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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
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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。
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。
[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.
[5]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.
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[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.
[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.
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。
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、指软件的编写及调试。
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
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 ,由于电路中使用已知的固定的电阻,所以可以通过公式 , 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。
6.完成论文写作、修改定稿、准备答辩。
主要参考文献:
[1]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.
[3]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. [5]刘明亮.振荡器的原理和应用[M].北京:高等教育出版社,1983.