专利名称：一种电容电感测量电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测量技术，具体涉及一种电容电感测量电路。
背景技术：
电容器和电感器是组成各种电路的基本电子元器件，所组成的各种电路应用于工业生产中的各个领域，其性能的好坏决定了电路各项功能的优劣，因此对电容器和电感器性能的判定是非常重要的。电容器的主要参数有电容量及其误差、额定电压、温度系数、损耗因数等，实际应用中需要测量的是电容量和损耗因数；电感器的主要参数有电感量及其误差、额定电流、温度系数、品质因数等，实际应用中需要测量的是电感量和品质因数。目前，对电容器和电感器交流参数进行测量的测量仪主要有传统模拟式和数字智能化两类。·传统模拟式测量仪普遍存在测量精度不高、易受干扰、操作繁琐、不能实现快速自动测量等缺点，已经逐步被新型的数字智能化测量仪所取代。市面上的数字智能化测量仪中，精度高的价格昂贵，价格低的精度不够。
实用新型内容本实用新型的技术方案是一种电容电感测量电路，包括信号源电路，以及与信号源电路连接的虚实部分离电路，所述的虚实部分离电路依次通过模拟开关，AD转换器与单片机连接，所述的单片机还连接有一键盘，所述的信号源电路和虚实部分离电路之间还设置有信号调制电路。上述的一种电容电感测量电路，所述单片机还连接有显示电路。上述的一种电容电感测量电路，所述的单片机还连接有串口通讯接口。上述的一种电容电感测量电路，所述的单片机型号是STC89C52。上述的一种电容电感测量电路，所述的信号源电路向虚实部输入参考正弦波及余弦波信号，以及经过信号调制电路调制的含有待测电容或电感交流参数的电压信号，虚实部将分离后的实部电压信号和实部信号依次经模拟开关，AD转换器送入单片机。上述的一种电容电感测量电路，所述的信号源电路包括测量电路，以及分别为测量电路和虚实部分离电路提供参考正弦波及余弦波信号的IOkHz信号源。本实用新型具备高精度、低成本、快速自动化测量的优点，使其能够对电容器和电感器性能做出快速准确的判定。
图I为电容测量原理图。图2为电感测量原理图。图3为整体结构结构示意框图图4为IOkHz信号源电路图。[0016]图5为测量电路。图6为虚实部分离电路图。图7是AD转换及主控制器电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。如图I所示是本实用新型所用的电容测量原理图，信号源正弦信号可表示
为'Us= UsSinat将待测电各引入测量电路中，反相比例运放输出端电压可表不为 ( \
Uo =- J-Us+JmRlCxUs通过虚实部分离电路，可得到实部电压Ul和虚部电
ixX
VJ yUo
D
压U2，可表示为；经计算，损耗因数D可表示为
* 2
D — tan 5 =-= ~
mCxRx U2
O如图2所示是本实用新型所用的电感测量原理图，将待测电感引入测量电路中，反相比例运放输出端电压.可表示为!同理可得实部电压ui和虚部
Uo)
电压U2，可表示为:队=-如经计算，品质因数Q可表示为-.Q=H
HO如图3所示的本实用新型整体结构示意图，电容器和电感器需要在IOkHz正弦信号下进行测量，因此测量系统需要IOkHz信号发生器给测量电路及虚实部分离电路提供参考正弦波及余弦波信号，经过测量电路调制的含有待测电容或电感交流参数的电压信号和参考正余弦信号同时送入虚实部分离电路，可将调制信号分离为实部电压U1和虚部电压U2,经过模拟开关的选通分别送入A/D转换器中转换成数字量，由单片机STC89C52对这些数字量进行分析计算，测量结果由显示电路显示。键盘用来选择测量量程，同时控制模拟开关选通以及返回程序起始端。串口通讯电路用来实现上位机和下位机的通讯，可以通过串口通讯电路从上位机下载程序到下位机，也可以从下位机传送数据到上位机，在上位机通过软件进行处理。信号源电路向虚实部输入参考正弦波及余弦波信号，以及经过信号调制电路调制的含有待测电容或电感交流参数的电压信号，虚实部将分离后的实部电压信号和实部信号依次经模拟开关，AD转换器送入单片机。如图4所示的IOkHz信号源电路图，IOkHz信号源电路采用EPROM(M27C256)和DA转换器(DAC0832)来完成。通过该电路同步产生IOkHz标准正弦和余弦信号。其工作原理如下=EPROM用来存储正弦或余弦信号100个采样点信息，通过IMHz脉冲进行寻址，将100个采样点的十六进制信息送入DA转换电路，经转换由LF356输出相应模拟正弦或余弦信号。如图5所示的本实用新型测量电路，该电路主要由集成运放LF356构成的反相运算电路和继电器组成。通过该电路能够将待测电容或电感的相关参数调制成电压信号，实现电容(电感)一电压转换。其工作原理如下将待测电容或电感放到电容电感检测头处，当继电器K2位于�？サ悖琄4位于常闭触点时，进行电感测量。当继电器K2位于常闭触点，K4位于�？サ闶保械缛莶饬�。Kl和K3用来选择量程范围。调制电压信号由集成运放输出端输出。如图6所示的本实用新型虚实部分离电路图，电路由AD633乘法器和低通滤波器构成。其工作原理如下将测量电路输出的电压信号送入乘法器中，分别和IOkHz标准正弦和余弦参考信号相乘，乘法器输出通过低通滤波分别得到实部和虚部电压。如图7所示的所示的AD转换及主控制器电路图，虚部和实部电压通过模拟开关分别送入AD转换器进行模数转换，得到的数字信号送入单片机进行处理计算。AD转换器采用ICL7135，其中MC1403为ICL7135提供IV的电压基准，ICL7660为ICL7135提供-5V工作电压。单片机是整个测量仪的控制核心，根据测量要求和总体性能，如运算速度、抗干扰能力、I/0端口、中断源、存储容量、性价比等，采用性能优越的STC89C52作为处理器。ICL7135和单片机之间采用串行传输方式，此方式是通过计脉冲数的方法来获得测量转换结果的。主要是将ICL7135的BUSY端口和单片机的INTO端口连接起来，ICL7135的CLK端口和单片机的TO 口连接起来，通过单片机的定时器TO来计脉冲数。由于，定时器TO所用的CLK频率和ICL7135的CLK频率相同。因此可利用单片机的2MHz ALE方波信号进行16分频得到 125kHz方波信号作为ICL7135的脉冲(CLK)输入和TO脉冲输入。至此，TO的脉冲计数便反映出ICL7135的数字转换结果。为了使定时器TO的计数脉冲和ICL7135工作所需的脉冲同步，可以将ICL7135的BUSY信号接至STC89C52的P3. 2 (INTO)引脚上，并且将定时器TO的选通控制信号GATE置I。此时定时器TO是否工作将受BUSY信号的控制。以上所述仅是本实用新型的优选实现方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种电容电感测量电路，其特征是包括信号源电路，以及与信号源电路连接的虚实部分离电路，所述的虚实部分离电路依次通过模拟开关，AD转换器与单片机连接，所述的单片机还连接有一键盘，所述的信号源电路和虚实部分离电路之间还设置有信号调制电路。
2.根据权利要求I所述的一种电容电感测量电路，其特征是所述单片机还连接有显示电路。
3.根据权利要求I所述的一种电容电感测量电路，其特征是所述的单片机还连接有串口通讯接口。
4.根据权利要求I所述的一种电容电感测量电路，其特征是所述的单片机型号是STC89C52。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种电容电感测量电路，其特征是所述的信号源电路向虚实部输入参考正弦波及余弦波信号，以及经过信号调制电路调制的含有待测电容或电感交流参数的电压信号，虚实部将分离后的实部电压信号和实部信号依次经模拟开关，AD转换器送入单片机。
6.根据权利要求1-4任一项所述的一种电容电感测量电路，其特征是所述的信号源电路包括测量电路，以及分别为测量电路和虚实部分离电路提供参考正弦波及余弦波信号的IOkHz信号源。
专利摘要本实用新型涉及一种电容电感测量电路，包括信号源电路，以及与信号源电路连接的虚实部分离电路，所述的虚实部分离电路依次通过模拟开关，AD转换器与单片机连接，所述的单片机还连接有一键盘，所述的信号源电路和虚实部分离电路之间还设置有信号调制电路。本实用新型具备高精度、低成本、快速自动化测量的优点，使其能够对电容器和电感器性能做出快速准确的判定。
文档编号G01R27/26GK202661573SQ20122033798
公开日2013年1月9日 申请日期2012年7月13日 优先权日2012年7月13日
发明者韦炜 申请人:西安文理学院
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