术与计算机仪器系统设计M.西安：西安电子科技大学 出版社，1997.14 陈尚松，雷加，郭庆.电子测量与仪器M.北京:电子工业出版社,2005.15 韦以明.基于传感中低Q电感的测量J.现代电子技术,2007,1（11）:138-140.是否可以进入设计（论文）研究：可以进入设计（论文）研究指导教师签名：2014年3 月 22日是否可以进入设计（论文）研究： 可以进入设计（论文）研究教研室（系、研究所）主任签名：2014年3月24日